某輪回轉(zhuǎn)支承軸承修理工藝研究
2024-10-08
作者：楊軍龍 梁之榕 王桃
（廣州文沖船舶修造技術(shù)部）
“拉布拉多海峽”是一艘大型散貨船，于2020年4月進(jìn)廠修理，修理的主要工程為艉甲板伙食吊檢修。船舶修理具有“短，平，快”的特點(diǎn)，因此在短周期內(nèi)保質(zhì)保量完成伙食吊的修復(fù)工作是關(guān)鍵。
一、工程概況
根據(jù)工程內(nèi)容，伙食吊塔身回轉(zhuǎn)支承軸承故障不能正常回轉(zhuǎn)需要外購(gòu)，但受“新冠肺炎”疫情影響，同型號(hào)配件供貨周期過(guò)長(zhǎng)，修理節(jié)點(diǎn)得不到保障。
因此主動(dòng)作為，對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行自行修理，并制定有效的修理工藝成為完成本次修理工作的突破點(diǎn)。
二、修理過(guò)程
1、現(xiàn)狀調(diào)查
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)支承軸承內(nèi)圈相對(duì)于外圈橫向狀況良好，縱向一端凸出外圈，另一端凹進(jìn)去；初步分析是由于伙食吊吊臂伸出過(guò)長(zhǎng)，吊臂端部沒(méi)有支承架，塔身尾部也沒(méi)有平衡裝置，造成支承軸承內(nèi)部受力不勻產(chǎn)生偏磨，故障軸承如圖1所示：
圖1 修理前的回轉(zhuǎn)支承軸承
經(jīng)查找相關(guān)資料，回轉(zhuǎn)支承軸承結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
圖2 回轉(zhuǎn)支承軸承結(jié)構(gòu)圖
由左及右分別是(上部分)：外圈(有齒或無(wú)齒)、密封帶、滾動(dòng)體(滾球或滾柱)、加油嘴。
由左及右分別是(下部分)：
塞子、錐銷、內(nèi)圈(有齒或無(wú)齒)、隔離塊或保持架、安裝孔(絲孔或光孔)。
2、擬定修理方案
根據(jù)支承軸承結(jié)構(gòu)圖，結(jié)合軸承的實(shí)際情況，工藝小組擬定了兩套修理方案：
方案一，待滾動(dòng)體拆出，內(nèi)、外圈分離后檢查測(cè)量外形幾何尺寸，若外形幾何尺寸良好，根據(jù)滾動(dòng)體的滾道磨損狀況，保持滾動(dòng)體中心位置不變的情況下，相應(yīng)加大滾道線徑，更換相應(yīng)尺寸的滾動(dòng)體即可。
方案二，若支承軸承銹蝕或變形嚴(yán)重，導(dǎo)致內(nèi)部滾動(dòng)體無(wú)法拆出，可根據(jù)情況破壞內(nèi)圈或外圈(無(wú)齒輪一側(cè))一小段，能拆出滾動(dòng)體即可，待內(nèi)、外圈分離后將有齒輪一側(cè)滾道根據(jù)磨損狀況，保持滾動(dòng)體中心位置不變的情況下，相應(yīng)加大滾道線徑，最后根據(jù)已確定更換的滾動(dòng)體尺寸和中心位置重新加工破壞的內(nèi)圈或外圈。
3、確定修理方案
按照施工工藝流程將支承軸承內(nèi)部滾動(dòng)體拆出，使內(nèi)、外圈分離，經(jīng)檢查及測(cè)量軸承外形尺寸，外圈(齒輪側(cè))除滾道輕微銹蝕、磨損外基本良好，而內(nèi)圈滾道磨損較嚴(yán)重，如圖3所示。
圖3 回轉(zhuǎn)支持軸承內(nèi)圈磨損情況
根據(jù)這種情況，如選用第一種方案，需要將內(nèi)圈滾道磨損部位填焊進(jìn)行修復(fù)，補(bǔ)焊量比較大，且焊后會(huì)造成材質(zhì)內(nèi)部發(fā)生改變，對(duì)后續(xù)加工精度不容易保證。
經(jīng)研究分析后決定采用方案二進(jìn)行修復(fù)，確定重新加工軸承內(nèi)圈，修理方案提交給了船方并得到確認(rèn)。
4、工藝圖紙繪制
(1)根據(jù)解體后的工件狀況和實(shí)地測(cè)量掌握的數(shù)據(jù)，在保證滾動(dòng)鋼珠原中心位置不變的情況下，將原直徑ф28鋼珠更換成ф30軸承鋼鋼珠，滾道半徑相應(yīng)加大1mm，除掉表面銹蝕的銹皮，提高光潔度的同時(shí)保證原材質(zhì)表面的硬度，繪制外圈(齒輪側(cè))機(jī)加工修復(fù)；
(2)根據(jù)外圈(齒輪側(cè))加工后的內(nèi)徑尺寸和滾動(dòng)鋼珠中心位置給出合理的配合間隙得到內(nèi)圈外徑加工尺寸，其余尺寸按舊件繪制出內(nèi)圈機(jī)加工圖紙，并用45#鋼根據(jù)圖紙要求合理安排加工工序以及加工完成后滾道表面淬火：HRC55—66，如圖4所示：
圖4 回轉(zhuǎn)支持軸承內(nèi)圈加工圖紙及處理工藝
(3)繪制出機(jī)加工圖紙后，根據(jù)滾動(dòng)鋼珠中心直徑周長(zhǎng)計(jì)算出需要的鋼珠和隔離塊的數(shù)量，分別外購(gòu)軸承鋼鋼珠和加工隔離塊。
三、安裝調(diào)試
組裝前將內(nèi)圈安裝孔與塞子(有滾道槽)做好標(biāo)記再拆出塞子，將內(nèi)、外圈合攏，內(nèi)圈安裝孔朝下有序放入鋼珠和隔離塊，同時(shí)緩慢將安裝孔向上旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中保證裝入的鋼珠和隔離塊緊密相連，直至填滿整個(gè)滾道，按照標(biāo)記裝入塞子，如圖5所示。
圖5 裝復(fù)后的回轉(zhuǎn)支持軸承
整個(gè)回轉(zhuǎn)支承軸承組裝完成后放平手動(dòng)旋轉(zhuǎn)順暢，無(wú)卡頓現(xiàn)象，安裝密封膠條和牛油管附件。
回轉(zhuǎn)支承軸承整體上船復(fù)裝后進(jìn)行了調(diào)試及負(fù)荷試驗(yàn)，各技術(shù)指標(biāo)狀況良好。
四、結(jié)束語(yǔ)
由于各種因素使得本次修期較為緊張，經(jīng)過(guò)工藝人員仔細(xì)勘驗(yàn)工程，掌握了工件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和分析出損壞的原因，努力尋找解決問(wèn)題的突破口，提前研究擬定好詳細(xì)的修理方案，并根據(jù)具體狀況果斷確定最終修理方案，是此項(xiàng)修理工作的關(guān)鍵。
通過(guò)此次修理過(guò)程工作，積累了經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)并形成了有效的修理工藝，為后續(xù)此類工程的高質(zhì)量完成提供了參考意義。
參考文獻(xiàn)
【1】高立新，張鍵．大型齒輪箱回轉(zhuǎn)支承故障診斷[J]北京T業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005年1月，第31卷第1期：11—15．
【2】國(guó)家機(jī)械工業(yè)局．中國(guó)機(jī)電產(chǎn)品目錄[M]．第9冊(cè)．軸承．北京：機(jī)械一業(yè)出版社．2000．
來(lái)源：船機(jī)幫
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