多繩摩擦式提升機天輪裝置故障分析及修復方案

       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，生產成本相當高。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，并給出了相應的修復方案，以便降低客戶的生產成本。

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。

       大部分天輪裝置為普通天輪結構，主要由軸承座、兩端軸承、天輪軸、游動輪、固定輪、軸瓦、襯墊和卡箍等組成，如圖1所示。其中，左端輪子為固定輪，與天輪軸靠平鍵聯接；右側3個輪子為游動輪，游動輪與天輪軸之間有軸瓦，軸瓦與游動輪轂之間靠高強度螺栓聯接；軸瓦內部有儲油槽，通過潤滑油脂來實現游動輪與天輪軸靈活轉動。當每根鋼繩的線速度不完全相同時，游動輪與天輪軸之間可自由地相對轉動，防止鋼絲繩與襯墊之間產生滑動摩擦，避免襯墊過度磨損，起到保護鋼絲繩的作用。右側游動輪的軸向定位通過安裝在天輪軸環形槽內的兩半卡箍實現，為了保證各游動輪之間的間隙合適 (一般為0.2～0.5 mm)，卡箍的厚度根據安裝實際情況進行單配。該結構的天輪裝置應用較為廣泛，技術成熟。

       新型天輪裝置在游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。該結構中每個游動輪的輪轂與軸之間各裝有2個滾動軸承作為支撐，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，每個游動輪與軸之間通過軸承可自由靈活地相對轉動。在每個游動輪轂上留有注油孔，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。

天輪常見問題及修復方案

問題一：游動輪輪轂與軸瓦磨損

       天輪裝置游動輪的輪轂、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。

       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，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。

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終修復尺寸而定，以保證軸瓦的互換性。

問題二：天輪軸磨損與銹蝕

       天輪軸若有銹蝕、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。

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~ 0.15mm 時，建議采用刷鍍工藝修復；間隙大于 0.15 mm 且小于2.00mm 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0.02mm。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客戶。

       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，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）補焊修復法，此方法適用于磨損量1～2mm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。

問題三：軸承銹蝕

修復方案

       為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為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。

修復方案

       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：固定輪及游動輪輪緣偏擺

       天輪裝置輪緣偏擺超差是常見問題。分析其原因，可能是天輪裝置在起吊安裝時沒有專業吊裝工具，直接起吊輪子導致輪緣變形，偏擺過大。

修復方案

       輪緣處偏擺過大，可采用高溫火槍進行局部加熱矯正。此方法簡單方便，可直接在井架上操作，但對工人技術要求很高。輪緣矯正后，直徑不大于3.0 m的天輪在單輪狀態，輪緣處偏擺量不應大于2mm，組裝后輪緣處偏擺量不應大于3mm，即為合格；直徑大于3.0 m的天輪在單輪狀態，輪緣處偏擺量不應大于2.5mm，組裝后輪緣處偏擺量不應大于3.5mm，即為合格。

問題六：輪輻銹蝕及焊縫開焊

       輪輻銹蝕嚴重及焊縫開焊也是天輪裝置修復中的常見問題，其原因是：天輪裝置露天安裝在幾十米高的井架上，長期風吹日曬或雨淋，使用工況惡劣。

修復方案

       對銹蝕的固定輪、游動輪進行噴砂除銹，注意用鋼板保護輪轂內孔及端面，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。噴砂除銹后，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，銹蝕嚴重無法修復時，應考慮更換整個輪輻。

       天輪提升系統是礦山的咽喉，安全可靠是首要的。我公司致力于礦山安全可靠性的研究，使得天輪的機械結構不斷完善，保證產品達到國家關于礦井安全規程的有關部門規定。 礦井提升機天輪是我公司的主導系列產品，可生產各種規格的多繩和單繩纏繞式的配套天輪，直徑達到5m。

       公司對天輪經過多次更新換代，技術性能、安全可靠性、零部件通用性、產品質量不斷提高，逐步接近或達到世界先進水平，在國內處于地位，受到用戶普遍贊譽和信任。2006年改制以后公司已生產各類天輪二百余臺，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、王莊煤礦國產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。

       我公司有完善的質量保證體系和檢驗手段，因此保證了產品的高質量。公司的礦山機械工程設計研究院數十名有經驗的專業技術人員從事天輪、提升機、齒輪傳動、電氣研究，還有眾多專業試驗室，具有產品開發的強大實力。

       如果您有業務需求請聯系：13592099723、13803885269。我們將竭誠為您服務。