探索门机回转支承开式齿圈润滑新工艺

王 鹏

（日照港股份有限公司第一港务分公司，山东日照 276800）

0 引言

门座式起重机（以下简称“门机”）由行走、起升、变幅和回转四大机构组成，其中回转机构的作用是使起重机的回转部分在水平面内绕回转中心线转动，实现货物的水平移动。回转机构由驱动装置、传动装置和回转支承组成。回转支承固定在门机中心筒上，通过左右两个旋转小减速箱齿轮带动门机旋转。旋转过程中，门机回转支承和减速箱小齿圈有相对运动，摩擦造成零部件的磨损，最终影响回转支承的使用寿命，目前主要通过润滑途径来降低设备的磨损，故研究标准化润滑工艺对提高门机回转支承的使用寿命具有重要意义。

1 问题

日照港股份三公司现辖门机41 台，分布于西二期、西四期、南区焦炭泊位，设备作业线长且利用率不均衡。所有设备都需要润滑油进行润滑，由于设备生产厂家、型号不同，因此所用润滑油的牌号、规格不同，造成油品成本高，加注时间、地点不统一，且不同润滑人员的操作和标准也有所不同，无法统一管理，给设备润滑保养带来了较大困难。

1.1 设备润滑的重要性

机械设备在使用期间必须重视维护保养，润滑是贯穿始终的重要环节。有接触面的相对运动就有摩擦，就会消耗能量并造成零部件的磨损。据估计，世界能源的1/3～1/2 消耗于摩擦发热，大约80%的零件损坏是由磨损引起的。因此加强机械设备的润滑管理，可以提高设备的可靠性，延长使用寿命，降低设备使用维修费用，减少机械设备故障。

1.2 润滑方式存在的问题

据统计，约有40%的机械设备故障是由于润滑不正确引起的。在设备润滑中，润滑油脂主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用，机器设备的转动、滑动、摆动等运动部件，都需要定期加注润滑油脂，以降低运动阻力、减小磨损、保证其正常运行。目前使用较为普遍的润滑脂加脂装置主要是杠杆式润滑脂枪，俗称黄油枪，一般是靠人力驱动，主要由装有弹簧的筒体、注脂手柄等组成，利用杠杆和弹簧的作用将黄油挤出。注油操作时，握一下手柄，挤一次黄油，这种方式适用于润滑点分散、注脂量小的场合，若需要的加脂量大，则扳动手柄的次数多，这种加脂方法费时费力且出脂不够均匀、连续。

对于大型设备，特别是高度较高的门机，人工操作黄油枪的加脂装置不太适用。由于门机上的润滑点分散，每次加注时，都需要爬到机器各部位对各个润滑点进行加注，劳动强度大、工作环境差、安全性差；而且在设备运转过程中不能停机加注黄油，危险性高，易造成作业事故。另外，作业受天气、包括风浪等外界环境因素影响较大，恶劣气候条件下无法开展具体工作。由于是高空作业，有时会出现作业人员坠落伤亡的情况。现有的注油设备普遍存在作业前准备工作量大，作业过程中实施较困难，盲区注油效果不理想，润滑脂涂抹厚度不均匀等问题。

2 改进措施

针对现有门机回转齿圈人工润滑工艺所存在的缺陷，结合国内外港口起重设备及其他工况下大型机械设备的运行特点，设计一台对门机开式齿进行自动润滑的智能加脂机。

门机回转齿圈智能加脂机主要由智能检测单元、机电一体化控制系统、大功率推进装置、涂油器及全金属机身组成。智能检测单元采用高灵敏度电感式检测传感器，检测精度高、响应快、可靠性高；机电一体化设计控制系统集电源模块、智能控制单元、驱动单元、采集单元于一体，高度集成，体积小；大功率推进装置采用大功率步进电机，转速可控，且拥有强大的推动扭矩，宽裕量推动动力，保证出油速度和出油量的稳定性；涂油器包括进油口、储油室、布油腔，进油口与储油室相连通，储油室与布油腔通过竖向的窄缝相连通，布油腔具有上凸缘和下凸缘，上凸缘与下凸缘之间的距离大于被涂布润滑油的运动件的高度，布油腔的工作面针对各种尺寸型号的齿轮精细化设计，具有与被涂布润滑油的运动件工作面相吻合的弧度，可防止油体溢出、脱落，被润滑面涂抹均匀，提高了润滑油的利用率；全金属机身采用不锈钢材料打造，防腐耐磨，适用于各种恶劣的工作环境（图1）。

图1 智能加脂机结构示意

3 智能加脂机工作原理

智能加脂机设有两种工作模式：稳态模式和新机模式。稳态模式是指设备使用过了磨合期并进入正常使用状态，加油润滑周期稳定的模式；新机模式是指设备投入使用时间不长，有频繁润滑需求的模式。

在稳态模式下，加脂机通过智能检测单元可自动识别齿圈的运转状态，并根据前一加油周期的起始时间自动判断设备润滑需求，控制推进装置启停、推进、后退。加脂流程中，推进装置缓慢匀速推进油管中的活塞，经布油器平缓出油，齿圈被润滑油涂抹均匀，润滑效果相对人工涂抹显著提高。当门机暂停使用时，加油机自动停止加油，防止润滑油堆叠、硬化影响润滑效果；当门机再次投入使用，加油机亦重新进入加油状态。此外，在润滑油推送机构的工作端上设有限位块，机架上相应位置设有前限位器和后限位器，当整管润滑油被涂净后，前限位器被触发，加油机快速倒转退出，待活塞全部退出后触发后限位器，以蜂鸣信号和指示灯的方式，提示操作人员润滑脂已用完，需更换油管。一次完整的加油流程结束后，进入润滑保质期，在此期间即使门机运行加油机也不再启动，待润滑保质期结束，重新判断门机状态和润滑需求。

在新机模式下，加脂机的工作流程与稳态大体相同，区别在于新机模式不设置润滑保质期，只根据门机状态判断润滑需求。

4 智能加脂机的优势及特点

智能加脂机结构简单、紧湊、体积小、自动化程度高，作业危险性低，润滑油涂抹均匀、定量精确，加注速度可快可慢，流量稳定、设定方便，不仅能节省人工，提高工作效率，保证润滑效果，而且润滑模式可选、周期灵活可设，可以实现自动化控制，无人值守。

该型智能加脂机设计之初预留了扩展功能和选配功能。

（1）扩展功能：可根据润滑点的数量需求，在共用一套控制系统的基础上，灵活定制多台加油推进装置，提高润滑效率的同时降低运行成本。

（2）选配功能：可根据不同使用环境需求选配润滑油预热装置，主要适用于温度寒冷的北方，在油室内增加温度检测单元，当油室内温度过低时自动启动加热装置，防止油体凝固影响设备润滑效果。

5 预期效果

智能加脂机的应用，可实现门机回转齿圈的标准化润滑，即实现定量、定期、油膜标准厚度、缺油自动判断、碾压式润滑及无人值守的润滑工艺。改变以往的润滑工艺，将人工润滑工艺替换成机械润滑工艺，从而实现节省人力、提高润滑工作效率及保证齿圈润滑标准的目的。