王敏剛，馬光輝

（神華黃驊港務(wù)公司，河北 滄州 061113）

6000T/H懸臂取料機(jī)配重上改向滾筒改造

王敏剛，馬光輝

（神華黃驊港務(wù)公司，河北 滄州 061113）

為了降低原取料機(jī)配重上改向滾筒故障率，提高生產(chǎn)效率，特提出此改造方案，該改造方案包括：將原來配重滾筒軸由原來Φ100mm加粗至Φ140mm；將原來鎖緊軸承方式改為熱裝軸承方式，并將軸承和軸承座增大。改造后的設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定無任何故障，達(dá)到并超過了預(yù)期效果，在港口生產(chǎn)中起到了關(guān)鍵作用。

6000 t/h懸臂取料機(jī)；改向滾筒；軸承

近年來，我部所屬的兩臺6000T/H懸臂取料機(jī)和一臺堆取料機(jī)，在作業(yè)過程中，配重上改向滾筒頻繁出現(xiàn)竄軸、軸承、鎖緊套損壞發(fā)熱甚至引起軸承座著火的事故。經(jīng)過在現(xiàn)場打開軸承座上蓋后發(fā)現(xiàn)，軸承鎖緊套上鎖母已經(jīng)完全脫落，軸承保持架損壞，滾珠已經(jīng)竄出，更有嚴(yán)重者滾筒軸由原來的Φ100mm磨損到只剩Φ80mm左右了。后經(jīng)過更換鎖緊套或者更換新滾筒后恢復(fù)正常作業(yè)，但仍給我部的生產(chǎn)帶來設(shè)備安全和火災(zāi)隱患。到目前為止，R1、R3懸臂取料機(jī)和S/R堆取料機(jī)配重上改向滾筒每年都會發(fā)生2～3次軸承竄軸故障，軸承座發(fā)熱或者起火事故，而且隨著R1、R3懸臂取料機(jī)和S/R堆取料機(jī)作業(yè)量的不斷增加，其危險程度也將增大，因此，盡快解決這一問題已是迫在眉睫。

1 原因分析

懸臂取料機(jī)配重上改向滾筒主要承受配重的質(zhì)量和懸臂皮帶啟動時皮帶所帶來的摩擦力，配重的重量約為16.5 T。配重上改向滾筒軸徑為Φ100mm，滾筒軸承為鎖緊形式，其型號為22222K，鎖緊套型號為H322，滾筒圖如圖1所示。使用部位為懸臂取料機(jī)懸臂皮帶配重上方的前、后改向滾筒，如圖2所示。

圖1 原配重改向滾筒圖

圖2 取料機(jī)懸皮滾筒分布圖

我們首先對滾筒軸承受力進(jìn)行分析。滾動軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時，可能出現(xiàn)各種類型的失效形式，但是套圈和滾動體表面的疲勞點蝕是滾動軸承的一種最基本和常見的失效形式，也是通常作為滾動軸承壽命計算的依據(jù)。軸承發(fā)生點蝕破壞后，在運(yùn)轉(zhuǎn)時通常會出現(xiàn)較強(qiáng)的振動、噪聲和發(fā)熱現(xiàn)象。

滾動軸承的壽命是指軸承的滾動體或套圈首次出現(xiàn)點蝕之前，軸承的轉(zhuǎn)數(shù)或相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)。滾動軸承的承載能力計算主要是指軸承的壽命計算。該軸承損傷部位呈現(xiàn)出較明顯的疲勞斷裂特征，在斷裂表面外部有較舊的斷裂面，而中心區(qū)域為新的斷裂面，即瞬斷面。根據(jù)這些現(xiàn)象，以及該軸承的實際工況及受力情況，我們初步分析該軸承可能存在強(qiáng)度偏低的問題，并對該軸進(jìn)行力學(xué)分析，如圖3所示。

圖3 配重滾筒軸徑受力分析圖

在正?？蛰d時，其力學(xué)計算如下：

已知：懸臂取料機(jī)懸皮電機(jī)功率P=315 kW

電機(jī)轉(zhuǎn)速為：W=990 r/min

皮帶帶速為：V=4.8m/s

最大俯仰角度為：α=±12°

根據(jù)：P=FV可得：F=P/V

又可知懸皮配重G=16.5 T

而且滾筒軸承轉(zhuǎn)速很快，啟動時沖擊比較大，故選軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù)S0=1.8，則可得額定靜載荷為：F合×S0=246×1.8=442 kN，根據(jù)手冊可知，原軸承22222K的額定動載荷為490 kN，額定靜載荷為640kN。故在正?？蛰d轉(zhuǎn)動時滾筒軸承是滿足要求的。

由手冊克制，額定動載荷Cr=490 kN，額定靜載荷Cor=640 kN，則取料機(jī)正常工作時配重滾筒受力力學(xué)計算如下，根據(jù)上面已經(jīng)計算得知：

