门座式起重机下支承异响分析及解决方案研究

2023-01-03张海滨王昌盛

中国设备工程 2022年1期

张海滨，王昌盛

（上海振华重工（集团）张家港港机有限公司，江苏张家港 215633）

八撑杆转柱式起重机是船厂及重型设备安装施工中常用的机型。在使用过程中，经常出现回转下支承异响。本文以新加坡50T-50M单臂架门机案例，经过分析，多次整改，最终将异响问题解决，确保设备的正常运行。

1 门座式起重机下支承拉出检查并发现问题

从轴承打开的情况看轴承油质污浊、有水及其他异物进入。轴承的滚道及滚轮上有麻点及凹痕。轴承内部油槽部分有安装敲击痕迹。下转柱与轴承上座接触的平面存在加工误差0.82mm。元宝梁上轴承垫板与轴承下座的平面存在加工误差1.91mm轴承上平面与轴承上座有磨擦及滑动痕迹。轴承滚道与轴承下座有磨擦及滑动痕迹。轴承排装角度太大，存在4mm的高低差。

2 针对问题提出的解决步骤及解决方案

因八撑杆转柱式门座起重机轴承异响在以往也经常出现，且多种因素均可导致声音的出现。首先需要找出导致门机异响的各种因素，然后逐一地进行分析排除，直至最终解决异响，然后再制定相应的具体措施解决问题。

（1）经过分析，产生异响的因素有如下几种原因产生：①下支承结构件上下结合面不平行，造成下支承回转轴线与门架中心线产生夹角α，运行时造成轴承受力不均产生异响；②轴承上平面与轴承上座产生位移。由于门机钢结构件的柔性和轴承上座与轴承配合的原因导致门机在运行过程中轴承上下结合面存在不平行的因素，导致轴承个别滚轮受力不均，阻力增大，当受力情况大于轴承上平面与上座接触面的摩擦力时，产生应力释放性的相对位移，即产生异响。③经实际对轴承下座接触面的测量数据显示其平整度不理想，导致轴承下座产生轻微的应力变形，导致轴承内部应力集中，当应力释放时产生的震动异响。

针对上述可能原因，结合现场生产情况，按照以下方案进行逐一排除：步骤一：通过调整垫片调整装配面平行度，尽量减小α夹角来消除异响的，进行以下步骤：首先，根据所测量的数据，加工垫板；其次，垫板加工好后，把下转柱顶起，把垫板垫到不平处。中间碰到螺栓位置可以在垫板上开槽。步骤二：如果能确定调整垫片没有问题，就需要着重检查下支承轴承的情况。检查下支承轴承，需要将轴承移出安装位置，并且需要打开轴承内部进行检查。

（2）下转柱顶升方案及下支承拆除方案如下：①下转柱顶升前，为了保险和安全起见，先将转柱内部与中心集电器的电缆线在连接处断开，整改完毕后复位连接。②被顶升部件下转柱及上部总成总重量为626t。请选择4只200t千斤，由于顶升空间只有479mm高，故千斤顶的高度不得高于479mm，尽量比此数值低，以方便将千斤顶放入顶升位置。③为了保证顶升的稳定性，顶升开始前需要将臂架放到约86m的位置，并且臂架需要旋转到垂直门机的轨道方向。此时，上部重心位置近似为旋转中心处。④千斤顶的摆放。为了保证被顶升部件不因受力变形，故千斤顶放置必须按要求摆放。⑤顶升行程。顶升开始前需要测量旋转小齿轮与门架支撑环之间的间隙，理论值为21mm。如果顶升行程小于21mm或者测量的间隙值，可以不用拆除旋转小齿轮(加垫板时）。⑥如果顶升行程大于21mm（或者前述测量的间隙值），就需要拆除旋转小齿轮，小齿轮拆除时需要将小齿轮做好高空防坠落保护措施(拆除下支承）。⑦为了从根本上解决问题，将下转柱顶起后，准备拆除下支承。为了拆除下支承，上述步骤中的顶升高度不得低于60mm，需要拆除小齿轮。

