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      大型直聯(lián)提升機改造剖分滾動(dòng)軸承的研究

      發(fā)布時(shí)間：

      2023-07-21

      來(lái)源：

      由于直聯(lián)式提升機的電動(dòng)機端整體軸承規格大，在更換時(shí)需要將電動(dòng)機完全移除，更換新軸承之后重新安裝電動(dòng)機。如果電動(dòng)機使用時(shí)間較長(cháng)，會(huì )出現電動(dòng)機轉子無(wú)法移除的情況，這為整體滾動(dòng)端軸承更換帶來(lái)了一定的困難。根據該情況，在某鐵礦主井直聯(lián)提升機電動(dòng)機端軸承出現故障時(shí)，經(jīng)綜合考慮，提出了采用剖分軸承更換整體軸承的辦法。經(jīng)過(guò)詳細的分析論證，zui后成功實(shí)施了更換，應用效果良好。

      1 結構概述

      直聯(lián)式提升機的結構如圖1所示。更換電動(dòng)機端整體軸承時(shí)，首先拆除電動(dòng)機定子，然后拆除電動(dòng)機轉子，接著(zhù)拆除損壞的電動(dòng)機端軸承，再對新軸承進(jìn)行加熱并安裝，zui后安裝電動(dòng)機轉子、定子，并調整電動(dòng)機氣隙。在具體實(shí)施過(guò)程中，操作繁瑣并具有風(fēng)險，特別是主軸錐面及電動(dòng)機內孔配合部位易造成意外損傷。

      如果采用剖分軸承進(jìn)行更換，則無(wú)需拆卸電動(dòng)機，操作簡(jiǎn)單，風(fēng)險低，工期短，效率高，并為后期軸承維護提供了便利。剖分軸承的內圈、夾緊環(huán)、滾子組件及外圈均為兩半結構。

      目前，用剖分軸承替換整體軸承在直聯(lián)式提升機的改造中應用還較少，在施工過(guò)程中由于現場(chǎng)條件的限制和經(jīng)驗的不足，容易出現準備不足或重新返工等情況。筆者結合剖分軸承替換整體軸承在直聯(lián)式提升機上的成功應用案例，對改造實(shí)施過(guò)程要點(diǎn)及維護進(jìn)行了總結。

      2 更換實(shí)施要點(diǎn)

      直聯(lián)式提升機電動(dòng)機端整體軸承更換剖分滾動(dòng)軸承的實(shí)施過(guò)程為：移除電動(dòng)機定子→抬高主軸裝置→拆除舊軸承→安裝新軸承→復位主軸裝置→調試運行。

      在方案實(shí)施之前，準備好拆除及安裝所需要的工具和設備，主要包括：吊車(chē)、吊耳、柔性吊裝帶、千斤頂；內六角扳手、橡膠錘、銅棒，扭矩扳手及延長(cháng)桿；現場(chǎng)用于放置部件的干凈的塑料布、木板，安裝中臨時(shí)需要墊用的木塊；現場(chǎng)用于清洗軸、軸承、軸承座用的煤油或柴油；潤滑脂；填充油脂的油泵；用于更新的密封材料；拆除現場(chǎng)舊軸承的氣割工具。在各個(gè)零件拆除之前，測量初始尺寸并記錄。

      2.1 抬高主軸裝置

      抬高主軸裝置之前，需要做些前期工作。首先拆除摩擦輪護罩、電動(dòng)機護罩及電動(dòng)機定子 (不影響主軸裝置抬高)；接著(zhù)拆除傳動(dòng)側軸承蓋、軸承內外端蓋及非傳動(dòng)側軸承蓋、軸承內外端蓋并放置在預先備好的干凈的塑料布之上；然后固定容器，松繩 (注意平衡問(wèn)題，防止主軸裝置傾覆)；打開(kāi)制動(dòng)器裝置；利用吊車(chē)在小端軸承側 (圖2中 B 點(diǎn)處) 將主軸吊起約50 mm 用木塊墊起軸承，在大端軸承與電動(dòng)機之間(圖2中 A 點(diǎn)處) 利用 100 t 千斤頂頂起主軸 50 mm，使得大端軸承可自由轉動(dòng)。

