礦井提升絞車主軸更換工藝

曹曉朋 楊旭 王斌

摘 要：重點(diǎn)介紹礦山主提升機(jī)主軸的更換方法，總結(jié)主軸更換的質(zhì)量控制重點(diǎn)、施工工藝，為工程的優(yōu)化施工總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)，在同類型施工過程中具有借鑒推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：礦井提升機(jī)；主軸更換

1 前言

小康礦需更換提升絞車的主軸。該絞車新軸重11.32T、長4958mm。原絞車主軸11T、長4958mm。絞車電機(jī)定子重26.9T，轉(zhuǎn)子重25.8T，滾筒半部重14.9T。

2 主要施工步驟及施工方法

2.1 施工前期準(zhǔn)備

（1）電機(jī)定子兩側(cè)焊接滑道及限位塊，便于施工后恢復(fù)。

（2）使用棉布蘸柴油對(duì)新軸表面進(jìn)行清洗，核對(duì)主軸裝配尺寸。

（3）對(duì)電機(jī)定子外殼、電氣接線、滑環(huán)及閘樁進(jìn)行拆除。

（4）檢查電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子之間的氣隙，做好記，便于施工恢復(fù)。

（5）對(duì)絞車電源停電閉鎖，并懸掛停電牌。

2.2 施工的主要步驟

電機(jī)定子拆除→電機(jī)轉(zhuǎn)子拆除→滾筒上半部拆除→主軸拆除→軸承拆除→軸承恢復(fù)安裝→新軸安裝就位→滾筒安裝→電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝→電機(jī)定子安裝→其他附件恢復(fù)作業(yè)→試運(yùn)轉(zhuǎn)

2.3 主要施工方法

2.3.1 電機(jī)定子拆除

對(duì)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行放電，加短路接地線。拆除定子地腳螺栓，確定定子與其他構(gòu)件無連接后拆除。將4根5m長Ф24mm鋼絲繩扣掛在廠房天車大鉤上，鋼絲繩扣兩端分別與電機(jī)定子4個(gè)起吊環(huán)連接，形成8繩受力。上提天車鉤頭使鋼絲繩略受力后停車，檢查鋼絲繩扣受力情況，各繩扣受力應(yīng)均勻一致。在電機(jī)端，將兩臺(tái)5T手拉葫蘆分別掛在電機(jī)定子兩側(cè)的牽引環(huán)上，手拉葫蘆的鉤頭掛在固定的起重環(huán)上，使手拉葫蘆鏈略受力。點(diǎn)動(dòng)上提大鉤，使懸吊定子的鋼絲繩受力緩慢增加，當(dāng)定子出現(xiàn)輕微晃動(dòng)時(shí)停止起吊。測(cè)量定子底座的離地間隙及轉(zhuǎn)子與定子的間隙，定子的離地間隙必須小于電機(jī)規(guī)定的氣隙。定子離地且與轉(zhuǎn)子無刮碰，操作兩臺(tái)5T手拉葫蘆，將定子牽離轉(zhuǎn)子，同時(shí)指揮天車向遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子方向移動(dòng)。當(dāng)定子整體被牽離轉(zhuǎn)子后停至。利用天車對(duì)定子進(jìn)行吊運(yùn)，操作天車，將定子落在支架上。

2.3.2 電機(jī)轉(zhuǎn)子拆除

轉(zhuǎn)子的拆除和安裝為施工中質(zhì)量控制點(diǎn)。轉(zhuǎn)子自重25.8T，根據(jù)轉(zhuǎn)子的重量、尺寸、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)施工條件，加工專用吊裝工具（如下圖）。專用吊裝工具簡(jiǎn)圖及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際效果圖如下。專用吊裝工具安裝時(shí)，需在卡具與轉(zhuǎn)子之間均勻鋪設(shè)5mm薄木板，防止吊裝工具損傷轉(zhuǎn)子。

專用吊裝工具安裝完畢后，點(diǎn)動(dòng)上提天車使鋼絲繩略受力。轉(zhuǎn)子與主軸分離使用液壓裝置。施工壓力根據(jù)設(shè)備說明書、現(xiàn)場(chǎng)溫度、使用年限取值，拆除需3塊壓力表，壓力表量程不小于120MPa。實(shí)際施工中壓力約為105MPa。接通打壓裝置后，3臺(tái)打壓裝置同步工作，待達(dá)到95MPa后保壓，若轉(zhuǎn)子無松動(dòng)，繼續(xù)升壓，每次升壓1～2MPa，升壓后保壓不少于20分鐘。待轉(zhuǎn)子與主軸脫離后，將轉(zhuǎn)子移出主軸，放置在電機(jī)基礎(chǔ)坑內(nèi)，完成轉(zhuǎn)子拆除。

