天輪裝置是多繩摩擦式提升機的重要承力部件之一，其作用是支托提升機摩擦輪到提升容器之間的鋼絲繩，用來改變鋼絲繩的方向，即導向作用。近年來随着煤炭資源的整合，礦井設備更新換代，提升機的提升能力和規格也随之增大。對大規格的提升機來說，如因使用中出現問題而重新采購一組天輪裝置，生産成本相當高。所以在此列舉了天輪裝置使用過程中的常見故障，分析了故障原因，并給出了相應的修複方案，以便降低客戶的生産成本。

天輪裝置結構分析

      目前在用的多繩摩擦式提升機天輪裝置結構有兩種，普通天輪裝置和新型天輪裝置。

       大部分天輪裝置為普通天輪結構，主要由軸承座、兩端軸承、天輪軸、遊動輪、固定輪、軸瓦、襯墊和卡箍等組成，如圖1所示。其中，左端輪子為固定輪，與天輪軸靠平鍵聯接；右側3個輪子為遊動輪，遊動輪與天輪軸之間有軸瓦，軸瓦與遊動輪毂之間靠高強度螺栓聯接；軸瓦内部有儲油槽，通過潤滑油脂來實現遊動輪與天輪軸靈活轉動。當每根鋼繩的線速度不完全相同時，遊動輪與天輪軸之間可自由地相對轉動，防止鋼絲繩與襯墊之間産生滑動摩擦，避免襯墊過度磨損，起到保護鋼絲繩的作用。右側遊動輪的軸向定位通過安裝在天輪軸環形槽内的兩半卡箍實現，為了保證各遊動輪之間的間隙合适 (一般為0.2～0.5 mm)，卡箍的厚度根據安裝實際情況進行單配。該結構的天輪裝置應用較為廣泛，技術成熟。

       新型天輪裝置在遊動輪與天輪軸之間采用滾動軸承代替軸瓦，以減少使用過程中出現的問題，其結構如圖2所示。該結構中每個遊動輪的輪毂與軸之間各裝有2個滾動軸承作為支撐，各軸承之間通過軸套進行軸向定位。當每根鋼繩的線速度不完全相同時，每個遊動輪與軸之間通過軸承可自由靈活地相對轉動。在每個遊動輪毂上留有注油孔，使潤滑脂能夠按周期注入軸承内，滿足潤滑需要。此結構的軸承選型受限，相關結構件加工難度大，成本高。如果設計選型不當，可能無法達到預期要求。

天輪常見問題及修複方案

問題一：遊動輪輪毂與軸瓦磨損

       天輪裝置遊動輪的輪毂、軸瓦磨損嚴重，其直接原因是軸瓦潤滑不良。分析其他原因有：（1）用戶使用維護不當，潤滑油加注不及時，導緻軸瓦潤滑不良。（2）天輪裝置舊結構軸瓦潤滑油槽儲油量受限。

       在天輪裝置軸瓦潤滑不良的情況下，天輪運轉時，軸瓦與天輪軸之間潤滑油膜形成受阻，兩者間由滑動潤滑變成了幹摩擦，導緻天輪産生異響；此時天輪軸與軸瓦之間因相對運轉形成的摩擦力由軸瓦與輪毂之間的固定螺栓承受，在長時間的正反轉運行和沖擊下，固定螺栓會逐漸被剪斷。剪斷之後如果未及時發現而繼續使用，剪斷的螺釘會在遊動輪毂内孔端面形成環形溝槽，也會導緻天輪産生異響。同時遊動輪毂内孔會因軸瓦與遊動輪毂的相對運動而産生磨損。

修複方案

       在對天輪裝置進行修複時，先将拆卸下的遊動輪一端面向下放置在工作台上，按輪毂孔找正中心，圓柱度允許公差 0.03 mm。按輪毂孔母線用表找正全長，允許公差 0.03 mm。對3個遊動輪分别測量輪毂孔内徑、輪毂厚度以及輪毂端面與内孔的垂直度，檢查點不少于8個，并制表記錄。根據檢測數據，将3個遊動輪毂内孔加工成統一尺寸及公差帶，輪毂端面根據溝槽深度，在不影響強度的條件下，車去小量；如果磨損嚴重，可堆焊後再進行修複加工。此時銅瓦的内外圈直徑及軸瓦台階尺寸需要根據天輪軸和輪毂的終修複尺寸而定，以保證軸瓦的互換性。

