多繩摩擦式提升機天輪裝置故障分析及修復方案（中）
時間：2024-03-30 08:40:18 點擊數：
2.1 游動輪輪轂與軸瓦磨損
2.1.1 故障分析
天輪裝置游動輪 (見圖 3) 的輪轂、軸瓦磨損嚴重，其直接原因是軸瓦潤滑不良。分析其他原因有：① 用戶使用維護不當，潤滑油加注不及時，導致軸瓦潤滑不良；② 天輪裝置舊結構軸瓦潤滑油槽儲油量受限。
圖3 游動輪結構示意
在天輪裝置軸瓦潤滑不良的情況下，天輪運轉時，軸瓦與天輪軸之間潤滑油膜形成受阻，兩者間由滑動潤滑變成了干摩擦，導致天輪產生異響；此時天輪軸與軸瓦之間因相對運轉形成的摩擦力由軸瓦與輪轂之間的固定螺栓承受，在長時間的正反轉運行和沖擊下，固定螺栓會逐漸被剪斷。剪斷之后如果未及時發現而繼續使用，剪斷的螺釘會在游動輪轂內孔端面形成環形溝槽 (見圖 4)，也會導致天輪產生異響。同時游動輪轂內孔會因軸瓦與游動輪轂的相對運動而產生磨損。
圖4 磨損的游動輪轂
2.1.2 修復方案 在對天輪裝置進行修復時，先將拆卸下的游動輪一端面向下放置在工作臺上，按輪轂孔找正中 心，圓柱度允許公差 0.03 mm。按輪轂孔母線用表找正全長，允許公差 0.03 mm。對 3 個游動輪分別測量輪轂孔內徑、輪轂厚度以及輪轂端面與內孔的垂直度，檢查點不少于 8 個，并制表記錄。根據檢測數據，將3 個游動輪轂內孔加工成統一尺寸及公差帶，輪轂端面根據溝槽深度，在不影響強度的條件下，車去zui 小量；如果磨損嚴重，可堆焊后再進行修復加工。此時銅瓦的內外圈直徑及軸瓦臺階尺寸需要根據天輪軸和輪轂的zui 終修復尺寸而定，以保證軸瓦的互換性。
在新軸瓦的設計過程中，為了改善潤滑效果，需對軸瓦結構進行以下改進：
(1) 增加固定螺釘的規格和數量，輪轂上對應的螺釘孔也相應增加 (見圖 5)；
圖5 新型軸瓦結構示意
(2) 舊軸瓦內部原有的螺旋油槽 (見圖 6) 改為縱向橫向相結合結構，同時加深油槽深度，較老結構軸瓦儲油量增加 5 倍以上；
圖6 原結構軸瓦示意
(3) 改進軸瓦加工工藝，去掉原有兩瓣軸瓦之間的縫隙，避免天輪在正反方向運轉時對固定螺栓的沖擊。
使用新結構軸瓦修復后的天輪裝置，潤滑得到了明顯改善，解決了天輪的異響問題。山西三元煤業股份有限公司 φ 2800×4 天輪裝置修復、棗莊濱湖煤礦φ 2800×4 天輪裝置修復均采用此修復方案，受到了用戶的一致好評。
2.2 天輪軸磨損與銹蝕2.2.1 故障分析 據用戶反饋，唐口煤業主井的天輪裝置使用中存在異響。在廠內拆掉游動輪后，發現天輪軸上游動輪配合處有銹蝕、磨損、點坑等問題，并能清楚地看到天輪軸與游動輪配合處的“分界線”，天輪軸結構如圖7 所示。分析原因發現，由于天輪軸瓦潤滑不良，油膜形成受阻，導致游動輪軸瓦與天輪軸之間變成了硬接觸，磨損軸瓦和天輪軸，進而出現異響。
圖7 天輪軸結構示意
2.2.2 修復方案 針對此種問題修復時，先對天輪軸進行探傷，檢測內部是否存在缺陷。如果探傷不合格，建議直接更換天輪軸；如果探傷合格，則對天輪軸表面進行除銹。除銹后，如果發現軸表面凸凹不平的缺陷，修復時首先檢查天輪軸各部尺寸及形位公差，分別制表并作記錄。固定輪輪轂與軸的間隙為 0 ～ 0.15 mm 時，建議采用刷鍍工藝修復；間隙大于 0.15 mm 且小于 2.00 mm 時，建議采用冷融工藝修復。如天輪軸需車削，車削之前，以天輪軸兩端外圓為基準進行找正，允許公差 0.02 mm。根據缺陷情況，游動輪配合處的軸徑，在滿足強度要求時，可以適當減小，將 3 個游動輪處軸徑加工為統一公差帶并達到相應表面要求。由于軸徑發生變化，此時天輪軸瓦需要單配，并將軸瓦單配事項告知用戶。
如果上述缺陷在天輪軸與軸承配合處，修復方案有多種可供選擇。
(1) 電刷鍍法 此工藝簡單，技術成熟，能夠滿足多種金屬鍍層材料需求，可根據不同材料，變大鍍層的硬度和耐磨性。刷鍍時工件溫度低，鍍層殘余應力小，不會對基體造成二次破壞。此工藝適合磨損量小于 0.2 mm 的情況，但對工件表面預處理要求高。
(2) 補焊修復法 此方法適用于磨損量 1 ～ 2 mm的情況。使用相應焊條在軸頸磨損部位進行堆焊，自然冷卻，不得強制冷卻。強制冷卻會增加補焊部位的硬度和應力，給車削找正帶來困難。
(3) 脈沖冷焊法 采用耐磨的薄鋼皮包住軸頸磨損處，使用脈沖冷焊機進行點焊，使軸頸尺寸達到相應要求。該方法的優點為處理時間短，費用較低，不需再次車削；缺點為修磨后是一層很薄的附著物，在與軸承熱裝時可能起皮，如果工藝不好，設備運轉時還可能“耍圈”。
以上各修復方案都有一定的優缺點，在天輪軸的修復過程中均得到了廣泛應用，修復效果反饋良好，用戶可根據具體需要進行選擇。