2.3.3 滾筒及主軸拆除

滾筒拆除使用平衡梁，可以在確保施工安全的前提下，提高施工效率。將平衡梁掛至大鉤上，平衡梁兩端吊點(diǎn)掛2根Φ24mm鋼絲繩扣，將鋼絲繩扣下垂至滾筒內(nèi)橫梁上并與其連接。點(diǎn)動(dòng)提升32T天車鉤頭，將滾筒上部分緩慢吊起，移動(dòng)天車將滾筒放置在預(yù)先擺放好的道木上。滾筒拆除完畢后，拆除主軸，將天車大鉤停在主軸上方，利用一根6m、Φ24mm鋼絲繩繩扣捆綁在主軸的法蘭盤外側(cè)，將天車鉤頭與鋼絲繩扣連接在一起；另用一根較短的Φ24mm鋼絲繩扣在天車大鉤上掛一臺(tái)10T手拉葫蘆，手拉葫蘆的鉤頭通過一根Φ24mm鋼絲繩扣與主軸的另一端連接在一起，在鋼絲繩與主軸的接觸面用皮帶做保護(hù)。點(diǎn)動(dòng)上提大鉤試吊，確認(rèn)安全后繼續(xù)起吊。觀察主軸兩端若有一端已被吊起時(shí)，停止起吊，操作10T手拉葫蘆，調(diào)整主軸使主軸保持水平。繼續(xù)起吊，待主軸的下面高過軸承座的最高點(diǎn)時(shí)，水平移動(dòng)天車將主軸放置在擺好的道木垛上。

2.3.4 軸承拆除

軸承的拆除為施工中的技術(shù)要點(diǎn)。主軸上共有2套軸承型號(hào)分別為：SKF231/500 CAK/W33、SKF231/630 CAK/W33。將軸放置平穩(wěn)后，利用軸承廠家專用工具拆除軸承。首先拆除SKF231/500 CAK/W33，軸承拆卸需2套打壓裝置，每臺(tái)壓力值約為1MPa，當(dāng)壓力到達(dá)0.8MPa軸承無松動(dòng)后，保壓20分鐘，若無松動(dòng)繼續(xù)升壓，每升壓0.1MPa后保壓10分鐘。待軸承松動(dòng)后使用銅棒均勻敲擊軸承四周使軸承脫離主軸。SKF231/630 CAK/W33拆除方法同SKF231/500 CAK/W33。待軸承完全松動(dòng)后采用吊裝帶吊裝軸承，拆除的軸承使用柴油清理。

2.4 安裝恢復(fù)

2.4.1 軸承恢復(fù)安裝

將SKF231/500 CAK/W33軸承內(nèi)側(cè)的密封圈和端蓋套在新軸上，安裝軸承端蓋對(duì)稱均勻擰緊端蓋螺栓，擰緊后在軸承軸向移動(dòng)前方設(shè)1臺(tái)百分表用于監(jiān)測(cè)軸承移動(dòng)。連接打壓裝置，2臺(tái)打壓裝置同時(shí)緩慢升壓，同時(shí)觀察百分表的讀數(shù)，待百分表監(jiān)測(cè)軸承已發(fā)生移動(dòng)，緩慢升壓，直至軸承移動(dòng)到設(shè)計(jì)安裝位置。SKF231/630 CAK/W33軸承安裝方法與SKF231/500 CAK/W33基本相同，必須采用百分表進(jìn)行監(jiān)測(cè)，3臺(tái)打壓裝置同步緩慢升壓，當(dāng)百分表監(jiān)測(cè)軸承移動(dòng)后，再次擰緊固定環(huán)上的M12螺栓確保液壓環(huán)緊貼軸承保持軸承內(nèi)壓力，按此循環(huán)將軸承安裝至設(shè)計(jì)位子。軸承安裝就位后需保壓1小時(shí)。軸承安裝完畢后安裝主軸，新軸安裝完畢后，復(fù)核軸水平度，要求軸的水平度不超過0.1/1000。

2.4.2 滾筒安裝

滾筒安裝前需對(duì)各接合面進(jìn)行打磨清洗，接合面要光潔、無污跡，打磨完畢后再使用酒精進(jìn)行擦拭。各接合面均按此方法處理。利用平衡梁吊運(yùn)滾筒，對(duì)正滾筒與主軸法蘭的螺栓孔，穿入高強(qiáng)螺栓并緊固。

