更换混匀堆料机回转交叉轴承的4点定位导向法

郑 波

（莱芜钢铁集团有限公司设备检修中心，山东莱芜 271104）

0 引言

混匀堆料机广泛应用于散粒物料的堆料作业，主要有行走机构、悬臂机构、回转机构、变幅机构和金属结构组成。堆料作业时，地面带式输送机将物料提升到尾车头部，通过混匀堆料机漏斗将物料卸到悬臂带式输送机上，由悬臂带式输送机将物料堆至料堆顶端。堆料机回转部下方为回转交叉轴承及回转驱动装置组成的回转机构，其回转交叉轴承由内外圈和滚动体等构成，能够同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩，堆料机通过回转机构不断旋转换向进行堆料。莱钢型钢炼铁厂混匀料场DBK1000.30型摇臂式混匀堆料机，自2004年5月投产以来，回转机构从未进行过检修更换，由于回转交叉轴承年久失修，辊道磨损，齿面磨损严重，并且出现断齿现象，不利于生产的稳定顺行，并且存在极大安全隐患。

1 故障原因

（1）由于混匀堆料机悬臂在各个方向运行时间不均匀，使得回转机构的轴承局部磨损严重，回转交叉轴承外部齿圈由于局部磨损严重超过其疲劳强度出现断齿现象。

（2）回转交叉轴承使用周期长，其所处空间狭小，发现问题不及时，点检加油维护工作不到位。

（3）轴承密封年久失效，密封不严密，造成粉尘和水进入轴承内，导致辊道和滚珠锈蚀。

（4）加油孔直径小，粉尘与油混合形成油泥堵塞加油孔，造成加油困难，长期润滑不良导致滚珠与辊道之间磨损严重。

2 传统更换方法

采用传统方法更换混匀堆料机回转交叉轴承时，需对堆料机上部机构全部进行拆除，包括平衡架、平台、变幅机构、悬臂皮带机、司机室、悬臂梁、回转机构、门柱等，此外还包括由回转交叉轴承向上行走敷设的电缆，以及变幅机构的电线电缆共100多根需要进行拆除，之后才能对回转交叉轴承进行拆除以及完成新备件的安装，回转交叉轴承安装完成之后要逐步恢复之前拆除的设备，重新敷设电缆，最后进行整机联动调试。在实际操作实施时，由于其备件质量大，作业条件对环境的要求高，需用100 t轮胎式起重机累计作业15 d时间才能完成，成本高，工期长，安全隐患大，并且需制定严格的吊装方案及管控措施。

3 采用4点定位导向法施工

2017年11月莱钢型钢炼铁厂利用对1#混匀堆料机大修的机会，组织人员多次进行现场研讨分析，确定采用4点定位导向法更换回转交叉轴承。操作平台参照图1。

（1） 将混匀堆料机开至指定位置定位。将悬臂转至与地面皮带成 90°角，悬臂下降放置于预先做好的钢结构框架之上，使悬臂被钢结构框架架起。此时，配重钢丝绳应略微松弛，以使回转平台上部分重心与几何中心进一步靠近，减少顶升时的不平衡力。混匀堆料机整体停电，安装大车轨道塞，松开变幅油缸进出油管接头，让悬臂处于自由状态，拆卸回转交叉轴承外壳护罩。同时，延道轨方向，在门梁高处两侧分别用直径24 mm钢丝绳向地面基础固定，以保证整体框架的稳定性。

（2）制作安装千斤顶顶升平台。在混匀堆料机4个行走支腿上分别用长1000 mm、宽800 mm、厚32 mm的钢板、30#H形型钢焊接制作千斤顶顶升平台，同时用长500 mm、宽500 mm、厚32 mm钢板对回转平台进行加固，要求4个螺旋千斤顶顶升平台标高尺寸偏差±1 mm。

图1 操作平台及回转交叉轴承

（3）安装定位轴及定位套。为保证固定平台的回转中心与回转平台的回转中心在顶起和降落过程中不产生过大的偏移，使外圈的52个M36×330 mm的螺栓全部顺利地穿上，制作4套定位装置，定位轴及定位套的配合尺寸分别为Φ108-0.5mm和Φ108+1.0mm，定位轴有以毫米为单位的刻度尺，量程≥200 mm。定位轴及定位套分别焊接安装在回转平台和千斤顶顶升平台上，安装时应保证同心。

（4）将回转交叉轴承以上部分顶起。4台100 t螺旋千斤顶稍稍用力后，松开回转交叉轴承外圈的52个M36×330 mm连接螺栓（因空间不够，此时只能松开，螺栓仍插在回转交叉轴承螺栓孔内）。顶起作业由一人统一指挥，4台100 t螺旋千斤顶同步顶升，在此过程中，密切注意各定位轴标尺的读数，最大误差应＜2 mm，待上部回转平台顶起180 mm时停止，为确保回转平台及固定平台无上下方向相对位移，在4处顶升平台处用钢管焊固。在顶起过程中，在回转平台上部安放2台水平仪，随时观察回转平台是否水平。

（5）旧回转交叉轴承拆除。拆除旧回转交叉轴承外圈52个M36×330 mm连接螺栓，将回转交叉轴承用倒链固定，拆除内圈48个M30×230 mm连接螺栓，用32#槽钢沿与回转平台水平方向预先制作长度≥6 m、高度与回转平台一致的滑道，用3 t手拉葫芦将旧回转交叉轴承缓缓牵出至回转交叉轴承2/3部分探出原位，用轮胎式起重机将旧回转交叉轴承整体吊出至空旷地带。

（6）新回转交叉轴承安装。将新回转交叉轴承用轮胎式起重机吊到预制滑道之上，用3 t手拉葫芦将其拉入回转平台下方到原位。用专用夹具卡住新回转交叉轴承四角，用4台5 t螺旋千斤顶将新回转交叉轴承顶起，调整到位后安装紧固内圈48个M30×230 mm连接螺栓，同时将外圈52个M36×330 mm连接螺栓插入螺栓孔内，拆除滑道、定位轴及定位套等，同步落下4台100 t螺旋千斤顶，将外圈52个M36×330 mm连接螺栓紧固，紧固时，用4把扭矩扳手互成90°依次沿顺时针方向同时拧紧，螺栓拧紧时分初拧和终拧，初拧时扭矩应为终拧的50%～80%。最后调整小齿轮，安装回转交叉轴承护罩。需要注意的是，为保证施工安全，整车顶升需要在风力＜5级的条件下进行，且旧回转交叉轴承拆除后，新备件必须在当天完成安装。

（7）联动试车。恢复变幅油缸进出油管接头，拆除与地面基础连接的钢丝绳，拆除大车轨道塞，恢复其他附属结构，混匀堆料机整体送电后进行联动试车。

4 实施效果

采用4点定位导向法更换混匀堆料机回转交叉轴承，与传统施工方法相比，工期由15 d缩短至4 d，成本由10万元人民币减少至3万余元人民币且安全性更高，受自然环境及其他外部条件的影响较小，利于推广。

5 结语

实践证明，采用4点定位导向法更换混匀堆料机回转交叉轴承的技术是成功的，费用低、工期短、安全程度高具有较强的实用性，对于大型机具回转机构大轴承的检修维护具有借鉴意义。