矿井提升机联轴器的故障及处理技术

张全

【摘要】本文主要阐述了蛇形弹簧联轴器的缺点和故障处理、齿轮联轴器的缺点和故障处理、其他联轴器的故障和处理等技术问题。

【关键词】矿井提升机；联轴器；故障；处理

1、蛇形弹簧联轴器的缺点和故障处理

蛇形弹簧联轴器的蛇簧片和外齿轴套上的弧形齿面，因形状复杂，因此，制造难度大。蛇簧片制造时，不仅需要有较多专用成形模具，而且尺寸精度上也难达到设计要求。蛇簧的成形，都是在加热状态下，使用模具来达到，然后再热处理，在热处理中，簧片的圆弧处，容易出现微小裂纹等问题。

由于矿井提升机的使用工况是在不断的正、反转起动的冲击条件下工作，而且连接的两轴间有位移的误差，因此若弹簧质量不好，蛇簧片上就会较快出现疲劳裂纹，在反复冲击载荷作用下，裂纹就会扩大，很快断裂，特别在一些超载使用的矿山，蛇簧片的寿命就更短了。蛇形弹簧联轴器在运转时的噪声较大，簧片的安装费时费力，配件的价格高，必须在有润滑条件下工作。蛇形弹簧片在不同载荷下，在未超载前，弹簧片是受弯曲应力，但在超载时，簧片不仅要受弯曲应力，而且要受切虚力。矿井提升机是在频繁的正反冲击的运转状态下工作的，因此簧片很易断裂。

为减少蛇簧片的断裂，应力求做到以下几点：

（1）重视调整连接两轴间的同心度误差、角度误差等，并尽可能比设计要求的值小。

（2）提高弹簧片的质量。特别要注意材质、硬度、热处理质量等，热处理后不应有裂纹等缺陷存在，注意清除簧片和齿角边上尖角和尖棱）；提高弧形齿面的加工质量。

（3）合理选用润滑脂，不能用较稀的润滑油，而应用粘度较大的二硫化铝润滑脂。

（4）要控制载荷，不可超载使用；减少制动闸的频繁作用，特别是紧急制动。

（5）在更新时，应采用新型弹性棒销型联轴器。

2、齿轮联轴器的缺点和故障处理

齿轮联轴器的最主要缺点是弹性差（即缓冲性能差）。常见的故障有：

（1）漏油。原因除了密封件的质量外，主要是润滑油的品种选择，不能用较稀的润滑油，要按产品说明书的要求，多采用润滑脂。

（2）工作时，跳动和窜动大（特别是用在高速级上）。在安装时两轴间的偏差太大（轴向、径向和角度偏差），再加联轴器有些转动零件的不平衡，要严格按设计安装要求，达到安装精度。

（3）齿轮磨损。磨损较大是用在高速轴处，但低速处也有磨损。在一些矿上，不仅使齿间的间隙达3mm～5mm，最严重的是，外齿轴套上的齿被磨尖，更甚的是外齿轴套上的齿，被全部剃光，特别是在高速的工作条件下运行时，表现突出。处理方法：主要是调整安装精度，减少联轴器零件的相互窜动，控制载荷量，不超载。

（4）噪声大。这也与安装精度相关，有的在安装时足符合要求的，但用一些时间后有的就会变化。

（5）寿命低。用在高速级一般3～5年就要换整套联轴器。

（6）两外齿轴套间连接用的紧配合螺栓松动（主要出现在主轴与减速器出轴处的齿轮联轴器上）的剪断。原因主要是超载，配合螺栓的配合不紧或松动，因配合不紧或松动，就会产生冲击力，使用不久，就会在多次冲击下，把螺栓剪断。因此，配合螺栓必须按设计要求达到配合要求，如果出现了上述情况后，不仅要更换螺栓，而且螺栓配合孔也要重新铰制。有的煤矿在更换时，把此处的配合螺栓，改成圆锥形，实际表明效果很好。