高強(qiáng)螺栓緊固時(shí)，使用力矩扳手且必須分為初擰和終擰。為提高施工效率使用扭矩倍增器。高強(qiáng)螺栓初擰扭矩建議約為終擰扭矩的75%，螺栓的初擰順序?yàn)閺膭偠却蟮牡胤较虿皇芗s束的自由端順序進(jìn)行，或者從螺栓中心群向四周方向進(jìn)行。

2.4.3 電機(jī)轉(zhuǎn)子及定子安裝

按拆除方法將電機(jī)轉(zhuǎn)子套至主軸后，使用16根8.8級(jí)M36×150mm螺栓固定端蓋，并均勻、對(duì)稱緊固螺栓，螺栓扭矩按2500NM緊固，使端蓋壓緊轉(zhuǎn)子，利用液壓工具打壓安裝。打壓前在主軸上對(duì)稱安裝2臺(tái)百分表監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子的軸向移動(dòng)，3臺(tái)打壓裝置同步緩慢升壓，同時(shí)觀察百分表的指針，當(dāng)發(fā)現(xiàn)百分表讀數(shù)變化時(shí)，嚴(yán)格監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子的軸向移動(dòng)距離，待轉(zhuǎn)子到達(dá)設(shè)計(jì)位置后停止升壓。轉(zhuǎn)子就位后打壓的液壓裝置不可以撤離，至少要保壓2小時(shí)，保壓3小時(shí)以上為最佳。轉(zhuǎn)子就位后，按順序安裝轉(zhuǎn)子的隔離環(huán)、密封圈、端蓋及螺栓。電機(jī)定子安裝方法基本同轉(zhuǎn)子施工方法，定子安裝完畢后復(fù)測(cè)電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙，并做好記錄。

2.4.4 其他附件恢復(fù)

將滑環(huán)、閘樁、電器等其他設(shè)備恢復(fù)。試運(yùn)行前使用酒精擦拭閘盤。

3 施工的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

（1）電機(jī)定子水平方向的牽引可以利用廠房?jī)?nèi)已有的建筑屋主梁，減少暫設(shè)的工程量，提高施工效率。

（2）電機(jī)是設(shè)備的核心部件，吊運(yùn)時(shí)必須確保其安全。電機(jī)轉(zhuǎn)子吊裝時(shí)采用如本次施工中的專用吊裝工具，可以確保轉(zhuǎn)子與吊裝工具均勻接觸，使轉(zhuǎn)子均勻受力，確保轉(zhuǎn)子在起吊時(shí)保持平衡，防止起吊過程中起吊工具對(duì)轉(zhuǎn)子繞組的損傷。電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子重量大、設(shè)備昂貴吊裝時(shí)盡量減少其吊裝量，如本次施工中利用電機(jī)基礎(chǔ)坑放置轉(zhuǎn)子，減少起吊工程量及占用的空間，防止其他構(gòu)件起吊時(shí)誤傷轉(zhuǎn)子且安全可靠。

（3）采用預(yù)制的平衡梁懸吊滾筒，可以合理分配各吊點(diǎn)的載荷、保持滾筒懸吊平穩(wěn)及有效保護(hù)滾筒不受鋼絲繩擠壓，確保設(shè)備及施工的安全。

（4）軸承的拆除和安裝為本次施工中的技術(shù)難點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)軸承的型號(hào)及說明書，查找軸承的徑向及軸向的壓力值范圍，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度、現(xiàn)場(chǎng)軸承實(shí)際情況，確定軸承徑向及軸向的壓力值。升壓必須緩慢防止壓力過高損傷軸承。

（5）設(shè)備上拆除的螺栓數(shù)量多、規(guī)格多，施工時(shí)按使用位置分別存放，便于保管和施工恢復(fù)。施工中的高強(qiáng)螺栓必須分別進(jìn)行初擰和終擰。高強(qiáng)螺栓緊固完畢后，設(shè)備試運(yùn)行8小時(shí)后，使用扭矩扳手逐個(gè)進(jìn)行檢查。

5 結(jié)語

該施工方法的應(yīng)用實(shí)施，優(yōu)化了施工程序，解決了轉(zhuǎn)子及軸承分離的技術(shù)難點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中縮短了施工工期，將國外專家認(rèn)可的11天施工工期縮短為4天，節(jié)約了人力、物力、財(cái)力，增加經(jīng)濟(jì)效益。在礦山行業(yè)、水泥行業(yè)及冶金行業(yè)有廣泛的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[2]煤礦安全規(guī)程[M].煤炭工業(yè)出版社，2011.

（作者單位：鐵法煤業(yè)集團(tuán)礦建分公司）