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起重機滑輪軸承損壞原因及改進措施。

2020-12-07 12:48:50

起重機中的滑輪組為重要的組成部分,也是起重機起升的重要組成,其滑輪組一般由滾動軸承,滑輪、滑輪軸、滾動軸承隔套組成的,該結構承受徑向力要優于承受軸向力。這種結構在使用中經常出現滾動軸承擋圈、支撐圈、隔套損壞導致滑輪不能旋轉,鋼絲繩磨損嚴重,以至于不能正常施工。

圖1臂架頂端側面

圖2臂架頂端縱向圖

上圖1和2分別是起重機頂部結構圖和起升滑輪具體安裝結構圖。滾動軸承安裝在滑輪內,利用起升軸把滑輪安裝在上節臂上,滑輪與滑輪之間使用隔套保留適當間隙,以保證工作時互不干涉。如果軸承損壞會直接影響起重機正常起升的,因此下面中華軸承網(簡稱:華軸網)分享有關起重機滑輪軸承損壞常見原因以及改進的相關措施:

起重機滑輪軸承損壞原因分析

1、起重機超載

起重機都有一個載荷表,即起重機施工作業時必須按照載荷表標注的載荷起吊重物,嚴禁超過載荷表限定的數據操作施工。起重機在設計時都留有安全系數,但目前國內起重機施工普遍存在超載情況,導致預留安全系數相對變小,甚至抵消預留安全系數。這樣起重機局部機構就有可能出現損毀和故障,起吊重物超載,直接造成起升滑輪部位軸承受力增大,接近或超出所受力范圍,這是軸承損壞的最直接原因。

2、滑輪質量問題

起重機起升滑輪上直接纏繞鋼絲繩,鋼絲繩承擔所吊物體全部重量,因此物體重量通過鋼絲繩和滑輪直接傳遞給軸承。起升滑輪組是由一個滑輪、兩個軸承組成,兩個軸承安裝在起升滑輪左右兩側,如果滑輪繩槽中心和滑輪自身中心不在同一平面上,見圖滑輪分析圖3。重力就不會均勻分布在兩個軸承上,一大一小,甚至是單個滑輪上的重力完全由一個軸承承擔,此時軸承承受很大軸向力。由于軸承自身的結構決定了其承受徑向力的能力要遠遠大于其承受軸向力的能力,因此在軸向力的作用下,軸承擋圈很容易損毀,進而軸承滾珠支撐架損壞,導致軸承不能旋轉,鋼絲繩、滑輪磨損等問題出現,最終起重機不能正常工作。


圖3繩槽中心和滑輪中心

3、起重機施工中重物在空中不穩定,存在晃動

由于晃動的存在也會導致軸承受力不均,如果此時滑輪還在旋轉運動,軸承擋圈承受力顯著增大,在這種情況下施工,軸承擋圈極易損壞,導致滾珠左右攢動,進而軸承擋圈完全損壞,最終損壞整個軸承,影響施工。

4、起重機設計過程中

在設計滑輪和選用軸承時,必須根據負載、施工工況等情況,考慮和預留安全系數。如果選用安全系數偏小或者計算載荷誤差大,導致單個滑輪所承受重力計算偏小會造成選用軸承不合適,承受力不能滿足實際工作需要。另外對工況不熟悉,只考慮靜載工作載荷不考了沖擊載荷,也會造成所選用軸承不滿足實際工作需要,導致軸承容易損壞,使用壽命短。如果選用各項參數都偏小的軸承,即使不存在超載、滑輪質量不合格、重物起吊不穩定三種情況,軸承也會過早的損壞。

圖4改進前后滑輪結構

改進措施

工程機械施工一般都講求時效性,時間就是效益,起重機作為一種特殊的機械設備,為了施工過程連續(,不間斷,必須針對以上情況進行分析,以解決過早損壞的問題,經過分析后,我對起重機起升部位結構進行了一些改進。

1、增加超載限制裝置:根據載荷表計算軸承最大承受力,當軸承承受的載荷力等于額定力時要發出警報,提示操作人員。當軸承承受載荷力超出額定載荷或者超出安全系數時,在安全裝置的作用下鎖死起重機動作,迫使施工人員按照起重機載荷表施工,進而降低軸承所受的力,起到保護軸承,延長軸承使用壽命的作用。

2、改變滑輪結構,增大滑輪厚度,更換軸承:滑輪改進前結構尺寸厚度為61.5mm,配套安裝軸承型號為GB/T276-19946217-Z。軸承寬度為28,改進后滑輪尺寸為厚度83mm,配套安裝軸承型號為GB/T283-19942217EM,軸承寬度為36。

 

GB/T276-19946217-Z深溝球軸承基本額定載荷Cr=83.2kN,Cor=63.8kN。GB/T283-19942217EM加強型圓柱滾子子軸承基本額定載荷Cr=205kN,Cor=272kN。由表可以看出,基本動載荷和靜載荷都有很大提高。軸承由深溝球改為圓柱滾子型號以及滑輪厚度B的增大,都使軸承所能承受的軸向力得到很大提高。另外NJ2217EM加強型軸承里面有黃銅實體保持架,擋圈不容易損壞。經過改進后實際應用驗證,軸承使用壽命明顯延長。

3、嚴格控制滑輪質量:改進滑輪生產工藝和嚴格把關滑輪進廠檢驗程序,控制滑輪繩槽中心和滑輪中心的平面度符合設計要求,以杜絕由滑輪原因導致的軸承損壞現象。

4、在不影響施工效率的情況下,增加滑輪組:增加上端的滑輪組,可以增加滑輪倍率,從而可以減小單個滑輪和軸承上所受的力。由于所受力減小可以提高軸承的安全系數,降低損壞的概率,提高使用壽命。

5、培訓用戶按照設備使用說明書要求施工,嚴禁超載,在重物起升和下降的過程中保持重物穩定,避免重物晃動導致軸承受力不均,軸向力增大而損壞。經過上面措施的改進之后,在實際應用中軸承損壞現象,基本杜絕。證明改變滑輪結構,更換軸承型號,增加超載限制裝置等措施是可行的。

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