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      大型直聯提升機改造剖分滾動軸承的研究


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

      1 結構概述

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

      如果采用剖分軸承進行更換,則無需拆卸電動機,操作簡單,風險低,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、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式提升機的改造中應用還較少,在施工過程中由于現場條件的限制和經驗的不足,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式提升機上的成功應用案例,對改造實施過程要點及維護進行了總結。

      2 更換實施要點

      直聯式提升機電動機端整體軸承更換剖分滾動軸承的實施過程為:移除電動機定子→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、吊耳、柔性吊裝帶、千斤頂;內六角扳手、橡膠錘、銅棒,扭矩扳手及延長桿;現場用于放置部件的干凈的塑料布、木板,安裝中臨時需要墊用的木塊;現場用于清洗軸、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;拆除現場舊軸承的氣割工具。在各個零件拆除之前,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、電動機護罩及電動機定子 (不影響主軸裝置抬高);接著拆除傳動側軸承蓋、軸承內外端蓋及非傳動側軸承蓋、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 (注意平衡問題,防止主軸裝置傾覆);打開制動器裝置;利用吊車在小端軸承側 (圖2中 B 點處) 將主軸吊起約50 mm 用木塊墊起軸承,在大端軸承與電動機之間(圖2中 A 點處) 利用 100 t 千斤頂頂起主軸 50 mm,使得大端軸承可自由轉動。

      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,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,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情況而定,滿足

      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

      為節約更換軸承時間,對原已存在缺陷的電動機端軸承實施破壞性拆除。用準備好的氣割工具對軸承進行破壞性拆除,先割掉軸承外圈,然后將保持架割開豁口取出軸承滾子。軸承內圈的拆卸工作是整個過程中zui困難的環節,也是zui容易傷到主軸的環節,如果直接在軸上氣割軸承內圈的風險太大,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,使內圈向電動機側退出一部分空間后再進行氣割,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減少施工時間。

      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,由于徑向空間過小、位置精度要求過高,無法使軸承內圈直接從下部橫移進入軸承座,必須采用旋轉安裝法,先從上部將軸承內圈放在主軸上,然后利用天車和人工拖拽使內圈繞軸旋轉180°進入軸承座。安裝軸承外圈的下半圈及滾子下半圈時都要使用相同的辦法。安裝剖分軸承內圈上半圈時,按照說明書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

      安裝軸承內圈壓環的下、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,壓環結合縫間隙為 0.05 mm。然后安裝軸承擋環,由于配合較緊,擋環安裝比較困難,用時會稍長些。

      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有聯接,滾子就位后開始填充潤滑脂;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,安裝主軸裝置傳動側與非傳動側軸承蓋,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,使主軸正反轉動數圈,確保軸承滾動體及滾道面得到潤滑,各部件安裝處于zui佳狀態。

      (2) 不掛繩時,分別執行:正反點動運行、15 min 1/3 速度運行、15 min 2/3 速度運行、30 min 全速運行。觀測溫度、振動,如無異常,掛繩、恢復井口,準備空容器運行。

      (3) 掛繩后空容器時,分別執行:正反點動運行、15 min 1/3 速度運行、15 min 2/3 速度運行、30 min 全速運行。觀測溫度、振動,如無異常,準備帶負荷運行。

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

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

      3 使用維護要點

      3.1 狀態監測

      如果提升機現場裝有在線軸承監測裝置,請隨時關注監測結果。如果沒有,車間應安排人工監測,并記錄監測結果。判斷各指標的變化情況,如有異常,要及時采取措施,并與供貨廠家聯系。人工監測內容包括:檢測軸承溫度、檢查有無異響和振動。建議每個班頭中尾檢查 3 次。

      3.2 維護及保養

      日常補充加油,建議每周一次,加油量根據說明書提示。在開始運行的前 3 個月內,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,如密封失效應及時更換;每 6 個月應清洗保養一次,拆下外密封蓋并去除使用過的油脂,檢查油脂中是否有固體雜質,如有固體雜質,需進一步分析固體物,以判斷軸承是否有異常。

      4 結論

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

      (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,可用液壓泵將軸承內圈漲開,并配合千斤頂將內圈向電動機端頂出再進行切割,避免傷到主軸。

      (4) 安裝剖分軸承時,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 個月內加油量多些,并隨時關注軸承監測狀態,按期清洗保養軸承。

       

      引文格式:

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

       

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