      如圖3所示，如果軸承座內孔為 φ1 220 mm，主軸裝置抬高 50 mm 時(shí)，軸承外圈與軸承座單邊zui小間隙為 2．05 mm；主軸裝置抬高 100 mm 時(shí)，軸承外圈與軸承座單邊zui小間隙為 8．25 mm。主軸裝置抬高的具體高度 H，可根據軸承座內孔大小及現場(chǎng)情況而定，滿(mǎn)足

      式中：D 為軸承外徑，mm。

      此外，軸承外圈與軸承座單邊zui小間隙應盡量大些，為后續拆卸、安裝軸承預留足夠安裝空間。

      2.2 拆除舊軸承

      為節約更換軸承時(shí)間，對原已存在缺陷的電動(dòng)機端軸承實(shí)施破壞性拆除。用準備好的氣割工具對軸承進(jìn)行破壞性拆除，先割掉軸承外圈，然后將保持架割開(kāi)豁口取出軸承滾子。軸承內圈的拆卸工作是整個(gè)過(guò)程中zui困難的環(huán)節，也是zui容易傷到主軸的環(huán)節，如果直接在軸上氣割軸承內圈的風(fēng)險太大，可以先烘烤內圈變大后側擊或用千斤頂頂出。千斤頂應放置在軸承與摩擦輪之間，使內圈向電動(dòng)機側退出一部分空間后再進(jìn)行氣割，以免傷到主軸。也可以考慮使用液壓泵打油擴張軸承內圈，再配合千斤頂將軸承內圈頂出，以便后續切割。

      2.3 安裝剖分軸承

      拆掉損壞軸承的內圈后，需對主軸進(jìn)行清洗，先用細砂布打磨拋光，然后用油石打磨，保證主軸表面光潔。由于上一環(huán)節用氣割破壞拆除軸承，導致主軸溫度明顯高于室溫，應采取降溫措施使主軸降溫來(lái)減少施工時(shí)間。

      2.3.1 安裝剖分軸承內圈

      主軸清洗完畢并降溫后，拆掉剖分軸承內圈包裝，用煤油清洗軸承上的防銹油，保持潔凈。安裝剖分軸承內圈下半圈時(shí)，由于徑向空間過(guò)小、位置精度要求過(guò)高，無(wú)法使軸承內圈直接從下部橫移進(jìn)入軸承座，必須采用旋轉安裝法，先從上部將軸承內圈放在主軸上，然后利用天車(chē)和人工拖拽使內圈繞軸旋轉180°進(jìn)入軸承座。安裝軸承外圈的下半圈及滾子下半圈時(shí)都要使用相同的辦法。安裝剖分軸承內圈上半圈時(shí)，按照說(shuō)明書(shū)把緊內圈結合面并留 0．3 mm 縫隙。

      2.3.2 安裝剖分軸承內圈壓環(huán)

      安裝軸承內圈壓環(huán)的下、上部分，使用準備好的扭力扳手，逐漸加大轉矩擰緊，壓環(huán)結合縫與軸承內圈結合縫錯角應大于 15°。zui終擰緊力矩為 1 800 N·m，軸承內圈間隙端為 0．05 mm，一端為 0．2 mm，壓環(huán)結合縫間隙為 0．05 mm。然后安裝軸承擋環(huán)，由于配合較緊，擋環(huán)安裝比較困難，用時(shí)會(huì )稍長(cháng)些。

      2.3.3 安裝剖分軸承外圈及滾子

      剖分軸承內圈及內圈壓環(huán)安裝到位后，首先安裝軸承外圈下半圈，將主軸落下，去掉小端軸承支撐，卸去大端千斤頂使軸恢復到原位；然后安裝軸承左右滾子下半圈、上半圈，注意按標記配對安裝，軸承滾子及保持架之間沒(méi)有聯(lián)接，滾子就位后開(kāi)始填充潤滑脂；zui后安裝軸承外圈上半部分，軸承外圈之間也沒(méi)有機械連接，靠外圈之間的 V 形槽定位，至此軸承安裝到位。

