干散货|多绳摩擦提升机天轮装置故障分析及维修方案

天伦装置是着陆知识多绳升降机的重要组成部分，是影响整个升降机系统安全稳定运行的关键部件。由于它的使用条件恶劣，使用过程中出现了很多问题，严重时会影响矿山的生产运行。为了减少千轮装置因故障整体更换而产生的高额生产成本，笔者列举了千轮装置使用过程中常见的问题，分析了其原因，提出了相应的维修方案，对千轮装置等工厂退货恢复具有指导意义。

天伦装置是多绳摩擦式升降机的重要受力部件之一，升降机摩擦起到了提升集装箱之间钢丝绳的作用，用于改变钢丝绳的方向，即导向作用。近年来，随着煤炭资源的整合，矿山设备的更换，提升机的提升能力和规格也有所增加，例如，中信重工机械有限公司生产JKMD-6.2 4型提升机，最大静态张力1700kN，最大静态张力差340 kN，千轮机组组约82t。特别是在大型升降机的情况下，由于使用中的问题，重新购买1套天伦装置，生产成本相当高。笔者结合以往千轮装置修复的实际案例，列举了千轮装置使用过程中常见的故障，分析了故障原因，并提出了相应的修复方案，对降低用户的生产成本、修复类似千轮装置的退货工厂具有指导意义。

天轮装置结构分析

目前使用的多绳摩擦式升降天轮装置结构有两种，普通天轮装置和新型天轮装置。

大多数天轮装置是由轴承座、两端轴承、天轴、游泳轮、固定轮、轴承、垫板、夹具等组成的普通天轮结构(见图1)。其中，左车轮是固定车轮，与天轴轴用平键连接。右边三个轮子是游泳轮，游泳轮和天轴之间有套筒，套筒和游泳轮毂之间有高强度螺栓连接。轴承内部有油罐，可以润滑油，使泳轮和传动轴灵活旋转。如果各钢绳的线速度不完全相同，则在泳轮和天轴之间自由旋转，防止钢丝绳和衬垫之间发生滑动摩擦，防止衬垫过度磨损，从而起到保护钢丝绳的作用。最右侧游泳轮的轴向是通过安装在天轴环槽上的半夹钳来实现的，为了确保各游泳轮之间的间隙适当(通常为0.2 ~ 0.5毫米)，夹具的厚度根据安装实际情况进行单次调配。这种结构的天伦装置应用比较广泛，技术成熟。

图1普通天伦装置结构

新的千轮装置在游泳轮和千轴之间使用滚动轴承代替轴承，从而减少使用过程中出现的问题，如图2所示。在这种结构中，每个游泳轮的轮毂和轴之间分别装有两个滚动轴承作为支撑，轴承之间通过套筒轴向放置。当各钢绳的线速度不完全相同时，可以通过各泳轮和轴之间的轴承自由地相互旋转。每个游泳枢纽都留有加油孔，以便润滑脂定期注入轴承以满足润滑需要。此结构的轴承选择有限，加工相关结构件困难且成本高。如果设计选择不当，可能无法满足预期要求。

图2新型天伦装置结构

千轮装置使用现场环境恶劣、使用不当、维护不当等原因导致工厂维修的千轮装置在拆卸、检查后发现，多数千轮不是单一问题。例如，山东能源矿业集团台球煤业主井JKMD-44升降机4，000  4日车轮装置进入工厂维修、拆卸和检查后，发现了以下6个问题：

问题一：游动轮轮毂与轴瓦磨损

故障分析

天轮装置泳轮(见图3)的轮毂、轴承磨损严重，其直接原因是轴承润滑不良。其他原因分析：用户使用维护不当，润滑油不能及时充电，导致轴向润滑不良。天伦装置旧结构轴承润滑油罐储存容量限制。

图3游泳轮结构显示

在天伦装置套筒润滑不好的情况下，天伦运转时，套筒与千轴之间的润滑膜形成受阻，两者之间从滑动润滑变为干燥摩擦，使千轮异常地响。此时，由于天轴和轴承之间的相对操作而产生的摩擦力可以由套筒和轮毂之间的固定螺栓承受，由于长时间的反向操作和冲击，固定螺栓逐渐被切断。切割后不能及时发现，继续使用的话，切割的螺丝会在游动的轮毂内孔末端形成圆形凹槽(见图4)，天伦会奇怪地响。同时，游动的轮毂内部的孔可能会因套筒和游动的轮毂的相对运动而磨损。