（7）主轴上因联轴器的切向键的键槽处的应力集中而造成提井机主轴断裂，这在煤矿发生过。主要是键槽加工时，铣制键槽的铣刀的刀尖，没有达到圆角要求，有的甚至是完全尖角，因此，造成键槽处应力集中过大而出现裂纹，在一段时间的较大工作载荷作用下（尤其是超载使用的煤矿）就会出现疲劳裂纹，在正反转起动时载荷不断作用下，裂纹逐渐扩大，直到使主轴断裂。

（8）最严重的事故是因联轴器外齿轴套的齿断裂，使提升罐笼失控下滑，并且速度趟来越快，再加闸的高热使闸瓦的摩擦因数大大降低，闸不住车，罐笼快速下降而墩罐，造成了人员伤亡的重大事故。事故主要原因是因为采用的齿轮联轴嚣的两个外齿轴套的长度小于标准长度，而内齿套的尺寸是标准的，所以，造成在两外齿轴套的端面有较大间隙，更主要的是在安装时，内齿套的齿与外齿轴套的齿面接触偏离，在运行中轴的窜动也很大，造成内齿套上的齿与外齿轴套上齿面所受应力大为增加，使用一段时间后，轴套上的齿，由于应力大被严重磨损，磨到一定程度，出现断裂，造成联轴器失效，提升机失控。当时所提升的罐笼内是人员，失控的提升机在重力作用下下滑，并且速度越来越快，当驾驶人发现后，采用紧急制动时，因速度太大，闸瓦温度很高，摩擦因数大大降低，制动力不够而墩罐造成重大的伤人提升事故。

处理建议：

（1）必须严格按要求调整两轴间的位置公差和尺寸。在安装时一定要注意调整联轴器两轴间的端面尺寸和内齿轮与外齿套齿的接触要求和装配尺寸。

（2）对用在较高速度处的齿轮联轴器，要注意齿面的硬度要求。

（3）注意润滑用脂的品种和质量要求。

（4）两个内齿套间的连接配合螺栓，一定要用铰制配合的螺栓并锁紧，在使用中常注意有否松动，若有一定要及时更换，并对螺栓的铰制孔，也要重新铰配。

（5）在外齿轴套套到主轴轴头时，必须严格检查联轴器孔的倒角和主轴与相配处的圆角，以防止产生轴孔与轴在局部处卡死，达不到接触面的要求。

（6）注意切向键的配制质量（接触面要求）。

（7）使用时一定要控制载荷，不要超载运行。

3、其他联轴器的故障和处理

在矿井提升机上用的其他形式的联轴器上，也出现过一些较大的故障相重大事故，为了防止不再有重蹈事故的经济损失和人员伤亡，有必要进行提醒。这些事故是与采用刚性联轴器有关。

（1）在老式的多绳摩擦式提升机上，曾采用带弹簧基础减速器的提升机。此提升机主轴与弹簧基础减速的主轴是用法兰刚性连接，因在制造时，对两连接轴的同轴度，未引起高度重视，为此在运行时造成减速嚣严重摆动，达3mm以上，不仅不能正常运行，而且使机房振动很大，造成无法正常生产。因此对刚性联轴嚣的同轴度要予以重视。

（2）在过去的仿苏式单绳矿井提升机的深度指示器，其运动是从提升机主轴端的锥齿轮对，经一根中间传动轴，传到深度指示器的。此中间传动轴的一端与深度指示器相连，另一端与提升机主轴端的锥齿轮对的出轴相连，采用刚性法兰连接，因为安装时两轴的不同心，因轴是在不同心下运行，因此，受到很大的交变弯曲应力，在运行一段时间后，此轴在近锥齿轮对连接的轴径处断裂，而当时该提升机上的深度指示器上，又没有设置断轴保护裝置。指示失灵后，使提升机驾驶人误认为还未到停车点，还继续运行，发生了过卷，造成多人重大伤亡事故，带来重大经济损失后改为采用万向联轴器，同时增设了指示器断轴保护，就再也没有发生过此类事故，因此要尽量不用刚性联轴器。

参考文献

[1]韩文东，王登贵.综采运输机械使用与维修.北京：煤炭工业出版社，2008.10

[2]陈维健等.矿山运输与提升设备.徐州：中国矿业大学出版社，2007.4