礦用提升絞（jiǎo）車主軸斷裂原因分析與預（yù）防措施-數控機床（chuáng）市場網

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礦用提升絞車主軸斷（duàn）裂原因（yīn）分析與預防措（cuò）施

2017-5-3 來（lái）源（yuán）：新巴（bā）爾（ěr）虎右旗榮達礦業有限責任公司作者：王奇

摘要：針對礦用提升絞（jiǎo）車在（zài）頻繁的礦井工作過程（chéng）中（zhōng）主軸極易出現斷裂造（zào）成安全事故的問題，對提升絞（jiǎo）車（chē）的核心部位主軸（zhóu）進（jìn）行了受力分析，找出了斷裂的（de）主要（yào）原因———疲勞（láo）斷裂，並針（zhēn）對這一（yī）情況提出了6條預防措施，以確保提升絞車的安全使用和礦井的高效運行。

關鍵詞：礦用絞車；主軸；斷裂原因；措施

0.引（yǐn）言

礦用提升絞車在礦場施工中具有（yǒu）重要作用。在（zài）礦井生產（chǎn）中需要頻繁地利用（yòng）提升絞車升（shēng）降人員、提升礦物產品，因此對提升絞車的性能要求（qiú）較高。主軸作（zuò）為提升（shēng）絞車的主要工作（zuò）構件，在使用過程中極易出現斷裂的情況，造成生產安全（quán）事故，影響礦井生產的經濟效益，故亟需（xū）對（duì）其斷（duàn）裂原因進行分析並（bìng）提出相關預防措施。

1.主軸受力狀況分析

礦用（yòng）提升絞車的關鍵部位是主軸，主軸承受提升絞車在（zài）工作過程中（zhōng）的主要載荷。卷（juàn）筒、離合器、齒（chǐ）輪（lún）等主要運動部（bù）件都與主軸相依托，這些部件運動狀況直（zhí）接決定整個提升絞車的安全性，影響其工作效率。因此需要對（duì）主軸（zhóu）的受力進行分析，保證其工作過程中在外部載荷（hé）的（de）作用下依然能（néng）夠安全高效工作，並具有一定期限的使用壽命。

2.主軸斷裂原因分析

根據相關主軸斷裂經驗（yàn），繪製了礦用（yòng）提升絞車主軸斷（duàn）裂斷麵形態示（shì）意（yì）圖，如圖2所示。從圖中可以看出，在不同工作階段斷裂所形成的裂（liè）紋（wén）存（cún）在明顯的差異，具（jù）有顯著（zhe）的擴展特征。斷裂麵由4個典型區域組成。斷裂麵1區顯著特征是斷裂麵最為光亮（liàng），該區域斷裂（liè）麵與軸向所在直線所成角度為45°，並逐漸趨（qū）於與軸（zhóu）向（xiàng）垂直的位（wèi）置，有較為明顯的摩（mó）擦痕（hén）跡；斷裂麵2區顯（xiǎn）著特點是多台階式，該區塊是主軸形成的初始裂紋，沿著主軸的（de）圓（yuán）周表麵形成多處摩擦損壞的痕跡，分布在（zài）整個斷口（kǒu）上。斷裂麵3區與斷（duàn）裂麵1區相比，斷裂表（biǎo）麵較為粗糙，與斷（duàn）裂麵4區相比較為光滑，3區可隱約觀察到裂紋擴展留下的弧形線。斷裂（liè）麵（miàn）4區可分為兩個部分，一區塊是（shì）主軸拆開之前形成的斷裂（liè）麵，一區塊是主（zhǔ）軸拆（chāi）下之後形成的新的斷裂麵，兩個部分的斷裂麵均較為粗糙，表麵存（cún）在較（jiào）大起伏。

