礦井提升絞車主軸更換工藝

曹曉朋 楊旭 王斌

摘 要：重點介紹礦山主提升機主軸的更換方法，總結主軸更換的質量控制重點、施工工藝，為工程的優化施工總結了經驗，在同類型施工過程中具有借鑒推廣價值。

關鍵詞：礦井提升機；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。絞車電機定子重26.9T，轉子重25.8T，滾筒半部重14.9T。

2 主要施工步驟及施工方法

2.1 施工前期準備

（1）電機定子兩側焊接滑道及限位塊，便于施工后恢復。

（2）使用棉布蘸柴油對新軸表面進行清洗，核對主軸裝配尺寸。

（3）對電機定子外殼、電氣接線、滑環及閘樁進行拆除。

（4）檢查電機定子、轉子之間的氣隙，做好記，便于施工恢復。

（5）對絞車電源停電閉鎖，并懸掛停電牌。

2.2 施工的主要步驟

電機定子拆除→電機轉子拆除→滾筒上半部拆除→主軸拆除→軸承拆除→軸承恢復安裝→新軸安裝就位→滾筒安裝→電機轉子安裝→電機定子安裝→其他附件恢復作業→試運轉

2.3 主要施工方法

2.3.1 電機定子拆除

對電機定子、轉子繞組進行放電，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定子4個起吊環連接，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，各繩扣受力應均勻一致。在電機端，將兩臺5T手拉葫蘆分別掛在電機定子兩側的牽引環上，手拉葫蘆的鉤頭掛在固定的起重環上，使手拉葫蘆鏈略受力。點動上提大鉤，使懸吊定子的鋼絲繩受力緩慢增加，當定子出現輕微晃動時停止起吊。測量定子底座的離地間隙及轉子與定子的間隙，定子的離地間隙必須小于電機規定的氣隙。定子離地且與轉子無刮碰，操作兩臺5T手拉葫蘆，將定子牽離轉子，同時指揮天車向遠離轉子方向移動。當定子整體被牽離轉子后停至。利用天車對定子進行吊運，操作天車，將定子落在支架上。

2.3.2 電機轉子拆除

轉子的拆除和安裝為施工中質量控制點。轉子自重25.8T，根據轉子的重量、尺寸、結構特點及現場施工條件，加工專用吊裝工具（如下圖）。專用吊裝工具簡圖及現場實際效果圖如下。專用吊裝工具安裝時，需在卡具與轉子之間均勻鋪設5mm薄木板，防止吊裝工具損傷轉子。

專用吊裝工具安裝完畢后，點動上提天車使鋼絲繩略受力。轉子與主軸分離使用液壓裝置。施工壓力根據設備說明書、現場溫度、使用年限取值，拆除需3塊壓力表，壓力表量程不小于120MPa。實際施工中壓力約為105MPa。接通打壓裝置后，3臺打壓裝置同步工作，待達到95MPa后保壓，若轉子無松動，繼續升壓，每次升壓1～2MPa，升壓后保壓不少于20分鐘。待轉子與主軸脫離后，將轉子移出主軸，放置在電機基礎坑內，完成轉子拆除。

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，平衡梁兩端吊點掛2根Φ24mm鋼絲繩扣，將鋼絲繩扣下垂至滾筒內橫梁上并與其連接。點動提升32T天車鉤頭，將滾筒上部分緩慢吊起，移動天車將滾筒放置在預先擺放好的道木上。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，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。點動上提大鉤試吊，確認安全后繼續起吊。觀察主軸兩端若有一端已被吊起時，停止起吊，操作10T手拉葫蘆，調整主軸使主軸保持水平。繼續起吊，待主軸的下面高過軸承座的最高點時，水平移動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要點。主軸上共有2套軸承型號分別為：SKF231/500 CAK/W33、SKF231/630 CAK/W33。將軸放置平穩后，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，每臺壓力值約為1MPa，當壓力到達0.8MPa軸承無松動后，保壓20分鐘，若無松動繼續升壓，每升壓0.1MPa后保壓10分鐘。待軸承松動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

2.4.1 軸承恢復安裝

將SKF231/500 CAK/W33軸承內側的密封圈和端蓋套在新軸上，安裝軸承端蓋對稱均勻擰緊端蓋螺栓，擰緊后在軸承軸向移動前方設1臺百分表用于監測軸承移動。連接打壓裝置，2臺打壓裝置同時緩慢升壓，同時觀察百分表的讀數，待百分表監測軸承已發生移動，緩慢升壓，直至軸承移動到設計安裝位置。SKF231/630 CAK/W33軸承安裝方法與SKF231/500 CAK/W33基本相同，必須采用百分表進行監測，3臺打壓裝置同步緩慢升壓，當百分表監測軸承移動后，再次擰緊固定環上的M12螺栓確保液壓環緊貼軸承保持軸承內壓力，按此循環將軸承安裝至設計位子。軸承安裝就位后需保壓1小時。軸承安裝完畢后安裝主軸，新軸安裝完畢后，復核軸水平度，要求軸的水平度不超過0.1/1000。

2.4.2 滾筒安裝

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

高強螺栓緊固時，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。高強螺栓初擰扭矩建議約為終擰扭矩的75%，螺栓的初擰順序為從剛度大的地方向不受約束的自由端順序進行，或者從螺栓中心群向四周方向進行。

2.4.3 電機轉子及定子安裝

按拆除方法將電機轉子套至主軸后，使用16根8.8級M36×150mm螺栓固定端蓋，并均勻、對稱緊固螺栓，螺栓扭矩按2500NM緊固，使端蓋壓緊轉子，利用液壓工具打壓安裝。打壓前在主軸上對稱安裝2臺百分表監測轉子的軸向移動，3臺打壓裝置同步緩慢升壓，同時觀察百分表的指針，當發現百分表讀數變化時，嚴格監測轉子的軸向移動距離，待轉子到達設計位置后停止升壓。轉子就位后打壓的液壓裝置不可以撤離，至少要保壓2小時，保壓3小時以上為最佳。轉子就位后，按順序安裝轉子的隔離環、密封圈、端蓋及螺栓。電機定子安裝方法基本同轉子施工方法，定子安裝完畢后復測電機定子與轉子之間的氣隙，并做好記錄。

2.4.4 其他附件恢復

將滑環、閘樁、電器等其他設備恢復。試運行前使用酒精擦拭閘盤。

3 施工的經驗總結

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

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

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

（4）軸承的拆除和安裝為本次施工中的技術難點，應根據軸承的型號及說明書，查找軸承的徑向及軸向的壓力值范圍，結合施工現場的溫度、現場軸承實際情況，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）設備上拆除的螺栓數量多、規格多，施工時按使用位置分別存放，便于保管和施工恢復。施工中的高強螺栓必須分別進行初擰和終擰。高強螺栓緊固完畢后，設備試運行8小時后，使用扭矩扳手逐個進行檢查。

5 結語

該施工方法的應用實施，優化了施工程序，解決了轉子及軸承分離的技術難點，在實際應用中縮短了施工工期，將國外專家認可的11天施工工期縮短為4天，節約了人力、物力、財力，增加經濟效益。在礦山行業、水泥行業及冶金行業有廣泛的推廣價值。

參考文獻

[1]煤礦安裝工程質量檢驗評定標準MT5010-95[M].煤炭工業出版社，2009.

[2]煤礦安全規程[M].煤炭工業出版社，2011.

（作者單位：鐵法煤業集團礦建分公司）