浅谈塔机回转支承系统抖动异响故障及预防

    郝琼

    摘 要：回转支承是塔机的重要部件，然而塔机在回转过程中时常会出现抖动、异响等故障。本文主要从塔式起重机工件制造、装配、使用过程简要分析回转支承中各构件可能产生的故障原因，针对每个故障提出相应措施。

    关键词：塔机；回转支承；故障；预防

    0 引言

    回转支承应用广泛，工程机械是回转支承最初应用也是应用最广泛的领域，如塔机、挖掘机、解体机、堆取料机、平地机、压路机、强夯机、凿岩机械、掘进机等，塔机的回转机构主要由回转支承装置、回转驱动装置以及上下支座构成。塔机在工作过程回转总成经常会出现运作不流畅（抖动）并发出噪音超标（异响）故障。笔者结合自己的工作经验分别从回转支承、回转机构及回转支座可能产生的故障入手，在制造工艺，装配检测，设备保养等方面提出自己的意见和建议。

    1 回转支承抖动及异响原因

    刚出厂的回转支承在空转时会发出钢球滚动的均匀响声，其属于正常。如在均匀正常的响声同时伴有另种异常较大的响声则为异响。产生故障的原因很多。

    当塔机的回转支承运转频繁和承载力较大时都会产生异响和抖动故障。塔机应用的回转支承主要形式有外啮合型和内啮合型，大小齿轮啮合不良，时紧时松，在齿跳最大位置啮合过紧产生异响。所以制造工艺至关重要。

    1.1 齿轮的加工不够精密

    回转支承其齿轮精度等级应在7～11级之间，决定着回转支承传动的平稳性、载荷分布的均匀性及传动准确性。齿轮精度越高，啮合齿面接触斑点就越密集，这样其噪声值减低、运作平稳性提高。

    1.2 回转支承内部加工精度

    单排四点接触球式回转支承内部的钢球加工精度和内部滚道的加工精度不高，或存在质量缺陷及滚道内缺少润滑油滚体与隔块碰撞，直接影响回转支承运转的平稳性和噪声的大小，因此检查回转支承缺陷时，有时候通过更换钢球来降低故障发生频率。

    1.3 齿轮及启动电机的质量问题

    由于齿轮受载工作时间长后，齿面节线附近就会出现小块金属或者条形金属铁屑的脱落，形成点蚀或者啃齿。齿面点蚀随工作时间的增大而不断扩展这样使得啮合的齿形损坏，塔机回转时的噪声和冲击增大，周而复始冲击下来的金属颗粒又加快了齿面的磨损，形成恶性循环。再加上回转机构中启动电机的制造和装配存在自身缺陷自身产生冲击性抖动，驱动轮跟支承的啮合过程工作不稳定，这样也增大了抖动的频率及异响噪声的分贝。

    1.4 塔机的上下支座焊接缺陷

    塔机的上下支座结构复杂，焊缝比较密集，焊缝的质量对塔机回转异响起到重要影响。

    如果焊接的质量不合格就需要对焊缝缺陷进行返修、补焊。在补焊修复时不但会产生新的焊接应力而且对机加工安装面的平面度也会产生极大影响，同时焊接产生的电流在通过回转支承时对内部滚动体和滚道也会造成一定的损害。另外，在制造装配中产生的装配误差，现场安装中销轴的穿装和螺栓的预紧如果达不到规定的要求，也会产生异响或者抖动。

    2 塔机回转支承故障预防措施及维护保养

    2.1 回转支承齿轮要求

    根据ISO6336-1：2006，ISO6336-2：2006和ISO6336-3：2006对齿轮极限载荷和疲劳载荷下的接触强度和弯曲度分别进行计算和验证，当小齿轮最大输出扭矩10700N-M，大齿轮的接触强度计算安全系数Sh为1.14，弯曲强度计算安全系数Sf为1.48，齿轮啮合间隙根据齿轮节圆径向跳动最高点调节齿侧间隙。齿侧间隙最小值一般为0.03～0.04x模数，在最终紧固支承之后需要对整个圆周上的小齿轮的齿轮啮合间隙进行重新检查。