工程構件在長（zhǎng）期工作中形成的（de）疲勞斷裂，與其他類型斷裂的過程不同，主軸上形成了具有不（bú）同形（xíng）貌的斷裂麵，這也（yě）是區別（bié）疲勞斷裂與其他斷裂（liè）的根本依據。疲勞斷裂麵（miàn）根據其（qí）斷裂後表麵形態特征的不同可以分為疲勞斷裂核心區、疲勞來源區、疲勞裂紋發展（zhǎn）區、裂紋快速擴展區及瞬（shùn）時斷裂區等5個區域。在工程應用上，從實際（jì）觀察情況來看，斷裂麵一般隻能看到疲勞來源區、疲勞裂紋擴展區和瞬時斷裂區這3個（gè）主要區域。根據礦用提升絞車主軸斷裂的形態可以確（què）定其斷裂類型屬於疲勞斷裂（liè），因此主軸斷裂的（de）主要原因（yīn）是在長期工作（zuò）中形成了（le）疲（pí）勞斷裂。

3.防止主軸斷裂措施

礦用提升絞車的（de）主軸斷裂將對（duì）設備及人員的安全造（zào）成嚴重影響，損害相（xiàng）關（guān）施（shī）工單位（wèi）的經（jīng）濟利益，因（yīn）此在礦場使用過程中（zhōng）需要重點預防，采取相關措施防（fáng）止主軸斷裂。

（1）在加工過程中，主軸的台肩、軸徑、過渡圓角等關鍵部位（wèi）應（yīng）避免被車床車削，造（zào）成應力值下降。嚴禁在主軸上隨意加工槽、孔等（děng），以免主軸的部分區域應力過於集中，造成主軸安全（quán）係數降低。（2）嚴禁在（zài）主軸（zhóu）上（shàng）進（jìn）行焊接加工。在焊（hàn）接過程中會產生大量的熱，極易造成主軸材料（liào）抗疲勞（láo）應力下降，經受不了設計要求的（de）工作強度。在主軸上焊（hàn）接的鍵、檔環（huán）、銷子等添加構件會造成主軸受力的不均衡，產生（shēng）斷裂。（3）切向鍵的安置（zhì）需遵循正確的程序，鍵的聯接（jiē）處必須固定穩定（dìng），不能（néng）產生任何鬆動。以往的安全事故中存在因為自行（háng）配置切向鍵而沒有進行（háng）仔細刮研，導致（zhì）接觸點和接觸麵積不符合設計要求，從而造成受力後鍵的鬆動，出現輪轂、半聯軸器的不穩定工作，造成主軸斷裂，影響（xiǎng）生命和財產（chǎn）安全。（4）組織相關技術人員對主軸的（de）運行情況進行（háng）定期檢查。在應力集中部位需進行嚴格的（de）探傷檢查，出現安全隱患的主軸要及時排除隱患或更換主軸，以保證主軸的安全運作。從目前發生的主（zhǔ）軸斷裂安全（quán）事故情況來（lái）看，事故的起因都是對主軸（zhóu）的檢查和修複工作不夠細致（zhì），沒有（yǒu）及時發現潛在裂紋，排除安全（quán）隱患。（5）主軸中鍵槽的磨損不能超過規定的安（ān）全（quán）範圍，一般是不超過（guò）鍵槽寬度的5%～8%，鍵槽磨損後（hòu）可進行（háng）一定的修補，但修補不得超過鍵槽寬度的10%，並且不（bú）允許異形槽的出現。（6）在現場使用過程中，施工人員必須嚴格遵守提升絞（jiǎo）車的操作規範，避免出現承受載荷超標（biāo）情況的出現（xiàn），對於載荷較（jiào）大的工程需進行分解操作（zuò），同（tóng）時要避免諸如過卷拉斷鋼絲繩、頻繁安全製動等違規操作。如果無意間進行了上述操（cāo）作，需對（duì）主軸進行全麵嚴格的探傷檢查（chá），防止裂紋的出現造成主軸強度降低，構成安全隱患。

4.j結語

礦用提升絞車在礦井運作過程主要用於提升礦物（wù）和（hé）上（shàng）下人員，在工作（zuò）過程中（zhōng）主軸受到周期性的外力作用，產生較大的彎（wān）矩，極易造成斷裂現象。根據其受力（lì）情況和斷裂麵形態分析確定造成主（zhǔ）軸斷裂的主要原因是交變應力產生了疲勞斷裂。本文從主軸的前期加工和後期礦場工作人員（yuán）的使用維護（hù）方（fāng）麵提出了6條預防措施，能避免提升絞車主軸（zhóu）發生斷裂造（zào）成（chéng）人員和財產安全損失（shī）。

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