多绳摩擦式提升机天轮装置故障分析及修复方案（中）
时间：2024-03-30 08:40:18 点击数：
2.1 游动轮轮毂与轴瓦磨损
2.1.1 故障分析
天轮装置游动轮 (见图 3) 的轮毂、轴瓦磨损严重，其直接原因是轴瓦润滑不良。分析其他原因有：① 用户使用维护不当，润滑油加注不及时，导致轴瓦润滑不良；② 天轮装置旧结构轴瓦润滑油槽储油量受限。
图3 游动轮结构示意
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 (见图 4)，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。
图4 磨损的游动轮毂
2.1.2 修复方案 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zui 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zui 终修复尺寸而定，以保证轴瓦的互换性。
在新轴瓦的设计过程中，为了改善润滑效果，需对轴瓦结构进行以下改进：
(1) 增加固定螺钉的规格和数量，轮毂上对应的螺钉孔也相应增加 (见图 5)；
图5 新型轴瓦结构示意
(2) 旧轴瓦内部原有的螺旋油槽 (见图 6) 改为纵向横向相结合结构，同时加深油槽深度，较老结构轴瓦储油量增加 5 倍以上；
图6 原结构轴瓦示意
(3) 改进轴瓦加工工艺，去掉原有两瓣轴瓦之间的缝隙，避免天轮在正反方向运转时对固定螺栓的冲击。
使用新结构轴瓦修复后的天轮装置，润滑得到了明显改善，解决了天轮的异响问题。山西三元煤业股份有限公司 φ 2800×4 天轮装置修复、枣庄滨湖煤矿φ 2800×4 天轮装置修复均采用此修复方案，受到了用户的一致好评。
2.2 天轮轴磨损与锈蚀2.2.1 故障分析 据用户反馈，唐口煤业主井的天轮装置使用中存在异响。在厂内拆掉游动轮后，发现天轮轴上游动轮配合处有锈蚀、磨损、点坑等问题，并能清楚地看到天轮轴与游动轮配合处的“分界线”，天轮轴结构如图7 所示。分析原因发现，由于天轮轴瓦润滑不良，油膜形成受阻，导致游动轮轴瓦与天轮轴之间变成了硬接触，磨损轴瓦和天轮轴，进而出现异响。
图7 天轮轴结构示意
2.2.2 修复方案 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 ～ 0.15 mm 时，建议采用刷镀工艺修复；间隙大于 0.15 mm 且小于 2.00 mm 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 0.02 mm。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 3 个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用户。
如果上述缺陷在天轮轴与轴承配合处，修复方案有多种可供选择。
(1) 电刷镀法 此工艺简单，技术成熟，能够满足多种金属镀层材料需求，可根据不同材料，变大镀层的硬度和耐磨性。刷镀时工件温度低，镀层残余应力小，不会对基体造成二次破坏。此工艺适合磨损量小于 0.2 mm 的情况，但对工件表面预处理要求高。
(2) 补焊修复法 此方法适用于磨损量 1 ～ 2 mm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；缺点为修磨后是一层很薄的附着物，在与轴承热装时可能起皮，如果工艺不好，设备运转时还可能“耍圈”。
以上各修复方案都有一定的优缺点，在天轮轴的修复过程中均得到了广泛应用，修复效果反馈良好，用户可根据具体需要进行选择。