問題二：天輪軸磨損與鏽蝕

       天輪軸若有鏽蝕、磨損、點坑等問題，其主要原因食由于天輪軸瓦潤滑不良，油膜形成受阻，導緻遊動輪軸瓦與天輪軸之間變成了硬接觸，磨損軸瓦和天輪軸，進而出現異響。

修複方案

       針對此種問題修複時，先對天輪軸進行探傷，檢測内部是否存在缺陷。如果探傷不合格，建議直接更換天輪軸；如果探傷合格，則對天輪軸表面進行除鏽。除鏽後，如果發現軸表面凸凹不平的缺陷，修複時首先檢查天輪軸各部尺寸及形位公差，分别制表并作記錄。固定輪輪毂與軸的間隙為0~ 0.15mm 時，建議采用刷鍍工藝修複；間隙大于 0.15 mm 且小于2.00mm 時，建議采用冷融工藝修複。如天輪軸需車削，車削之前，以天輪軸兩端外圓為基準進行找正，允許公差0.02mm。根據缺陷情況，遊動輪配合處的軸徑，在滿足強度要求時，可以适當減小，将遊動輪處軸徑加工為統一公差帶并達到相應表面要求。由于軸徑發生變化，此時天輪軸瓦需要單配，并将軸瓦單配事項告知客戶。

       如果上述缺陷在天輪軸與軸承配合處，修複方案有多種可供選擇。

       （1）電刷鍍法，此工藝簡單，技術成熟，能夠滿足多種金屬鍍層材料需求，可根據不同材料，增大鍍層的硬度和耐磨性。刷鍍時工件溫度低，鍍層殘餘應力小，不會對基體造成二次破壞。此工藝适合磨損量小于0.2mm的情況，但對工件表面預處理要求高。

       （2）補焊修複法，此方法适用于磨損量1～2mm的情況。使用相應焊條在軸頸磨損部位進行堆焊，自然冷卻，不得強制冷卻。強制冷卻會增加補焊部位的硬度和應力，給車削找正帶來困難。

       （3）脈沖冷焊法，采用耐磨的薄鋼皮包住軸頸磨損處，使用脈沖冷焊機進行點焊，使軸頸尺寸達到相應要求。該方法的優點為處理時間短，費用較低，不需再次車削。

問題三：軸承鏽蝕

修複方案

       為了保證天輪裝置運行的安全性及穩定性，建議用戶直接更換新軸承。

問題四：襯墊磨損嚴重過度

       天輪襯墊磨損一般出現兩種情況，襯墊磨損左右不對稱和襯墊深度方向磨損超限。分析其原因：襯墊左右磨損不對稱是因為天輪裝置與主軸裝置不對中所緻；襯墊磨損嚴重直接原因是鋼絲繩與襯墊發生了相對運動，鋼絲繩打滑，輪緣偏擺較大也是原因之一。

修複方案

       出現襯墊磨損過度時，建議直接更換新的襯墊。磨損的襯墊在拆除時由于安裝貼合較緊，人工拆除較費勁，此時可以直接車掉。在設計新的襯墊時，如果沒有輪緣圖紙，需要重新測量輪槽尺寸。在測量過程中，由于輪槽結構的特殊性，常常導緻測量誤差較大，此時可以根據測量的尺寸先做一對襯墊進行試裝，根據試裝情況修改襯墊圖紙，以保證新的襯墊與輪槽貼合良好，在使用時襯墊不發生滑動，滿足提升使用要求。

問題五：固定輪及遊動輪輪緣偏擺

       天輪裝置輪緣偏擺超差是常見問題。分析其原因，可能是天輪裝置在起吊安裝時沒有專業吊裝工具，直接起吊輪子導緻輪緣變形，偏擺過大。

修複方案

       輪緣處偏擺過大，可采用高溫火槍進行局部加熱矯正。此方法簡單方便，可直接在井架上操作，但對工人技術要求很高。輪緣矯正後，直徑不大于3.0 m的天輪在單輪狀态，輪緣處偏擺量不應大于2mm，組裝後輪緣處偏擺量不應大于3mm，即為合格；直徑大于3.0 m的天輪在單輪狀态，輪緣處偏擺量不應大于2.5mm，組裝後輪緣處偏擺量不應大于3.5mm，即為合格。

問題六：輪輻鏽蝕及焊縫開焊

       輪輻鏽蝕嚴重及焊縫開焊也是天輪裝置修複中的常見問題，其原因是：天輪裝置露天安裝在幾十米高的井架上，長期風吹日曬或雨淋，使用工況惡劣。

修複方案

       對鏽蝕的固定輪、遊動輪進行噴砂除鏽，注意用鋼闆保護輪毂内孔及端面，避免二次傷害。如果用戶自行更換過天輪襯墊或襯闆磨損較小無需更換時，需采取措施保護襯墊。噴砂除鏽後，需對焊縫進行檢測，焊縫不達标的要及時進行補焊，直至滿足出廠要求。如果發現輪輻鋼闆剩餘厚度不能滿足強度要求時，需對輪輻進行更換，鏽蝕嚴重無法修複時，應考慮更換整個輪輻。

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