懸皮配重G=16.5 T

又可知正常工作時懸皮上煤的重量大約為：30 T

而且滾筒軸承轉(zhuǎn)速很快，啟動時沖擊比較大，故選軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù)S0=1.8，則可得F合×S0= 712×1.8=12 816 kN，根據(jù)手冊可知，原軸承22222K的額定動載荷為490 kN，額定靜載荷為640 kN。故F合×S0=12 816 kN>640 kN，在正常作業(yè)滿載轉(zhuǎn)動時，滾筒軸承是不滿足要求的。

經(jīng)過上面計算得知滾筒軸偏細(xì)，導(dǎo)致軸承和鎖緊套較小，不能承受由配重引起的沖擊載荷，導(dǎo)致軸承壽命降低，時間一長就會導(dǎo)致竄軸、軸承、鎖緊套損壞、軸承座體發(fā)熱甚至引起火災(zāi)等事故。

2 改造方案

當(dāng)事故發(fā)生后，我部技術(shù)人員認(rèn)真分析原因，仔細(xì)查閱相關(guān)圖紙資料，并多次到現(xiàn)場查看情況，并根據(jù)上面計算分析結(jié)果，最后決定對R1、R3配重上改向滾筒進(jìn)行技術(shù)改造，具體方案為：保持原來的中心距不變，將滾筒軸徑由原來的Φ100mm改為Φ140mm，鎖緊套去掉不用，同時軸承也由原來的22222CAK改變?yōu)闊嵫b軸承22228CC/W33，軸承座改為熱裝軸承的軸承座并且眼距由原來的長350mm，寬70mm改為長420 mm，寬80 mm。經(jīng)過計算可知，軸承22228 CC/W33滿足取料機(jī)沖擊載荷和靜載荷要求。改造后的滾筒如圖4所示。

圖4 改造后的滾筒

3 施工方案

首先，將R1/R3開到堆場最東端錨固位置，大機(jī)錨固，并把回轉(zhuǎn)也錨固好，拉R1/R3懸皮的急停拉繩，并得到R1/R3司機(jī)的確認(rèn)。然后，拆除配重上改向滾筒兩邊的罩子和妨礙施工的附屬設(shè)施。用四個3噸導(dǎo)鏈將R1/R3的配重打起，將滾筒的緊固螺栓松開，接著將滾筒軸承座的一側(cè)的調(diào)節(jié)螺栓松開。

用2噸導(dǎo)鏈將皮帶拉離滾筒，用導(dǎo)鏈、鋼絲繩、吊車共同配合將舊滾筒卸下，然后量新滾筒軸承座中心距和固定螺孔距離位置，重新在固定軸承座的臂架梁上打孔。用吊車將新的滾筒吊到滾筒位置。在用導(dǎo)鏈、和鋼絲繩與吊車配合將滾筒安裝的滾筒位置。接著緊固滾筒軸承座的調(diào)節(jié)螺栓。

緊固滾筒軸承座的緊固螺栓，并先不擰緊，先用塞尺測量滾筒軸承座的迷宮間隙是否滿足標(biāo)準(zhǔn)。然后待調(diào)整完成后，將滾筒軸承座的緊固螺栓擰緊。接著將滾筒打油，并將打配重的導(dǎo)鏈松開，恢復(fù)R1、R3的急停拉繩，并得到確認(rèn)。最后試車、觀察滾筒兩端軸承座的溫度。

4 結(jié)束語

通過此次改造解決了設(shè)備的重大安全隱患，年效益約27萬元，在施工過程中，未發(fā)生任何問題，比計劃提前1天完成，且竣工資料完整，非常符合要求，改造驗收一次性成功，改造后的設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定無任何故障，達(dá)到并超過了預(yù)期，在港口生產(chǎn)中起到了關(guān)鍵作用。

[1]陸海龍.斗輪堆取料機(jī)改向滾筒的改進(jìn)[A].廣西：廣西電機(jī)工程學(xué)會第九屆青年學(xué)術(shù)論壇論文集[C]，2006.

[2]秦保新，李 剛，李奉生.堆料機(jī)受料皮帶機(jī)配重設(shè)計及使用[J].設(shè)備管理與維修,2011,（S1）：191-194.

[3]聞邦椿.機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

6000T/H Cantilever reclaimed Counter-Weighton TurnaboutDrum Transformation

WANGMin-gang，MA Guang-hui
（Shenhua Huanghua Port Liability Company，Cangzhou Hebei 061113，China）

The cantilever reclaimed counter-weight to the roller shaft and a bearing on themodification scheme,this scheme includes:the original counterweight cylinder shaft fromΦ100 mm to 140 mm diameter;Not only the original locking bearing toheat load bearing,butalso the bearing and thebearing seat increases.

6000t/h cantilever reclaimed；change drum；Bearing

TH237

B

1672-545X（2013）03-0265-02

2012-12-09

王敏剛（1983—），男，河北滄州人，工程師，碩士學(xué)位，主要研究港口大型設(shè)備維修保養(yǎng)工作。