      2.4 復位主軸裝置

      剖分軸承安裝完畢后，安裝主軸裝置傳動(dòng)側與非傳動(dòng)側軸承蓋，然后重新制作軸承端蓋密封墊，zui后安裝軸承內外端蓋及相應測速裝置，并與拆前記錄數據對比，不符之處進(jìn)行調整。

      2.5 調試運行

      (1) 全部安裝完成后，應充分填充準備好的潤滑脂，使主軸正反轉動(dòng)數圈，確保軸承滾動(dòng)體及滾道面得到潤滑，各部件安裝處于zui佳狀態(tài)。

      (2) 不掛繩時(shí)，分別執行：正反點(diǎn)動(dòng)運行、15 min 1/3 速度運行、15 min 2/3 速度運行、30 min 全速運行。觀(guān)測溫度、振動(dòng)，如無(wú)異常，掛繩、恢復井口，準備空容器運行。

      (3) 掛繩后空容器時(shí)，分別執行：正反點(diǎn)動(dòng)運行、15 min 1/3 速度運行、15 min 2/3 速度運行、30 min 全速運行。觀(guān)測溫度、振動(dòng)，如無(wú)異常，準備帶負荷運行。

      (4) 容器加載 50% 負荷時(shí)，分別執行：30 min 1/2速度運行、120 min 全速運行。觀(guān)測溫度、振動(dòng)，如無(wú)異常，準備滿(mǎn)負荷運行。

      (5) 容器加載 100% 負荷時(shí)，分別執行：30 min 1/2 速度運行、120 min 全速運行。觀(guān)測溫度、振動(dòng)，如無(wú)異常，可恢復正常生產(chǎn)。

      3 使用維護要點(diǎn)

      3.1 狀態(tài)監測

      如果提升機現場(chǎng)裝有在線(xiàn)軸承監測裝置，請隨時(shí)關(guān)注監測結果。如果沒(méi)有，車(chē)間應安排人工監測，并記錄監測結果。判斷各指標的變化情況，如有異常，要及時(shí)采取措施，并與供貨廠(chǎng)家聯(lián)系。人工監測內容包括：檢測軸承溫度、檢查有無(wú)異響和振動(dòng)。建議每個(gè)班頭中尾檢查 3 次。

      3.2 維護及保養

      日常補充加油，建議每周一次，加油量根據說(shuō)明書(shū)提示。在開(kāi)始運行的前 3 個(gè)月內，加油量應更多一些，因為軸承內部及潤滑油路通道里還存在較多的空隙。補充油脂應和在用油脂的品牌及性能參數一致。除此之外，每月檢查軸承密封，如密封失效應及時(shí)更換；每 6 個(gè)月應清洗保養一次，拆下外密封蓋并去除使用過(guò)的油脂，檢查油脂中是否有固體雜質(zhì)，如有固體雜質(zhì)，需進(jìn)一步分析固體物，以判斷軸承是否有異常。

      4 結論

      筆者結合大型直聯(lián)式提升機改造剖分滾動(dòng)軸承的成功案例，對改造更換剖分滾動(dòng)軸承實(shí)施和維護分別進(jìn)行了詳細描述，并得出以下實(shí)施及維護要點(diǎn)。

      (1) 準備工作要充分。準備好拆除及安裝所需要的工具和設備。

      (2) 主軸裝置抬升后，軸承外圈與軸承座單邊間隙至少 10 mm，以便后續拆卸和安裝軸承。

      (3) 在破壞拆除舊軸承內圈時(shí)，可用液壓泵將軸承內圈漲開(kāi)，并配合千斤頂將內圈向電動(dòng)機端頂出再進(jìn)行切割，避免傷到主軸。

      (4) 安裝剖分軸承時(shí)，采用旋轉安裝法可以方便、高效地完成安裝。

      (5) 剖分軸承更換后，前 3 個(gè)月內加油量多些，并隨時(shí)關(guān)注軸承監測狀態(tài)，按期清洗保養軸承。

       

      引文格式：

      [1]劉坤良，李玉輝,趙光輝.大型直聯(lián)提升機改造剖分滾動(dòng)軸承的研究.[J].礦山機械,2018,46(8):23-26.

       

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