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多繩摩擦式提升機天輪裝置故障分析及修複方案

時間:2020-07-27 14:50:35 点击:346 次 來源:香蕉视频app无限制观看

       天輪裝置是多繩摩擦式提升機的重要承力部件之一,其作用是支托提升機摩擦輪到提升容器之間的鋼絲繩,用來改變鋼絲繩的方向,即導向作用。近年來隨著煤炭資源的整合,礦井設備更新換代,提升機的提升能力和規格也隨之增大。對大規格的提升機來說,如因使用中出現問題而重新采購一組天輪裝置,生産成本相當高。所以在此列舉了天輪裝置使用過程中的常見故障,分析了故障原因,並給出了相應的修複方案,以便降低客戶的生産成本。


天輪裝置結構分析

      目前在用的多繩摩擦式提升機天輪裝置結構有兩種,普通天輪裝置和新型天輪裝置。

       大部分天轮装置为普通天轮结构,主要由轴承座、两端轴承、天轮轴、游动轮、固定轮、轴瓦、衬垫和卡箍等组成,如图1所示。其中,左端轮子为固定轮,与天轮轴靠平键联接;右侧3个轮子为游动轮,游动轮与天轮轴之间有轴瓦,轴瓦与游动轮毂之间靠高强度螺栓联接;轴瓦内部有储油槽,通过润滑油脂来实现游动轮与天轮轴灵活转动。当每根钢绳的线速度不完全相同时,游动轮与天轮轴之间可自由地相对转动,防止钢丝绳与衬垫之间产生滑动摩擦,避免衬垫过度磨损,起到保护钢丝绳的作用。右侧游动轮的轴向定位通过安装在天轮轴环形槽内的两半卡箍实现,为了保证各游动轮之间的间隙合适 (一般为0.2~0.5 mm),卡箍的厚度根据安装实际情况进行单配。该结构的天轮装置应用较为广泛,技术成熟。

       新型天輪裝置在遊動輪與天輪軸之間采用滾動軸承代替軸瓦,以減少使用過程中出現的問題,其結構如圖2所示。該結構中每個遊動輪的輪毂與軸之間各裝有2個滾動軸承作爲支撐,各軸承之間通過軸套進行軸向定位。當每根鋼繩的線速度不完全相同時,每個遊動輪與軸之間通過軸承可自由靈活地相對轉動。在每個遊動輪毂上留有注油孔,使潤滑脂能夠按周期注入軸承內,滿足潤滑需要。此結構的軸承選型受限,相關結構件加工難度大,成本高。如果設計選型不當,可能無法達到預期要求。


天轮常見問題及修複方案

問題一:遊動輪輪毂與軸瓦磨損

       天輪裝置遊動輪的輪毂、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。

       在天轮装置轴瓦润滑不良的情况下,天轮运转时,轴瓦与天轮轴之间润滑油膜形成受阻,两者间由滑动润滑变成了干摩擦,导致天轮产生异响;此时天轮轴与轴瓦之间因相对运转形成的摩擦力由轴瓦与轮毂之间的固定螺栓承受,在长时间的正反转运行和冲击下,固定螺栓会逐渐被剪断。剪断之后如果未及时发现而继续使用,剪断的螺钉会在游动轮毂内孔端面形成环形沟槽,也会导致天轮产生异响。同时游动轮毂内孔会因轴瓦与游动轮毂的相对运动而产生磨损。

修複方案

       在对天轮装置进行修复时,先将拆卸下的游动轮一端面向下放置在工作台上,按轮毂孔找正中心,圆柱度允许公差 0.03 mm。按轮毂孔母线用表找正全长,允许公差 0.03 mm。对3个游动轮分别测量轮毂孔内径、轮毂厚度以及轮毂端面与内孔的垂直度,检查点不少于8个,并制表记录。根据检测数据,将3个游动轮毂内孔加工成统一尺寸及公差带,轮毂端面根据沟槽深度,在不影响强度的条件下,车去小量;如果磨损严重,可堆焊后再进行修复加工。此时铜瓦的内外圈直径及轴瓦台阶尺寸需要根据天轮轴和轮毂的终修复尺寸而定,以保证轴瓦的互换性。


問題二:天輪軸磨損與鏽蝕

       天輪軸若有鏽蝕、磨損、點坑等問題,其主要原因食由于天輪軸瓦潤滑不良,油膜形成受阻,導致遊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。

修複方案

       针对此种问题修复时,先对天轮轴进行探伤,检测内部是否存在缺陷。如果探伤不合格,建议直接更换天轮轴;如果探伤合格,则对天轮轴表面进行除锈。除锈后,如果发现轴表面凸凹不平的缺陷,修复时首先检查天轮轴各部尺寸及形位公差,分别制表并作记录。固定轮轮毂与轴的间隙为0~ 0.15mm 时,建议采用刷镀工艺修复;间隙大于 0.15 mm 且小于2.00mm 时,建议采用冷融工艺修复。如天轮轴需车削,车削之前,以天轮轴两端外圆为基准进行找正,允许公差0.02mm。根据缺陷情况,游动轮配合处的轴径,在满足强度要求时,可以适当减小,将游动轮处轴径加工为统一公差带并达到相应表面要求。由于轴径发生变化,此时天轮轴瓦需要单配,并将轴瓦单配事项告知客户。