（3）下支承拆除清理检查步骤如下：①根据步骤2中的第6项，将上转柱顶起60mm。②进入门架中梁内部，先拆除下支承的接管、加油斗、探油器和放油管。降低整个下支承的高度以便于移出下支承。拆除放油管时，需要立即将堵头旋入放油管安装处，以免机械油漏出污染机器。③整个下支承重量约为5t，利用两只5t的手拉葫芦和槽钢龙门架将整个下支承抬高并移出下转柱的安装位置。④首先空转下支承，查看下支承本身存不存在旋转的异响问题，如有条件的可施加不小于100t的载荷在下支承上面旋转查看异响情况。此步骤仅检查下支承轴承的整体转配质量情况。⑤无论有无异响，都需要检查轴承内部是否存在产生异响的因素。检查步骤：首先去除内部的机械油等，将内部结构的油污擦拭干净。检查轴承内部是否有磨损或损坏碎裂情况发生，检查轴承内部是否有施工垃圾影响轴承的运行。如果有铁屑等施工垃圾，需要将垃圾清理干净，滚动体和滚道擦拭干净润滑后重新装配。为了排除轴承上平面与轴承上座产生位移而产生异响的可能，需要在轴承拖出检查时将轴承上盖吊出，对轴承清理后对上部轴孔及与其上盖的连接部位进行现场测量，根据实际测量尺寸对轴承上盖的连接部位进行重新堆焊机加工，尺寸控制在+0.03～+0.11，加工好后将轴承上部与上盖用千斤顶进行配合安装，保证轴承上盖及轴承紧密接触。然后将上支撑重新复位安装。对于轴承下座接触面平整度问题，视情况而定，对平面进行重新机加工处理，达到最初的设计标准。再排除以上可能产生的轴承异响因素后按照步骤（2）将下支承安装到原来的位置，然后将加工好的垫片垫到不平处,减小α夹角的数值。降低千斤顶推杆，将整个上部落回原位置，安装好下支承的固定螺栓，清除千斤顶等工装，然后向推力轴承里补充加入因检查漏掉的机械油，并且加入1kg的MoS2帮助润滑，接通整机电缆，旋转门机检查轴承运转情况。

（4）垫片调整装配面平行度，尽量减小α夹角来改善轴承的受力情况。如果还需要增加垫片，可进行接下来的步骤。①根据所测量的数据，加工垫板；②垫板加工好后，把下转柱顶起，把垫板垫到不平处。中间碰到螺栓位置可以在垫板上开槽。③对轴承清理后将轴承与紧圈部位进行分离检查。④检查轴承与紧圈的配合情况，为了增加紧圈与轴承间的配合间隙，对两者的接触部位进行拉毛处理，增大轴承与紧圈的相对摩擦力，然后重新装配。⑤在轴承上盖装配时对上盖与轴承紧圈部位进行间断电焊进行固定，并在紧圈与上盖之间的对角部位增加25×25×50的挡块进行固定。⑥将下支承重新复位安装。⑦再将下支承重新复位安装到位后用百分表检查轴承上下盖的平行度，并根据测量结果，增加垫片调整轴承的上下盖间平行度，保证在运转时平行度差在2mm内。⑧在对轴承进行恢复安装后，接通电源在平衡点位置旋转门机，用百分表测量门机轴承的上下盖的平行度存在误差，最大的平面误差在4.1mm，且旋转时轴承内部又发出6～7声异响，且声音很大。在对轴承平面进行垫板处理后，在平衡点臂架86m位置旋转门机测的调整后平面误差数据在1.4mm以内，旋转时声音消失；但是在收最小幅度过程中轴承内部发出一声很小的异响，在最小幅度时测的轴承平面度误差在2.4mm以内，旋转门机一圈轴承内产生一声较小的声音。调整后声音改善，彻底解决问题。

3 异响问题总结与分析

（1）门机水平轮未调整好。（2）转柱下支承平面机加工存在问题，且轴承平面度存在误差没有排装好。（3）轴承损坏或者是辊道损坏及轴承内存在垃圾，在实际生产中，尤其要注重下支承的装配工作，轴承内部齿轮油润滑工作，防止进水。日常清洁保养工作。（4）在打开下支承后发现轴承与下支承上下座都是间隙配合，且轴承可以自动与上盖分离，轴承可能在下支承内部存在滑动现象。假设当门机在最小幅度是工作时，轴承上下平面因结构问题或其他原因产生2～3mm倾斜，导致局部滚柱受力增大当力度达到一定程度大于轴承上下平面与支座的平面的摩擦力，是否会产生相对位移，也导致声音的出现，同时应力得到释放，滚柱又开始滚动，然后周而复始。排装好的门机频率小且声音小，偶尔发生；如果没有排装好的门机，倾斜度较大所以声音就会产生的频繁。经过最终分析产生异响的原因是由于轴承上平面与轴承上座产生位移，从而产生异响。由于门机钢结构件的柔性和轴承上座与轴承配合的原因导致门机在运行过程中轴承上下结合面存在不平行的因素，导致轴承个别滚轮受力不均，阻力增大，当受力情况大于轴承上平面与上座接触面的摩擦力时，产生应力释放性的相对位移，即产生异响。