多繩摩擦式提升機(jī)天輪裝置故障分析及修復(fù)方案（中）
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2.1 游動(dòng)輪輪轂與軸瓦磨損
2.1.1 故障分析
天輪裝置游動(dòng)輪 (見(jiàn)圖 3) 的輪轂、軸瓦磨損嚴(yán)重，其直接原因是軸瓦潤(rùn)滑不良。分析其他原因有：① 用戶使用維護(hù)不當(dāng)，潤(rùn)滑油加注不及時(shí)，導(dǎo)致軸瓦潤(rùn)滑不良；② 天輪裝置舊結(jié)構(gòu)軸瓦潤(rùn)滑油槽儲(chǔ)油量受限。
圖3 游動(dòng)輪結(jié)構(gòu)示意
在天輪裝置軸瓦潤(rùn)滑不良的情況下，天輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸瓦與天輪軸之間潤(rùn)滑油膜形成受阻，兩者間由滑動(dòng)潤(rùn)滑變成了干摩擦，導(dǎo)致天輪產(chǎn)生異響；此時(shí)天輪軸與軸瓦之間因相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)形成的摩擦力由軸瓦與輪轂之間的固定螺栓承受，在長(zhǎng)時(shí)間的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行和沖擊下，固定螺栓會(huì)逐漸被剪斷。剪斷之后如果未及時(shí)發(fā)現(xiàn)而繼續(xù)使用，剪斷的螺釘會(huì)在游動(dòng)輪轂內(nèi)孔端面形成環(huán)形溝槽 (見(jiàn)圖 4)，也會(huì)導(dǎo)致天輪產(chǎn)生異響。同時(shí)游動(dòng)輪轂內(nèi)孔會(huì)因軸瓦與游動(dòng)輪轂的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生磨損。
圖4 磨損的游動(dòng)輪轂
2.1.2 修復(fù)方案 在對(duì)天輪裝置進(jìn)行修復(fù)時(shí)，先將拆卸下的游動(dòng)輪一端面向下放置在工作臺(tái)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(zhǎng)，允許公差 0.03 mm。對(duì) 3 個(gè)游動(dòng)輪分別測(cè)量輪轂孔內(nèi)徑、輪轂厚度以及輪轂端面與內(nèi)孔的垂直度，檢查點(diǎn)不少于 8 個(gè)，并制表記錄。根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，將3 個(gè)游動(dòng)輪轂內(nèi)孔加工成統(tǒng)一尺寸及公差帶，輪轂端面根據(jù)溝槽深度，在不影響強(qiáng)度的條件下，車去zui 小量；如果磨損嚴(yán)重，可堆焊后再進(jìn)行修復(fù)加工。此時(shí)銅瓦的內(nèi)外圈直徑及軸瓦臺(tái)階尺寸需要根據(jù)天輪軸和輪轂的zui 終修復(fù)尺寸而定，以保證軸瓦的互換性。
在新軸瓦的設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了改善潤(rùn)滑效果，需對(duì)軸瓦結(jié)構(gòu)進(jìn)行以下改進(jìn)：
(1) 增加固定螺釘?shù)囊?guī)格和數(shù)量，輪轂上對(duì)應(yīng)的螺釘孔也相應(yīng)增加 (見(jiàn)圖 5)；
圖5 新型軸瓦結(jié)構(gòu)示意
(2) 舊軸瓦內(nèi)部原有的螺旋油槽 (見(jiàn)圖 6) 改為縱向橫向相結(jié)合結(jié)構(gòu)，同時(shí)加深油槽深度，較老結(jié)構(gòu)軸瓦儲(chǔ)油量增加 5 倍以上；
圖6 原結(jié)構(gòu)軸瓦示意
(3) 改進(jìn)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)固定螺栓的沖擊。
使用新結(jié)構(gòu)軸瓦修復(fù)后的天輪裝置，潤(rùn)滑得到了明顯改善，解決了天輪的異響問(wèn)題。山西三元煤業(yè)股份有限公司 φ 2800×4 天輪裝置修復(fù)、棗莊濱湖煤礦φ 2800×4 天輪裝置修復(fù)均采用此修復(fù)方案，受到了用戶的一致好評(píng)。
2.2 天輪軸磨損與銹蝕2.2.1 故障分析 據(jù)用戶反饋，唐口煤業(yè)主井的天輪裝置使用中存在異響。在廠內(nèi)拆掉游動(dòng)輪后，發(fā)現(xiàn)天輪軸上游動(dòng)輪配合處有銹蝕、磨損、點(diǎn)坑等問(wèn)題，并能清楚地看到天輪軸與游動(dòng)輪配合處的“分界線”，天輪軸結(jié)構(gòu)如圖7 所示。分析原因發(fā)現(xiàn)，由于天輪軸瓦潤(rùn)滑不良，油膜形成受阻，導(dǎo)致游動(dòng)輪軸瓦與天輪軸之間變成了硬接觸，磨損軸瓦和天輪軸，進(jìn)而出現(xiàn)異響。
圖7 天輪軸結(jié)構(gòu)示意
2.2.2 修復(fù)方案 針對(duì)此種問(wèn)題修復(fù)時(shí)，先對(duì)天輪軸進(jìn)行探傷，檢測(cè)內(nèi)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(duì)天輪軸表面進(jìn)行除銹。除銹后，如果發(fā)現(xiàn)軸表面凸凹不平的缺陷，修復(fù)時(shí)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(shí)，建議采用刷鍍工藝修復(fù)；間隙大于 0.15 mm 且小于 2.00 mm 時(shí)，建議采用冷融工藝修復(fù)。如天輪軸需車削，車削之前，以天輪軸兩端外圓為基準(zhǔn)進(jìn)行找正，允許公差 0.02 mm。根據(jù)缺陷情況，游動(dòng)輪配合處的軸徑，在滿足強(qiáng)度要求時(shí)，可以適當(dāng)減小，將 3 個(gè)游動(dòng)輪處軸徑加工為統(tǒng)一公差帶并達(dá)到相應(yīng)表面要求。由于軸徑發(fā)生變化，此時(shí)天輪軸瓦需要單配，并將軸瓦單配事項(xiàng)告知用戶。
如果上述缺陷在天輪軸與軸承配合處，修復(fù)方案有多種可供選擇。
(1) 電刷鍍法 此工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，能夠滿足多種金屬鍍層材料需求，可根據(jù)不同材料，變大鍍層的硬度和耐磨性。刷鍍時(shí)工件溫度低，鍍層殘余應(yīng)力小，不會(huì)對(duì)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(duì)工件表面預(yù)處理要求高。
(2) 補(bǔ)焊修復(fù)法 此方法適用于磨損量 1 ～ 2 mm的情況。使用相應(yīng)焊條在軸頸磨損部位進(jìn)行堆焊，自然冷卻，不得強(qiáng)制冷卻。強(qiáng)制冷卻會(huì)增加補(bǔ)焊部位的硬度和應(yīng)力，給車削找正帶來(lái)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(jī)進(jìn)行點(diǎn)焊，使軸頸尺寸達(dá)到相應(yīng)要求。該方法的優(yōu)點(diǎn)為處理時(shí)間短，費(fèi)用較低，不需再次車削；缺點(diǎn)為修磨后是一層很薄的附著物，在與軸承熱裝時(shí)可能起皮，如果工藝不好，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還可能“耍圈”。
以上各修復(fù)方案都有一定的優(yōu)缺點(diǎn)，在天輪軸的修復(fù)過(guò)程中均得到了廣泛應(yīng)用，修復(fù)效果反饋良好，用戶可根據(jù)具體需要進(jìn)行選擇。