    2.2 回转支承内部润滑

    在日常的使用中应当及时、按时按使用说明书中对各个部件按润滑剂、润滑方式、润滑周期规定进行润滑。对应球类回转支承一般每运转100小时加注一次，滚柱类回转支承每50小时加注一次，对于灰尘多、湿度大、温差高的特殊工作环境应当缩短润滑周期。每次润滑必须将滚道注满直至润滑油渗出，加注的同时需要慢慢转动回转支承使得润滑脂均匀填充。通过加注润滑油保养，可以减少齿轮副之间的摩擦力，减缓齿轮齿圈的磨损速度，形成的油膜也可以起到减震圈的作用，消除运转中产生的部分振动能量。另外润滑油膜还可以很好的润滑清洁各摩擦面，防止锈蚀，消除了铁屑对摩擦表面的影响。从而降低运转的摩擦噪音增大支承的使用寿命。

    2.3 紧固螺栓

    回转支承与上下支座的连结螺栓除了承受预紧力外还有受轴向脉动载荷，这样就会造成螺栓拉长或者连接面变形，使得螺栓松动。螺栓联结松动预紧力达不到要求后轴向间隙增大，滚动体受到较大倾覆力矩旋转，滚道边缘受到巨大的接触应力，造成滚道边缘破坏。所以必须定期检查回转支承螺栓的紧固情况，使其达到规定的预紧力，其预紧力一般为400-500N.m。某市曾发生过一台Q T Z 25塔机上部结构倾覆事故， 直接原因是回转支承与上支座联结螺栓在非规定的条件下工作，致使各个螺栓组依次地、 陆续地受到超过其承载能力的载荷而失效， 最后导致塔机上部结构 （带着回转支承）脱开塔身结构而翻落。 经计算当有4根螺栓退出工作时，螺栓中最大拉力为原设计计算时的2.5倍，当8根螺栓退出工作时' 螺栓中的最大拉力增加了6倍。因此， 回转支承螺栓紧固及其强度等级选用非常重要。因此回转支承螺栓紧固及其强度等级的选型非常重要。

    2.4 安装及运行

    安装回转支承应选用高强度螺栓，螺栓及螺母应符合GB3098.1及GB3098.2标准要求禁止使用弹簧垫圈。在安装螺栓拧紧前，须进行大小齿轮啮合调整（侧隙），应保证回转支承与小齿轮啮合符合要求。拧紧安装螺栓应在180°，安装平面必须清洁、平整，不得有毛边、铁屑等杂物，其平面必须满足以下表要求：

    塔机回转支承在运行中往往也会出现断齿故障，所以塔机在运行中也要考虑到风力对回转支承的影响，如果超过规定风力作业或停止作业后吊臂不能随风自由转动，这样可能会损坏与支承啮合的齿轮或者回转支承，严重就会发生安全事故。所以塔机在安装及运行都应做好详细检查。

    3 结束语

    近几年全国的塔机安全事故频发，作为塔机操作者，我不可能去厂家参与设备的制造和验收，操作者无法根据自己的操作经验控制回转支承自身制作及装配上的误差，由于施工现场环境的特殊即便制造加工符合技术要求，回转支承在使用过程也会偶尔出现振动及异响。综上所述回转支承出现故障的因素很多，除了要把好设计制造的质量关外，操作者更要做好日常的维护及保养工作。避免安全事故的发生。

    参考文献：

    [1]GB/T 2300-1999，回转支承[S].

    [2]尹兴家.塔机回转抖动和异响的原因分析[J]. 建筑机械化. 2009， 30（10）.

    [3]回转支承使用手册.

    [4]曹志财.自升塔机回转异响的原因分析及控制[J]. 城市建设理论研究（电子版）2011，（32）.