【摘 要】本文針對(duì)板坯連鑄機(jī)直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)臂傾斜、旋轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)、防扭支架頻繁開(kāi)裂等故障進(jìn)行分析，從螺栓預(yù)緊、設(shè)備安裝等方面采取改進(jìn)措施，解決了設(shè)備故障。

【關(guān)鍵詞】旋轉(zhuǎn)臂；回轉(zhuǎn)軸承；鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)

1、設(shè)備概況

舞鋼公司板坯連鑄機(jī)安裝的是直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)，自重158t，單臂滿包負(fù)荷160t，雙臂滿包負(fù)荷320t，回轉(zhuǎn)半徑達(dá)4500mm。旋轉(zhuǎn)時(shí)軸承承載負(fù)荷大、偏載嚴(yán)重且轉(zhuǎn)速慢；在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中處于傾覆力矩作用下的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)頻繁，工作時(shí)有一定沖擊。

我公司鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)自1992年投用，運(yùn)行至2004年時(shí)，軸承出現(xiàn)異音，2004年6月大修期間更換了回轉(zhuǎn)軸承。運(yùn)行不久，常出現(xiàn)防扭支架開(kāi)裂，且旋轉(zhuǎn)時(shí)有振動(dòng)的現(xiàn)象，雖對(duì)防扭支架進(jìn)行了多次加固，但仍頻繁開(kāi)裂；重新多次預(yù)緊回轉(zhuǎn)軸承緊固螺栓，回轉(zhuǎn)臂的傾斜現(xiàn)象還是越來(lái)越嚴(yán)重。經(jīng)測(cè)量，回轉(zhuǎn)臂座包時(shí)的最大傾斜高度已達(dá)35～40mm，嚴(yán)重的影響了設(shè)備的安全運(yùn)行。

2、原因分析及解決措施

我公司鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)出現(xiàn)的主要故障是旋轉(zhuǎn)臂座包時(shí)傾斜嚴(yán)重、旋轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)、防扭支架頻繁開(kāi)裂。防扭支架是為了防止回轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)回轉(zhuǎn)軸承帶動(dòng)外坐架轉(zhuǎn)動(dòng)而安裝在外坐架和內(nèi)坐架之間的零件，它所受力主要是旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)回轉(zhuǎn)軸承的外圈、滾動(dòng)體、內(nèi)圈傳遞過(guò)來(lái)的。在回轉(zhuǎn)軸承正常工作的情況下，內(nèi)部摩擦很小，這個(gè)力不大。防扭支架頻繁開(kāi)裂的唯一原因是回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)部摩擦太大，把旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的力傳遞給了外座架，進(jìn)而使防扭支架開(kāi)裂。

從回轉(zhuǎn)軸承的結(jié)構(gòu)及受力特點(diǎn)分析，軸承內(nèi)部輥道面及滾動(dòng)體受損是回轉(zhuǎn)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)阻力過(guò)大的主要原因。軸承內(nèi)部輥道面及滾動(dòng)體受損后，潤(rùn)滑條件變差，配合間隙增大，產(chǎn)生沖擊載荷使得磨損速率急劇增加，進(jìn)而引起旋轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，旋轉(zhuǎn)臂座包時(shí)傾斜嚴(yán)重。

為查明軸承損壞原因并徹底排除故障，決定在2005年底中修時(shí)更換旋轉(zhuǎn)軸承。發(fā)現(xiàn)下線舊回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)外圈主推力有幾處疲勞磨損現(xiàn)象，外圈推力滾道整圈磨損存在麻坑狀。最大深度0.5～1.5mm，其中軟帶有明顯壓痕，深度約0.8mm。沿主推力滾道軟帶逆時(shí)針?lè)较蚣slm處有長(zhǎng)約0.5m的磨損剝落層，深度為0.5～1.5mm；內(nèi)圈主推力滾道沿軟帶逆時(shí)針?lè)较蚣s2.5m處開(kāi)始有長(zhǎng)約1m的嚴(yán)重磨損剝落層，深度為1.1～2mm。

回轉(zhuǎn)軸承是在重載荷下低速運(yùn)行，其磨損原因主要是軸承滾道工作表面的形態(tài)被破壞，局部出現(xiàn)應(yīng)力集中、潤(rùn)滑油膜破裂、材料表面的晶格被腐蝕等，所以材料磨損過(guò)程與工作時(shí)受力狀況和潤(rùn)滑條件密切相關(guān)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況，潤(rùn)滑系統(tǒng)是沿用以前的潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑方式，2004年以前的軸承在此潤(rùn)滑條件下使用時(shí)間很長(zhǎng)，此次不會(huì)因?yàn)闈?rùn)滑不良及污染造成軸承失效。因此軸承磨損過(guò)快很可能就是2004年更換軸承時(shí)，軸承安裝過(guò)程或軸承本身精度存在問(wèn)題，產(chǎn)生了較大的附加應(yīng)力和振動(dòng)，造成的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，滾道及滾動(dòng)體所受應(yīng)力嚴(yán)重不均勻所致。

