大型直聯提升機改造剖分滾動軸承的研究

發布時間：

2023-07-21

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由於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，更換新軸承之後重新安裝電動機。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後成功實施了更換，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，然後拆除電動機轉子，接著拆除損壞的電動機端軸承，再對新軸承進行加熱並安裝，zui後安裝電動機轉子、定子，並調整電動機氣隙。在具體實施過程中，操作繁瑣並具有風險，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，並為後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，在施工過程中由於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→擡高主軸裝置→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；現場用於放置部件的幹凈的塑料布、木板，安裝中臨時需要墊用的木塊；現場用於清洗軸、軸承、軸承座用的煤油或柴油；潤滑脂；填充油脂的油泵；用於更新的密封材料；拆除現場舊軸承的氣割工具。在各個零件拆除之前，測量初始尺寸並記錄。

2.1 擡高主軸裝置

擡高主軸裝置之前，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 (不影響主軸裝置擡高)；接著拆除傳動側軸承蓋、軸承內外端蓋及非傳動側軸承蓋、軸承內外端蓋並放置在預先備好的幹凈的塑料布之上；然後固定容器，松繩 (註意平衡問題，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，主軸裝置擡高 50 mm 時，軸承外圈與軸承座單邊zui小間隙為 2．05 mm；主軸裝置擡高 100 mm 時，軸承外圈與軸承座單邊zui小間隙為 8．25 mm。主軸裝置擡高的具體高度 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，為後續拆卸、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，然後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後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後再進行氣割，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，以便後續切割。

2.3 安裝剖分軸承

拆掉損壞軸承的內圈後，需對主軸進行清洗，先用細砂布打磨拋光，然後用油石打磨，保證主軸表面光潔。由於上一環節用氣割破壞拆除軸承，導致主軸溫度明顯高於室溫，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

主軸清洗完畢並降溫後，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，由於徑向空間過小、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，然後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並留 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於 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。然後安裝軸承擋環，由於配合較緊，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後，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；然後安裝軸承左右滾子下半圈、上半圈，註意按標記配對安裝，軸承滾子及保持架之間沒有聯接，滾子就位後開始填充潤滑脂；zui後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

剖分軸承安裝完畢後，安裝主軸裝置傳動側與非傳動側軸承蓋，然後重新制作軸承端蓋密封墊，zui後安裝軸承內外端蓋及相應測速裝置，並與拆前記錄數據對比，不符之處進行調整。

2.5 調試運行

(1) 全部安裝完成後，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，各部件安裝處於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) 掛繩後空容器時，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，請隨時關註監測結果。如果沒有，車間應安排人工監測，並記錄監測結果。判斷各指標的變化情況，如有異常，要及時采取措施，並與供貨廠家聯系。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裏還存在較多的空隙。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，拆下外密封蓋並去除使用過的油脂，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。