斗轮堆取料机回转机构定位方式浅析

　　摘　要：斗轮堆取料机回转减速机连接螺栓经常松动、断裂，设备运行存在安全隐患。分析了堆取料机回转机构定位方式、定位结构，查找了减速机连接螺栓松动原因。制定可行性解决方案，便于设备进行合理化改造，保障设备安全可靠运行。
　　关键词：港口；堆取料机；回转机构；定位；分析
　　日照港矿石堆场共有6台斗轮堆取料机，型号为DQ7500/3500.47。其中一期3台为上海振华港机制造，“二期”3台为长春发电设备公司制造。斗轮堆取料机担负着日照港铁矿石货场堆存和装车疏港任务。
　　回转机构是堆取料机主要的工作机构之一，也是堆取料机各机构中故障率高机构。其中，“一期”3台堆取料机回转减速机固定螺栓经常松动、断裂，运行中减速机左右晃动，设备运行存在安全隐患；“二期”3台堆取料机因回转减速机型号小，减速机故障频繁，但减速机固定牢固，未发生过减速机松动故障。为查找回转减速机螺栓松动原因，对回转机构定位方式进行分析。分析了定位结构、原理及调整方法。发现了止口定位在堆取料机回转机构中的重要作用，并制定可行性解决方案，保证回转驱动装置安全运行。
　　1　堆取料机回转机构结构形式
　　堆取料机回转机构主要由变频回转电机、限力矩联轴器、立式星型回转减速机、回转支承组成，如图1所示。
　　回转支承结构选用标准回转支承形式。回转支承为三排滚柱式支承，“一期”、“二期”回转支承公称直径分别为Φ4438、Φ4670，连接螺栓分别为M42、M36，对应的螺栓孔分别为Φ45、Φ39，螺栓孔尺寸差为3mm。回转支承上下面的支承法兰连接处没有定位止口。回转支承在安装时会产生一定的偏心，而这个偏心完全是由于螺栓孔的尺寸差形成的。理论上偏差值Z大为±1.5mm。回转驱动和回转支承齿轮啮合间隙要求较高，设计时一般要求啮合齿侧间隙为1mm左右。为确保回转驱动小齿轮与回转轴承大齿圈的啮合间隙，回转驱动装置采用回转减速机小齿轮相对与减速机外壳止口偏心的结构，通过转动回转减速机来进行啮合间隙调整。所以回转减速机不能用销钉精确定位，只能采用止口定位。回转小齿轮为可调整的偏心结构，且偏心量在±2.5mm左右，可消除回转支承安装偏差±1.5mm。回转支承外齿径向偏差及使用过程中齿面磨损，都可以通过小齿轮偏心量进行调整，保证齿轮配合精度要求。
　　2　堆取料机回转驱动调整方法
　　2.1 “一期”回转驱动电机卧式水平安装。回转电机底座与减速机通过法兰盘连接。回转减速机在360°转动调整时，因空间限制，需同时将电机底座与减速机反向转动相应角度，使电机保持与调整前在同一位置，如图2。
　　2.2 “二期”回转驱动电机竖直安装，为三合一形式的驱动。这种结构只在高度方向上受限制，安装时可以360°回转，不需调整驱动电机位置，可方便利用偏心的结构来调整回转驱动与回转支承的定位关系，如图3所示。但因堆料机上部回转机构重达500多t，回转启动或停止时会产生巨大的转动惯性力矩，会对回转驱动的限力矩器造成重大冲击，经常造成限力矩器故障。因此电机竖直安装结构不适应堆取料机回转驱动机构。
　　2.3 回转减速机偏心结构调整原理
　　回转减速机外壳止口相对于减速机小齿轮中心线为偏心套，外壳止口中心线与小齿轮中心线偏差2.5mm。外壳止口与平台止口配合，减速机安装螺栓孔为24个，止口法兰上的圆周孔为15°均布，如图2、图3所示。驱动装置中心线与回转支承中心线理论上为一个固定的值。回转减速机每转过15°时，小齿轮的中心线距离止口中心线就会有一个微小的调整量。其中，当小齿轮与回转支承中心距Z大或Z小时，调整量Z小，近似值为2.5x（1-cos15°）=0.08mm；中心距为中间值时，调整量Z大，近似值为2.5xsin15°=0.6mm，回转减速机偏心量为2.5mm，中心距Z大可调整5mm。通过旋转微调来调整驱动装置中心线与回转支承中心线的距离，达到齿轮配合精度要求。
　　3　堆取料机回转减速机止口定位重要性
　　“一期”回转减速机安装时未进行偏心调整，达不到回转齿轮啮合间隙要求，将回转平台止口破坏。后将减速机底座法兰板铣去两个位于180°对称方向长170mm的直边，安装减速机调整齿轮啮合间隙到1mm左右，然后在转台法兰板处对应于减速机法兰直边处增加抗剪块，如图4所示。
　　抗剪块起到定位装置作用。但如需再调整齿轮间隙时，抗剪块需重新安装。使用一段时间后M30的连接螺栓仍然出现松动，甚至被剪断的现象，且螺栓松动后，减速机与转台摩擦力降低，抗剪块处受力巨大，易将减速机法兰盘损坏。且回转启停时减速机产生径向位移，导致减速机左右晃动。而“二期”回转减速机型号小，连接螺栓为M24，比“一期”M30的小。因为减速机为止口定位方式完好，连接螺栓从未出现过松动、断裂等故障。由此可见在回转机构大、小齿轮啮合时产生的水平方向的力，回转减速机止口可以很大程度地抵消水平方向的力，使得回转减速机安装螺栓的剪力得到很大的削弱，可消除减速机安装螺栓松动、剪断等故障。
　　“一期”堆取料机回转平台止口修复措施：将平台法兰用碳弧气刨枪割除，现场焊接安装新制作的平台法兰。为防止法兰止口焊接中变形，安装时需180°对角焊接。每个焊缝弧长约40mm时停止焊接，等焊接件温度降到常温后再进行焊接，以消除焊接过程中产生的应力集中。减速机定位止口恢复后，将消除回转减速机固定不牢固问题。
　　4　结束语
　　堆取料机回转驱动机构采用定位止口配合尺寸和小齿轮偏心结构调整中心距，虽然增加了现场安装调试工作量，但便于现场调整，有益于提高回转小齿轮与回转支承齿圈的啮合精度。通过对止口定位的重要作用分析，便于设备进行合理化改造，保障设备安全可靠运行。
　　参考文献
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