3、回轉(zhuǎn)臺(tái)安裝要點(diǎn)

3.1軸承精度檢查

為避免軸承因旋轉(zhuǎn)精度超差造成上線后過(guò)早損壞，在更換軸承前，采用百分表對(duì)回轉(zhuǎn)軸承旋轉(zhuǎn)精度進(jìn)行了反復(fù)測(cè)量檢查：內(nèi)外圈的平面度誤差均在0.02mm內(nèi)，小于軸承0.2mm的間隙。軸承外圈直徑測(cè)量為3198mm，小于3200mm的軸承安裝座圈直徑，確保軸承固定后外圈不受徑向外力的擠壓。

3.2軸承安裝

回轉(zhuǎn)軸承的安裝是關(guān)鍵，在安裝過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)。

1、在安裝時(shí)，要認(rèn)真清理回轉(zhuǎn)臂內(nèi)座圈的底面和外座架的頂面雜物，然后采用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量承重板上4個(gè)測(cè)量點(diǎn)的標(biāo)高，通過(guò)加墊片的方法調(diào)整軸承安裝底座及回轉(zhuǎn)軸承的水平度，最終軸承水平面的水平度誤差不大于O.3mm。

2、軸承安裝時(shí)應(yīng)與其配合面貼實(shí)，回轉(zhuǎn)軸承中心線、旋轉(zhuǎn)齒底座和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)中心線的同軸度誤差不大于O.3mm，另外回轉(zhuǎn)軸承進(jìn)入回轉(zhuǎn)臂時(shí)，外圈和回轉(zhuǎn)臂之間應(yīng)有0.5～1mm的均勻間隙，確保軸承轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不受附加外力。

3、回轉(zhuǎn)軸承在工作過(guò)程中承受著回轉(zhuǎn)臂傳遞來(lái)的很重的載荷，應(yīng)特別注意回轉(zhuǎn)軸承上未淬硬點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)處在與澆鑄中心線成90°的位置，且在鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)非驅(qū)動(dòng)側(cè)。

4、為了提高螺栓聯(lián)接的質(zhì)量，安裝螺栓時(shí)必須施加合適的預(yù)緊力. 螺栓預(yù)緊的目的是增強(qiáng)聯(lián)接的剛性、緊密性和防松能力，還可提高螺栓的疲勞強(qiáng)度。如果預(yù)緊力不足或不均勻，容易引起部分螺母松動(dòng)，造成軸承配合間隙過(guò)大，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊，軸承容易磨損；如果預(yù)緊力過(guò)大，工作過(guò)程中又可能發(fā)生斷裂事故。所以合適的預(yù)緊力是回轉(zhuǎn)臺(tái)安全工作的可靠保證。

為避免螺栓預(yù)緊力不均勻，可使用同一臺(tái)高壓泵通過(guò)四通閥帶動(dòng)四個(gè)液壓螺栓拉伸器在回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)外圈連接螺栓的四個(gè)對(duì)稱(chēng)角上分2遍依次緊固，第一遍為設(shè)計(jì)緊固力的80％，第二遍再緊固到設(shè)定值。螺栓緊固的最后結(jié)果，應(yīng)使螺栓頭部伸出螺母以外的長(zhǎng)度約為螺栓直徑的（0.6～1.0）倍，并用一個(gè)百分表裝在活塞頂部測(cè)量頭部的位移（注意油表讀數(shù)與螺栓預(yù)緊力的正確換算）。當(dāng)油壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)停止加壓，其位移供參考。三個(gè)月抽查一次，一年全面檢查一次。抽查的螺栓要均勻分布，其個(gè)數(shù)不得少于總數(shù)的1/5。

3.3旋轉(zhuǎn)臂的安裝

旋轉(zhuǎn)臂位于回轉(zhuǎn)軸承上，是鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)中最重的一件，同時(shí)也是鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的核心設(shè)備，鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)中各主要部件均與其相連接，安裝、調(diào)整后標(biāo)高、水平度一定要滿足設(shè)備設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的及規(guī)范要求?；剞D(zhuǎn)臺(tái)其他部件安裝可參照設(shè)備設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的及規(guī)范要求進(jìn)行。

4、效果

經(jīng)過(guò)這次檢修，大軸承的運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)振動(dòng)，無(wú)異常聲音，更沒(méi)有出現(xiàn)防扭支架撕裂的現(xiàn)象。隨后又在運(yùn)行后的一月，三月，半年，一年等時(shí)間節(jié)點(diǎn)上對(duì)軸承緊固螺栓進(jìn)行剩余預(yù)緊力檢查，直至目前仍無(wú)異常。

參考文獻(xiàn)

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[2]董振堂主編.連鑄機(jī)械設(shè)備操作、維修及常見(jiàn)故障處理與自動(dòng)化控制實(shí)用手冊(cè).冶金工業(yè)出版社，2007.4