南台堆取料机是氧化铝厂原料堆场的主体设备，担负着原燃物料堆取的任务。其回转支承装置（以下简称交叉滚子轴承）是堆取料机的重要部件，其工作状态良好与否将直接影响整台机器以致整条生产流程的正常工作，并直接关系到操作人员和设备的安全。另外，由于大轴承维修时拆装十分困难，且修理周期长，费用昂贵，所以对大轴承的运行技术状况进行定期状态监测和早期预报，避免突发性故障的发生，做到有针对性地进行维修，可获取很大的经济效益和社会效益。 　　结构及特点
　　堆取料机回转支承装置交叉滚子轴承常见结构有3种：一是交叉滚柱型，二是滚动型（单排滚球、双排滚球），三是三排滚柱型。我分厂堆取料机的交叉滚子轴承使用的是圆柱式交叉棍子轴承，机器的上部支撑于回转大轴承之上并可绕垂直轴线左右回转，大轴承外圈固定在门座架上平面，内圈固定在主柱部分的下平台的下面，承受轴向力又可承受倾覆力矩。其参数为：垂直载荷：Q=160t（工作状态），倾覆力矩：Mt=272t•m（工作状态），径向力：H=46t（主要是齿轮啮合力），支撑滚道直径：D=2820mm，滚子数：Z=126，支撑转数：n=0.045-0.12rpm。
　　在堆取料机日常的生产过程中，回转大轴承中各滚动体的受力是不均匀的，一是因上部转动结构总质量达100t以上，在低速回转过程中，因取料不均匀、倒向取料，回转悬臂承受一定的迎风阻力时，还会发生受力突变的情况，再加上各滚动体滑动情况的存在，运动阻力分布也不均匀，造成滚道内滚动体的应力分布不均匀。二是由于作业的需要和结构的限制，工作状态下其回转区间常常集中在某一角度范围内，造成结构整体磨损不均匀，局部润滑状况不良，故障增多。
　　典型故障类别
　　大轴承经常出现的故障按其成因分为两大类，一类是由于设计、制造、安装不当造成的先天不足，其中主要有：大轴承支承部位刚度不够，造成转台与大轴承联接处开裂或支承钢板出现弹性变形；大车运行轨道不平或由于轴承安装不当及制造精度原因而造成的滚道变形；滚柱与滚道装配径向间隙过大，造成在变幅力矩的作用下大轴承过平衡位置时异常窜动；滚子安装过密，在臂架局部载荷作用下，滚子间互相挤压摩擦。另一类是由于操作、使用、保养不当而造成的大轴承后天失调，其中主要有：大轴承支承筋板开裂；大轴承联接螺栓断裂；滚子或滚道严重磨损、剥落；滚道压坑或变形；滚子压碎；滚道下沉引起其他结构碰撞；缺少润滑脂造成干摩擦；煤灰或矿粉等杂质堵塞滚道。
　　大轴承上述故障主要征兆是运转时产生间断的巨大异响，并导致运行状态恶化。这种状态变化在许多二次效应上会有不同程度的反映。
　　若故障是来自大轴承内部，则故障的分类识别相对比较复杂。首先，应该确定故障存在的部件与范围，对故障的性质做出初步的判断。就故障的部位而言，在回转支承内可将其具体分成4类，即内滚道故障、外滚道故障、滚动体本身故障和滚道间的故障。若能明确判断出故障发生所在部位，则不仅有助于选择Z有针对性的合理对策，而且还有利于追溯发生故障的起因。因为在实践中发现，有些故障是与设计制造或安装不当有关系，也有相当部分故障则是由于使用和保养不当造成的。正确地寻找不同的故障原因，对于今后改进设计或改进管理措施等都是非常重要的。
　　典型故障分析
　　2011年5月，我分厂南台堆取料机在作业过程中，发现固定回转减速机腹板变形、开裂，交叉滚子轴承外齿圈有三齿齿顶磨损约10mm，怀疑是交叉滚子轴承内部出现问题，经拆卸解体后发现：（1）滚道表面淬火硬化层磨损约1mm，出现明显的点蚀剥落痕迹；（2）滚珠中间承载区磨损，凹痕明显；（3）齿轮内V型滚道上表面磨损约1~2mm；（4）因滚道和滚珠的磨损，造成轴承内、外圈径向窜动间隙达10mm。
　　经技术人员检查确认后，决定更换轴承。新轴承安装完后，试转动约15个外齿的距离，回转悬臂卡死，回转无法转动，只能重新解体检查，解体后发现：
　　（1）部分滚珠中间承载区出现凹痕，如图2所示。 　　（2）齿轮内V型滚道的下表面局部出现鱼鳞状剥离，表面出现许多裂缝，并在局部范围内发生脱落（微小剥离），如图3所示。 　　（3）大轴承上压盖滚道面凹痕明显，如图4所示。 　　经过公司和生产厂家技术人员的共同分析，认为可能存在以下原因。
　　（1）轴承在生产装配过程中，在滚道面或转动面上咬入了金属异物等，现场安装前，未解体检查盘车。
　　（2）轴承在组装时、安装时或运输过程中，不合理的吊装方式，致使滚道部受到的冲击载荷过大在滚动体的间距间隔上形成了凹面（布氏硬度压痕）。
　　（3）轴承支撑部位刚度不够，或大车运行轨道不平、大车行走轮磨损不均，造成轴承上平面水平度超差，在变幅力矩的作用下大轴承滚柱过平衡位置时异常窜动。
　　（4）大轴承滚道及滚珠材质选取较低，热处理不均匀。该轴承材质为50Mn2钢，且表面硬度不均匀，齿轮V型滚道上面与下面局部相差28HRC，上盖与下盖局部相差29.4HRC。
　　采取措施
　　交叉辊子轴承的材料选取对轴承和外齿轮的加工性能、使用寿命都有直接的联系。对载荷较大，承受较大冲击载荷的交叉辊子轴承滚道，一般采用渗碳钢制造，如20CrMnTi、20Mn2B、12CrNi3等，并经渗碳、淬火及低温回火处理，表面为高碳回火马氏体组织，硬而耐磨；心部为地碳马氏体组织，强韧而耐疲劳。对承受中等载荷和冲击载荷的交叉辊子轴承滚道，一般选用调制钢，如40Cr、40MnB、50Mn2等，并经调质和高频感应淬火处理，其硬度及耐磨性不如渗碳钢。建议该轴承材质应采用渗碳钢制造，提高其使用寿命。
　　吊运和安装交叉辊子轴承时，应严格按照技术要求和安装规范进行。交叉辊子轴承的润滑推荐使用中负荷工业齿轮油或二硫化钼脂润滑。轴承受的载荷越大，润滑油粘度也应选得越高，并应具有较好的油性和极压性，以免润滑油从摩擦副中挤出，或产生金属间的直接接触，造成滚面划伤。
　　加强对交叉辊子轴承的维护保养和巡检，严格按操作规程进行设备的启动运行与停车，当回转工作过程中存在回转阻力过大时和异响时，应及时停车检查，不弄清原因、不排除故障不得盲目开车。