图4磨损的游泳枢纽

修复方案

千轮装置时，首先将拆卸的游泳轮的一端朝向工作台下方放置，根据轮毂孔定位正中心，圆柱度允许公差0.03 mm。根据轮毂孔母线，用桌子找到正总长度，允许公差为0.03 mm。对3个泳轮分别测量轮毂孔内径、轮毂厚度以及轮毂端面和内孔的垂直度，检查点小于8个，并记录在表中。根据测试数据，3个游泳轮毂内孔加工成均匀的尺寸和公差区域，轮毂端面根据凹槽深度以最小量去除，不影响强度。磨损严重的话，表面处理后可以进行维修加工。此时，铜瓦的内外环直径和轴承步长应根据千轴和轮毂的最终维修尺寸确定，以确保轴承套筒的兼容性。

为了在新套筒的设计过程中提高润滑效果，需要对轴承结构进行以下改进：

(1)增加紧固螺钉的规格和数量，轮毂上相应的螺钉孔也会相应增加(见图5)。

图5新型轴承结构

(2)将旧轴承内部原有螺旋油罐(见图6)改为纵向耦合结构，加深了油罐深度，旧结构轴承储油量增加了5倍以上。

图6原始结构轴承示意图

(3)改进瓦工工艺，消除原来两边与瓦轴之间的缝隙，防止天伦在正反方向工作时对固定螺栓的冲击。

用新结构的瓦器修复的天伦装置，润滑得到了显着改善，解决了天伦异常噪声问题。山西三元煤业股份有限公司28004日轮装置维修、枣庄滨湖煤矿28004日轮装置维修都采用了该修复方案，受到了消费者的好评。

问题二：天轮轴磨损与锈蚀

故障分析

根据用户反馈，台球、煤炭、业主、水井的天轮装置使用中有接头。工厂拆下泳轮后，发现天车轴的泳轮配方存在腐蚀、磨损、点坑等问题，可以清楚地看到天车轴与泳轮啮合的“分界线”。天车轴结构如图7所示。分析结果表明，天伦布什润滑不好，油膜形成受阻，泳轮布什和千轴之间形成了牢固的接触，导致布什和千轴磨损，产生异响。

图7日车轴结构示意图

修复方案

解决此问题时，首先检查千轴，查看内部是否有缺陷。如果考试不及格，建议直接更换天轴。通过考试后，天轴表面会去除铁锈。除锈后，如果发现轴表面凹凸不平的缺陷，修理时首先检查天轴各部分的尺寸和形位公差，并分别制作表记录。如果固定车轮轮毂和轴之间的间隙为0 ~ 0.15mm，建议使用电刷镀过程进行修复。如果间隙大于0.15 mm，小于2.00 mm，则建议使用冷熔过程修复。如果天轴需要车削，则在车削前，根据天轴两端的外圆进行正数，允许公差为0.02毫米。根据缺陷情况，游泳轮配合的轴直径在满足强度要求时会相应减小，在三个游泳轮上可以将轴直径加工成均匀的公差区，并满足相应的表面要求。由于轴直径发生了变化，此时，千轮套筒需要单配，并将套筒的单配事项告知用户。

如果这些缺陷存在于千轴轴轴和轴承配合中，则有多个修复选项可用。

(1)刷镀法简单，技术成熟，可以满足多种金属电镀材料的需求，根据材料的不同，可以提高电镀的硬度和耐磨性。电镀时工件温度低，电镀残余应力小，不会对气体造成二次损伤。此过程适用于磨损量小于0.2 mm的情况，但工件表面预处理要求很高。

(2)补焊恢复法适用于磨损量为1 ~ 2毫米的情况。不能使用相应的焊条焊接到轴颈磨损部位，自然冷却，强制冷却。强制冷却会增加焊接部位的硬度和应力，从而给车削带来困难。