       如果上述缺陷在天轮轴与轴承配合处,修複方案有多种可供选择。

       (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,增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0.2mm的情況,但對工件表面預處理要求高。

       (2)补焊修复法,此方法适用于磨损量1~2mm的情况。使用相应焊条在轴颈磨损部位进行堆焊,自然冷却,不得强制冷却。强制冷却会增加补焊部位的硬度和应力,给车削找正带来困难。

       (3)脉冲冷焊法,采用耐磨的薄钢皮包住轴颈磨损处,使用脉冲冷焊机进行点焊,使轴颈尺寸达到相应要求。该方法的优点为处理时间短,费用较低,不需再次车削。


問題三:軸承鏽蝕

       天輪裝置軸承座打開後,若發現內部多爲脂水混合物,軸承內部鏽蝕嚴重。在正確使用、維護及時的情況下,軸承不應出現這種問題。出現此問題的主要原因是:軸承座端蓋密封年久老化,在露天雨水的沖擊下,雨水從失效的密封處進入軸承座內部,使得軸承潤滑不良,在重載條件下造成軸承磨損鏽蝕。

修複方案

       爲了保證天輪裝置運行的安全性及穩定性,建議用戶直接更換新軸承。


問題四:襯墊磨損嚴重過度

       天輪襯墊磨損一般出現兩種情況,襯墊磨損左右不對稱和襯墊深度方向磨損超限。分析其原因:襯墊左右磨損不對稱是因爲天輪裝置與主軸裝置不對中所致;襯墊磨損嚴重直接原因是鋼絲繩與襯墊發生了相對運動,鋼絲繩打滑,輪緣偏擺較大也是原因之一。

修複方案

       出現襯墊磨損過度時,建議直接更換新的襯墊。磨損的襯墊在拆除時由于安裝貼合較緊,人工拆除較費勁,此時可以直接車掉。在設計新的襯墊時,如果沒有輪緣圖紙,需要重新測量輪槽尺寸。在測量過程中,由于輪槽結構的特殊性,常常導致測量誤差較大,此時可以根據測量的尺寸先做一對襯墊進行試裝,根據試裝情況修改襯墊圖紙,以保證新的襯墊與輪槽貼合良好,在使用時襯墊不發生滑動,滿足提升使用要求。


問題五:固定輪及遊動輪輪緣偏擺

       天轮装置轮缘偏摆超差是常見問題。分析其原因,可能是天轮装置在起吊安装时没有专业吊装工具,直接起吊轮子导致轮缘变形,偏摆过大。

修複方案

       轮缘处偏摆过大,可采用高温火枪进行局部加热矫正。此方法简单方便,可直接在井架上操作,但对工人技术要求很高。轮缘矫正后,直径不大于3.0 m的天轮在单轮状态,轮缘处偏摆量不应大于2mm,组装后轮缘处偏摆量不应大于3mm,即为合格;直径大于3.0 m的天轮在单轮状态,轮缘处偏摆量不应大于2.5mm,组装后轮缘处偏摆量不应大于3.5mm,即为合格。


問題六:輪輻鏽蝕及焊縫開焊

       轮辐锈蚀严重及焊缝开焊也是天轮装置修复中的常見問題,其原因是:天轮装置露天安装在几十米高的井架上,长期风吹日晒或雨淋,使用工况恶劣。

修複方案

       對鏽蝕的固定輪、遊動輪進行噴砂除鏽,注意用鋼板保護輪毂內孔及端面,避免二次傷害。如果用戶自行更換過天輪襯墊或襯板磨損較小無需更換時,需采取措施保護襯墊。噴砂除鏽後,需對焊縫進行檢測,焊縫不達標的要及時進行補焊,直至滿足出廠要求。如果發現輪輻鋼板剩余厚度不能滿足強度要求時,需對輪輻進行更換,鏽蝕嚴重無法修複時,應考慮更換整個輪輻。

       

       天轮提升系统是矿山的咽喉,安全可靠是首要的。我公司致力于矿山安全可靠性的研究,使得天轮的机械结构不断完善,保证产品达到国家关于矿井安全规程的有关部门规定。 礦井提升機天輪是我公司的主導系列産品,可生産各種規格的多繩和單繩纏繞式的配套天輪,直徑達到5m。

       公司对天轮经过多次更新换代,技术性能、安全可靠性、零部件通用性、产品质量不断提高,逐步接近或达到世界先进水平,在国内处于地位,受到用户普遍赞誉和信任。2006年改制以後公司已生産各類天輪二百余台,其中潞安礦務局常村煤礦德國5m×5主井天輪和德國3.5m×4副井天輪改造、五陽煤礦、王莊煤礦國産天輪改造及開灤礦務局錢家營礦主井德國4.5m×4天輪的改造等,受到用戶好評。

       我公司有完善的质量保证体系和检验手段,因此保证了产品的高质量。公司的矿山机械工程设计研究院数十名有经验的专业技术人员从事天轮、提升机、齿轮传动、电气研究,还有众多专业试验室,具有产品开发的强大实力。

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