1.1. 研究课题

本次研究的课题为：大型港口门座起重机回转支承齿圈轮齿失效分析

门座起重机是港口装卸的典型设备，具有使用广泛、价格便宜和使用灵活等特点。大型门机回转支承齿圈断齿失效现象出现较多，通过对门机回转支承齿圈失效的真实案例分析，总结其失效原因，设计新的金属结构。同时根据设备管理的理论与方法，通过对金属结构失效机理分析，提出有创新性的见解。论文要提出相关的理论依据,对提出的方法要具有可操作性。

1.2. 课题的研究背景

门座起重机是随着港口事业的发展而发展起来的。1890年，第一次将幅度不可变的固定式可旋转臂架型起重机装在横跨于窄码头上方的运行式半门座上，成为早期的港用半门座起重机。随着码头宽度的加大，门座和半门座起重机并列发展，并普遍采用俯仰臂架和水平变幅系统。第二次世界大战后，港用门座起重机迅速发展为便于多台起重机对同一条船进行并列工作，普遍采用了转动部分与立柱体相连的转柱式门座起重机，或转动部分通过大轴承与门座相连的滚动轴承式支承回转装置，以减小转动部分的尾径，并采用了减小码头掩盖面（门座主体对地面的投影）的门座结构。在发展过程中，门座起重机还逐步推广应用到作业条件与港口相近的船台和水电站工地等处。

港口机械在使用过程中，回转支承的失效有如下几种典型形式：滚道圈和滚动体磨损；保持架损坏失效；回转支承轮齿损坏失效；连接螺栓的损坏失效。轮齿的失效形式主要为轮齿表面过度磨损和断齿等。回转支承轮齿的表面磨损在使用初表现非常突出，如果持续发展将会造成轮齿的齿侧间隙加大，出现回转冲击，削弱轮齿的强度等。回转支承轮齿断齿是一种更严重的失效事故，一旦出现，回转机构将立即丧失功能，且不可修复。本文将着重研究齿圈断齿现象并提出一个有效可行的解决方案。

1.3. 课题的研究意义和目的

现代港口码头中，大型门座起重机在装卸作业中起到了重要的作用，它是港口码头数量最多和使用最多的机型，相对于其他起重机械而言，其机构最多，结构复杂，是港口码头最典型 的电动装卸机械。同时它具有较好的工作性能和独特的优越结构，通用性好，因此被广泛地应 用于港口杂货码头。作为港口门座起重机关键结构之一的回转支承装置，其重要性和安全性不言而喻。因此，为减少港口门座起重机回转支承故障的发生，做好其选型、安装、使用和维护工作，对提高回转支承的使用寿命及起重机整机的稳定性，具有重要的工程实际意义。只有对故障机器原因进行系统专业的分析和实验，才能提出有效的改进技术方案，才能设计出更优秀的产品，。

1.4. 国内外的研究现状分析

我国大型港口机械的设计与制造技术达到世界先进水平，部分专项技术达到世界领先水平。中国制造的港口机械已稳步进入世界，在全球港口机械市场上占据重要地位。

我国回转支承产品的发展起步较晚, 也就是到70年代末80年代初才有一定的规模。起初，市场上用量最大的是单排四点接触球式回转支承，而且滚道直径 在Φ 500～Φ 1500mm之间的占其中的绝大部分；如今，随着工程机械、特种车和工业机器人等的发展，回转支承产品在需求量日益增大的同时，对产品的质量、 创新性提出了更高的要求。

国内外回转支承产品技术发展情况对比分析

我国的回转支承生产企业由于技术落后、工艺装备不全, 因此产品质量与国 际水平还有较大的差距，下面从几个方面进行分析对比：

1. 设计技术

国外只需将工况、安装尺寸要求、转速等数据输人计算机, CAD程序自动完成产品的结构设计、承载能力计算,同时输出各种图形和曲线。并且使用有限元分析法,对回转支承进行加载模拟仿真分析。国外公司新产品的品种层出不穷,少说也有十几种之多,而我们只有不到十个大类,因此每年尚有不少特殊要求的回转支承从国外进口。