(3)脉冲冷焊法是耐磨的薄钢制皮包，包裹轴颈磨损，使用脉冲冷焊机进行点焊，确保轴颈尺寸符合相应要求。这种方法的优点是处理时间短，成本低，所以不需要再次进行车削。缺点是打磨后非常薄的附着物，与轴承热装时会产生皮革，工艺不好的话，启动设备时会“环”。

上述各恢复方案各有优缺点，在天轴维修过程中广泛使用，恢复效果反馈良好，可根据具体要求进行选择。

问题三：轴承锈蚀

故障分析

回到工厂维修的天伦装置轴承底座打开时，发现内部大部分是脂肪水混合物，轴承内部锈蚀严重(见图8)。轴承的正确使用、维护及时时，轴承不能出现这种问题。因为轴承端盖密封时间长，受露天雨水的影响，雨水从失效的密封进入轴承座内部，轴承润滑不好，重型设备条件下轴承磨损生锈。

修复方案

千轮装置运行的安全性和稳定性。

问题四：衬垫磨损严重过度

故障分析

日车轮装置返回工厂时，天伦垫磨损一般在两种情况下(见图9)，衬垫磨损左右不对称和衬垫深度方向磨损超标。原因分析：羽绒服左右磨损不对称的原因是天伦装置和主轴装置不匹配。衬垫磨损严重的直接原因是钢丝绳和衬垫相对运动，钢丝绳打滑，轮缘大幅度倾斜，这也是原因之一。

修复方案

衬垫磨损过度，请直接更换新衬垫。磨损的衬垫在拆除时安装紧密比较紧，所以手动拆除比较困难，所以此时可以直接把车扔下来。设计新衬垫时，如果没有轮辋片，则必须重新测量车轮凹槽大小。在测量过程中，由于车轮凹槽结构的特殊性，测量误差往往很大，此时可以根据测量的大小先制作一对衬垫，根据考场情况修改衬垫图纸，使新的衬垫与车轮凹槽相适应。使用时衬垫不打滑，可以满足升降机使用要求。

问题五：固定轮及游动轮轮缘偏摆

故障分析

回到工厂维修的天伦装置，轮缘偏差分散是常见的问题。分析一下原因，可能是因为天轮装置抬起时没有专门的提升工具，如果直接抬起车轮，车轮边缘会变形，偏转太大。

图9衬垫磨损标志

修复方案

回合边缘偏转太大，可以使用高温枪局部加热矫正。这个方法简单方便，可以在德里克直接操作，但对工人的技术要求很高。轮缘修正后直径在3.0米以下的天轮处于一轮状态，轮缘上的偏转量不得超过2毫米，组装的后轮的偏转量不得超过3毫米。也就是说合格了。直径大于3.0米的天伦处于一轮状态，车轮的偏转量不能超过2.5 mm，组装的后轮边缘的偏转量不能超过3.5 mm，这是合格的。

该方法无论是在井架上还是在设备生产企业进行校准，都应用广泛，效果明显。特别是在井架上矫正的时候，可以利用检修时间在不影响正常生产的情况下获得用户好评。

问题六：轮辐锈蚀及焊缝开焊

故障分析

轮辐生锈严重，焊接焊接也是天伦装置修复中常见的问题。原因是天轮装置安装在几十米高的井里露天，长期刮风、阳光或下雨，使用条件恶劣。

修复方案

锈蚀的固定轮，游泳轮上喷雾除锈，用钢板保护轮毂内部孔和端面，防止二次损伤。如果用户自己更换过千轮羽绒服，或者衬垫磨损小，则无需更换时，应采取保护措施。喷雾除锈后要检查焊接，如果焊接不达标，要及时焊接，直到满足工厂要求为止。如果辐条的剩余厚度不能满足强度要求，则需要更换辐条，如果铁锈不能严重修复，则应考虑更换整个辐条。

结语

列举了多绳摩擦式升降机天轮装置厂维修中常见的问题，分析了形成原因，提出了适当的维修方案及维修过程中的注意事项，对天轮装置退货厂维修具有指导意义。上述修复方案广泛应用于千轮装置修复案例，延长了千轮装置的使用寿命，降低了生产成本，受到了用户的好评。