起重机中的滑轮组为重要部件,也是起重机起重的重要部件,其滑轮组一般由滚动轴承、滑轮、滑轮轴、滚动轴承隔圈组成,该结构承受的径向力优于轴承轴向力。这种结构在使用中因滚动轴承挡圈、支承圈、隔板损坏而造成滑轮不能转动,钢丝绳磨损严重,使施工无法正常进行。
上图1和2分别是起重机的顶部结构和起重滑轮的具体安装结构。滚动轴承安装在滑轮上,利用起重轴将滑轮安装在上节臂上,滑轮与滑轮之间利用垫片保留适当的间隙,保证工作时互不干扰。如果轴承损坏会直接影响到起重机的正常起吊,所以分享一下起重机滑轮轴承损坏的常见原因和维修的相关方法。
起重机滑轮轴承损坏原因的分析。
1.起重机过载
起重机都有一个载荷表,也就是说,起重机的施工作业必须按照载荷表标注的载荷吊装重物,严禁超过载荷表限定的数据作业施工。起重机在设计时都留有安全系数,但目前国内起重机施工普遍超载,导致预留的安全系数比较小,甚至抵消了预留的安全系数。这样起重机的局部机构就有可能损坏和失效,起重重物超载,直接造成起重滑轮部件轴上轴承受力增大,接近或超出受力范围,这是造成轴承损坏的最直接原因。
2.皮带轮质量问题
起重机的起重滑轮直接缠着钢丝绳,钢丝绳承担着物体的全部重量,所以物体的重量通过钢丝绳和滑轮直接传到轴承上。起重滑轮组由一个滑轮、两个轴承组成,两个轴承安装在起重滑轮的左右两侧,如果滑轮绳槽的中心与滑轮本身的中心不在同一平面上,见图中滑轮分析图3。重力不会均匀地分布在两个轴承上,很小,甚至单个滑轮上的重力完全由一个轴承承担,这时轴承要承担很大的轴向力。由于轴承本身的结构决定了其承受径向力的能力远远大于其承受轴向力的能力,所以在轴向力的作用下,轴承挡圈很容易被破坏,进而使轴承球支撑架损坏,造成轴承不能转动,钢丝绳、滑轮磨损等问题,最终使起重机不能正常工作。
3.吊车施工时重物在空中不稳定,有晃动现象
由于晃动的存在也会导致轴上的轴承受力不均,如果滑轮还在旋转运动,轴承挡圈的受力就明显增加,在这种情况下施工,轴承挡圈就很容易损坏,导致滚珠左右攒动,进而使轴承挡圈完全损坏,最终损坏整个轴承,影响施工。
4.起重机设计过程
在设计滑轮和选择轴承时,必须根据载荷、施工条件等情况,考虑并预留一个安全系数。如果选择的安全系数过小或计算的载荷误差过大,导致计算的单个滑轮所承受的重力过小,就会造成轴承的选择不合适,轴承的受力不能满足实际工作的需要。另外,对工况不熟悉,只考虑静载荷的工作载荷而不测试冲击载荷,也会造成所选轴承不符合实际工作需要,导致轴承容易损坏,使用寿命短。如果选用的轴承参数偏小,即使不存在超载、滑轮质量不合格、重物不稳定三种情况,轴承也会过早损坏。
修复方法
工程机械施工一般都讲究时效性,时间就是效益,起重机作为一种特殊的机械设备,为了施工过程连续不间断,必须针对上述情况分析解决过早损坏的问题,经过分析,我对起重机的起重部件结构进行了一些修复。
1.增加超载限制装置:根据载荷表计算出最大承载量,当轴承的承载力等于额定力时发出报警,提示操作人员。当轴承承载力超过额定载荷或超过安全系数时,在安全装置的作用下,起重机动作被锁定,迫使施工人员按照起重机的载荷表进行施工,进而降低轴承受力,起到保护轴承,延长轴承使用寿命的作用。
2.改变皮带轮结构,增加皮带轮厚度,更换轴承:皮带轮修复前的结构尺寸厚度为61.5mm,配套安装的轴承型号为GB/T276-19946217-Z。轴承宽度为28,修复后的皮带轮尺寸为厚度为83mm,配套安装的轴承型号为GB/T283-19942217EM,轴承宽度为36。
基本尺寸 |
基本额定载荷 kN |
轴承代码 |
|||
d |
D |
B |
铬 |
珊瑚 |
|
85 |
150 |
28 |
83.2 |
63.8 |
60000-6217 |
85 |
150 |
36 |
205 |
272 |
NJ2217EM |
GB/T276-19946217-Z深沟球轴承基本额定载荷Cr=83.2kN,Cor=63.8kN。GB/T283-19942217EM加强型圆柱滚子轴承基本额定载荷Cr=205kN,Cor=272kN。从表中可以看出,基本动载荷和静载荷都有了很大的提高。轴承由深沟球式改为圆柱滚子式,并增加了滑轮的厚度B,大大提高了轴承所能承受的轴向力。另外,NJ2217EM加强型轴承内部采用黄铜实体保持架,挡圈不易损坏。经过修理后的实际应用验证,轴承的使用寿命明显延长。
3.严格控制滑轮的质量:对滑轮的生产过程进行修复,严格控制滑轮进厂的检验程序,控制滑轮的绳槽中心和滑轮中心的平整度符合设计要求,以消除因滑轮造成的轴承损坏现象。
4.在不影响施工效率的情况下增加滑轮组:增加滑轮组的上端,可以增加滑轮的倍数,从而可以减少对单个滑轮和轴承的力。由于受力减少,可以提高轴承的安全系数,减少损坏的概率,提高使用寿命。
5.培训用户按照设备说明书的要求施工,严禁超载,在升降重物的过程中要保持重物的稳定,避免重物晃动导致轴承受力不均,轴向力增大而损坏。经过上述方法的修复,在实际应用中轴承损坏的现象,基本消除了。证明了改变滑轮结构,更换轴承型号,增加过载限制装置是可行的。