特大型门机关节轴承损坏原因分析及解决措施
2026年02月01日 10:34:12
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天津港于1999年底引进了台40t-33m特大型门机。该门机不论是整体结构的设计，还是零部件配备、电器控制和节能技术等方面都为当时国内港口的门座式起重机。该机自重430余吨，吊钩作业Z大提升高度可达轨上28米，抓斗作业Z大提升高度可达轨上18米，变幅幅度为10~33 米，额定起重量40吨。在该门机四连杆机构的设计中，为了结构紧凑、鹅头移动保持更好的水平度，设计者为臂架与象鼻梁铰点选用了 GE200ES-2RS型关节轴承。这种轴承具有承载力大、结构简单、体积小、使用寿命长等特点，门机投入使用初期效果很好。然而，在使用200多小时后，该轴承出现了两次损坏，严重影响了生产作业。本文就故障的分析及解决方法介绍如下。
一、故障现象及分析
（一）故障现象。门机在重载变幅动作时,臂架系统发出刺耳的啸叫声音，臂架箱体伴随抖动和共鸣。经过公司和生产厂家技术人员的共同检查确认，声音是从臂架关节轴承处发出的。经初步分析，大家认为声音是关节轴承润滑不良造成干磨而引起的。
（二）原因分析。大多数轴承损坏的原因除润滑不良外，还包括承载能力不足超负荷等外界因素。为此我们从这几个方面进行了分析：
1、超负荷：经过计算，该关节轴承部位所承担的Z大负荷约为 1975kN，而该轴承额定承载能力为10600KN。由此可确定，该轴承的损坏与负载过大无关；
2、非正常冲击或管理不到位：该门机开始使用至轴承损坏过程中，时间较短，期间没有出现过可能导致轴承损坏的因素，如非正常冲击或长时间不予润滑等情况。由此可以确定，并非意外因素或管理不到位造成轴承损坏；
3、润滑情况：门机的润滑系统采用的是“上海五丰电液成套工程有限公司”设计的干油集中润滑系统。
①系统结构：该系统将门机分为臂架系统（大臂与象鼻梁）、人字架系统、旋转大轴承三部分进行交替润滑（每部分有两个总管路）。此关节轴承为门机大臂与象鼻梁连接铰点，并与臂架系统其他各铰点轴承（滚柱式）并联在臂架系统的两条输油总管上。
② 工作原理：集中润滑油泵给臂架系统打油时，是按照次序逐个给臂架两路总管中一侧的各点打油，直至此一路所有双线分配器（注油阀）全部动作到位。同时，该路总管内压力上升并超过另一路总管5公斤时，两路总管头部的压差开关动作，控制系统自动断开此路并转给另一路总管打油，直至此路并联的各注油点的双线分配器全部动作为止。该管路压力上升至两管路压差达到5公斤时再次转回路，结束一个循环。这种工作循环直至达到该路润滑系统设定的工作时间停止。
从轴承损坏现象和润滑系统工作原理两方面分析，可确定主要原因是润滑不良造成的。
（三）拆检分析
根据上述分析，我们首先对该轴承进行了人工加油。加油后，震动和噪音消失。继续实验一小时左右又再次出现异响。我们又对集中润滑系统进行了仔细检查，没有发现异常。然而，在继续使用后仍然出现震动和噪音，而且没有减小迹象。为此，我们决定对该轴承进行拆检分析。
次拆检：
1、拆检后发现，关节轴承外领内壁面在安装状态时的下端面有圆弧角为30～40度左右的几道划痕；
2、该轴承的轴下端面（在安装状态时）有圆弧角为180度左右的磨损痕迹，沿轴向形成突肩。磨损区宽度与关节轴承内领宽度相同，突肩Z大高度约为3～4mm。
根据以上现象和对轴承及轴体润滑孔道结构进行的分析，初步认为造成磨损的原因有三个：
、轴承及轴体油路本身有缺陷，造成润滑脂难以到达承压面（轴承及轴结构见图1）； 第二、加油时间过短，润滑不够充分；
第三、在安装时轴体孔道内未做清理，留有加工残留物。
根据以上情况，我们采取了如下措施：
首先、对轴进行修复和清洗，更换新轴承；
其次、要求门机司机作业中每隔8小时加一次油。
采取以上措施工作几十小时后，再次出现了干磨异响现象。为此，又进行了第二次拆检。
第二次拆检：
这次检查结果与上次相同。通过仔细分析我们发现：
1、关节轴承内外领承压面几乎没有润滑脂，而在非承压面却有较多油脂并从非承压面Z上端溢出轴承。说明油脂在进入轴承承压面前就已经被挤出轴承；
2、在轴承内领与轴的上端面之间有很多油脂。
经过分析图纸我们还发现，该轴承外径加工尺寸为200h7,与关节轴承内领为负偏差。从拆检结果我们断定，损坏过程如下：
在润滑系统工作时，润滑脂沿油道进入关节轴承内油槽后，大部分进入非承压面，并从轴承两端溢出。仅有极
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