丁炳乙

（连云港港口控股集团徐圩有限公司，江苏连云港 222042）

  摘 要：对港口门座式起重机回转支承外齿断裂原因进行分析，提出快速有效的修复方案，降低门机停机损失，延长回转支承使用寿命，改进门机回转支承的使用管理与维护，防范回转支承断齿故障再次发生。

  关键词：港口；门座式起重机；回转支承；断齿修复

  1 回转支承概述

  回转支承又叫转盘轴承，它有内外圈、保持架、滚动体、密封体等构成，分为无齿式、外齿式、内齿式的四点接触球轴承、双排角接触球轴承、圆柱滚子、三排圆柱滚子轴承等多种型式，可以同时承受较大的轴向、径向载荷和倾覆力矩，主要用于港口机械、钢铁、冶金、工程机械等重型行业。

  2007年以来，连云港港口建设加快步伐，特别是“一体两翼”战略实施，据统计，近10年连云港及其两翼港区累计安装门座式起重机约60多台，以东源港务公司为例，4个10万吨级泊位分别安装了4台40-37、2台40-39和10台40-43型门机，全部都使用了回转支承。

  回转支承主要用于起重机上部转盘和下部圆筒体门架的联接，通过传动机构的驱动小齿轮与回转支承外齿啮合，承接和传递回转机构全部载荷。

  2 回转支承断齿情况分析

  2.1回转支承断齿情况

  2012年11月3日5时，东源港务分公司门机一班某司机驾驶MQ40型门机在58#泊位“海州6”轮5舱进行红土镍矿卸船作业，门机起升过程中，抓斗临近舱口时，忽然听到回转齿圈部位异响，遂停机检查，发现在回转支承平行于轨道方向海侧45°位置处一外齿断裂，见图1。

  该门机2009年1月安装调试，8月正式投入使用，作业时工属具为轻型镍矿抓斗，抓斗重15.6t、容积18m3，货物比1.3t/m3，力矩装置显示实时负荷31t（含抓斗），船舱内无机械，舱口无刮擦、无变形。

  2.2回转支承断齿原因分析

  回转支承断齿的原因主要有两种：疲劳强度断裂、冲击过载断裂。

  疲劳断裂主要是齿根受弯曲应力，引起初始疲劳裂纹，裂纹不断扩展，最终导致齿轮折断；冲击过载断裂主要是由于短时过载或严重冲击，静强度不够而导致全齿折断或局部折断。

  据调查，回转支承设计寿命为25000工作小时，全负荷运转转数15万次，发生断齿的回转支承累计工作台时11007小时，尚未到疲劳断裂期，回转支承外齿系突然断裂，断齿痕迹清晰，无明显老旧痕迹，说明回转支承受力异常，冲击过载引起外齿断裂。

  侧隙大小是影响回转支承载荷和两侧回转驱动齿轮受力的重要因素。经检测，回转支承一侧与小齿轮啮合侧隙为3mm，啮合标准侧隙为0.8mm-1.5mm，侧隙偏大导致齿轮啮合面积减少，局部应力过大，造成外齿断裂。

  3 回转支承断齿的修复工艺

  2008-2012年，连云港及周边港口门座式起重机回转支承发生断齿等故障约有5起，普遍采用的方法都是更换新的回转支承。

  港口作为服务型单位，一切都是以船舶和生产装卸为核心，东源公司58#泊位是连云港港10万吨级重点通用泊位，长时间停机势必对生产造成巨大影响。更换新回转支承，采购周期要30天，维修成本高达82万元，回转支承就此报废。经技术人员调研，公司决定对回转支承断齿进行修复，主要方法是局部补焊和镶齿修复。

  一是残齿修补。检查、清理、清洁残齿，用500℃高温多层融焊方式局部修补、打磨，保持残齿齿根足够回火强度、外观平整，进行齿轮根部探伤，确认齿轮根部及相邻位置无裂纹，见图2。

  二是新齿焊接。准备一个大小、模数相同的新齿，根部加工双45°×10角，根据齿隙和齿高调整定位，双边坡口交互焊接，用异种钢焊条进行分层堆焊，缓慢加温，避免冷风。

  三是修补打磨。新齿堆焊结束加温到300℃保温2小时慢冷，对焊缝进行100%UT+RT探伤，确保焊缝质量，保证齿根强度，开展相邻齿隙、节圆厚度、齿顶高测量，进行修补打磨。

  四是监护使用。取消回转机构高速档，降至额定负荷80%监护运行，连续运行8小时后，检查修复齿轮及无异常，恢复正常使用。

  4 结束语

  （1）东源公司58#泊位3#门座式起重机回转支承外齿断齿修复仅用时2天，修复费用1.6万元，直接节约维修费用80多万元，极大的减少了门机停机时间，降低了设备故障给港口生产带来的损失。

  （2）截止2016年8月底，修复后的回转支承使用情况良好，回转支承修复后累计使用16200h，装卸货物约470万t，延长了回转支承的使用寿命，创造了较好的经济效益，并对回转支承类似断齿故障的处理提供了极大的借鉴。

  （3）回转支承断齿修复后，公司先后开展了港口门座式起重机回转支承软带位置调整、密封圈及保持架材料优化、回转支承润滑点增设、回转驱动齿轮定位圈调整、开式齿轮固体复合润滑技术及规范操作等一系列课题研究，取得了非常显著的成果。

来源：《科技创新与应用》2017年第1期