摘要：在天輪日常維護(hù)中，每次注油時(shí)先將螺塞擰下，再擰上的螺柱，最后螺柱與黃油槍的軟管相連。采用腳踏式黃油槍進(jìn)行注油，注完油后再擰下螺柱，再擰緊螺塞。整個(gè)過(guò)程非常繁瑣，注油時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了提升系統(tǒng)的運(yùn)行，影響了項(xiàng)目提速。通過(guò)周密計(jì)算，決定用黃油嘴設(shè)備代替螺塞，用高壓注油機(jī)代替腳踏式黃油槍，經(jīng)過(guò)實(shí)踐，每次可節(jié)省大約2小時(shí)，且大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了檢修時(shí)間，提高了設(shè)備運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：天輪；注油；連接；黃油嘴

1.天輪結(jié)構(gòu)及目前加油現(xiàn)狀

1.1天輪裝置結(jié)構(gòu)描述

中關(guān)鐵礦副井主提升機(jī)的每個(gè)天輪由4個(gè)單獨(dú)的輪子組成，其中有一個(gè)輪子用平鍵與軸連接，稱作固定輪，鋼絲繩運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)固定輪轉(zhuǎn)動(dòng)，固定輪又帶動(dòng)天輪軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其余3個(gè)輪子與天輪軸是游動(dòng)的，稱作游動(dòng)輪。4個(gè)輪子之間各有0.2～0.5mm的軸向間隙，當(dāng)各鋼絲繩的線速度不完全相同時(shí)，游動(dòng)輪與軸之間可自由的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，消除輪子之間因線速度差異而產(chǎn)生的附加力矩。其游動(dòng)輪的每一個(gè)輪轂與軸之間各裝有4個(gè)半軸瓦（銅瓦），每個(gè)游動(dòng)輪上沿著輪轂的徑向方向上有2對(duì)加油管，加油管在每個(gè)游動(dòng)輪上成180度對(duì)稱分布，且加油孔用M10X1的螺塞堵住，以免臟污和灰塵進(jìn)入。整個(gè)天輪裝置共有24個(gè)這樣的加油孔。在使用過(guò)程中，軸瓦一定要保持良好的潤(rùn)滑條件，軸瓦材質(zhì)是銅合金，天輪軸材質(zhì)一般是鑄鋼，對(duì)大型提升機(jī)有時(shí)也用其它合金結(jié)構(gòu)鋼。潤(rùn)滑脂采用鋰基脂2#或3#。每周每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)加潤(rùn)滑油脂一次。

1.2目前加油現(xiàn)狀

中關(guān)鐵礦副井提升機(jī)嚴(yán)格按照廠家的要求進(jìn)行天輪裝置的維護(hù)工作，主要以注油為主，每周都定期注油，注油標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照廠家的要求。每次注油時(shí)先將螺塞擰下，再擰上的螺柱，最后螺柱與黃油槍的軟管相連。整個(gè)過(guò)程非常繁瑣。

根據(jù)前幾次的加油經(jīng)驗(yàn)，每次注油需要3個(gè)小時(shí)，注油時(shí)提升機(jī)不能運(yùn)輸。每周提升機(jī)都要因?yàn)樘燧喿⒂屯＼?小時(shí)，每年就會(huì)在這方面浪費(fèi)156個(gè)小時(shí)（7天）。根據(jù)平巷施工進(jìn)度7天可出渣石約1000m3。由此可知這種注油方式嚴(yán)重影響了中關(guān)鐵礦項(xiàng)目提速的要求，嚴(yán)重制約了工程施工進(jìn)度，同時(shí)存在安全隱患，且造成人力、物力的大大浪費(fèi)。急需改進(jìn)注油工具和方法。

2.新型注油裝置及方案

首先，將原設(shè)計(jì)中的M10X1的螺塞全部更換成M10X1的壓注油杯（簡(jiǎn)稱黃油嘴）。其次，在井架的豎直方向固定一條適當(dāng)長(zhǎng)度油管，從上天輪平臺(tái)至罐籠的升值井口的最頂端。兩端分別接有方便與其他管路相連接的管接頭，一端和注油機(jī)（采用氣動(dòng)注油機(jī)、）相連，另一端和噴嘴相連。每次加油時(shí)只需將注油機(jī)放在罐籠的頂部，依靠罐籠的往上運(yùn)行，其高度可達(dá)到固定油管的下方。操作人員將油管和注油機(jī)連接，即可實(shí)現(xiàn)注油的功能。

3.天輪裝置黃油嘴注油裝置的可行性分析

黃油嘴的內(nèi)部形狀為一個(gè)谷囤的形狀，其形狀和連接狀態(tài)如圖1所示。如圖1所示，一種新型天輪軸瓦注油裝置，包括天輪流動(dòng)輪1和天輪主軸2，所述天輪流動(dòng)輪1的輪緣至天輪主軸2之間設(shè)有潤(rùn)滑管路3，潤(rùn)滑管路3外側(cè)端設(shè)有螺紋，并安裝有黃油嘴4，黃油嘴4設(shè)有錐形注油口5，所述錐形注油口5內(nèi)設(shè)有鋼珠6，鋼珠6后側(cè)設(shè)有彈簧7。

使用時(shí)，當(dāng)不加油時(shí)，錐形注油口5內(nèi)的鋼珠在彈簧7的作用下堵在錐形注油口5處，防止贓物和灰塵進(jìn)入潤(rùn)滑孔；當(dāng)需要加油時(shí)，只需使用加油槍的噴嘴將鋼珠6頂開即可注入黃油。通過(guò)游標(biāo)卡尺等工具測(cè)得圓柱的直徑D=8mm，圓錐的高度H=8mm。

提升機(jī)運(yùn)行時(shí)，鋼絲繩通過(guò)摩擦力帶動(dòng)天輪運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，天輪和提升機(jī)滾筒有相同的線速度v，天輪輪緣處的潤(rùn)滑油珠的角速度ω1與天輪主軸的角速度ω2相同。可將輪緣處的潤(rùn)滑油珠等效為質(zhì)量m的物塊A，則此物體和天輪輪緣一同做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則A受到一個(gè)沿徑向的離心力F，此時(shí)根據(jù)黃油嘴的形狀及結(jié)構(gòu)分兩種情況。一種情況為當(dāng)物塊A處于黃油嘴正頂端時(shí)，另一種情況為物塊A處于黃油嘴的錐形面時(shí)。由于黃油嘴的外形尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于天輪的直徑，所以，這兩種情況的離心力可視為相等，根據(jù)離心力的計(jì)算公式F= 計(jì)算得物塊m做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的離心力為F= ，其中D為天輪的直徑。

（1）當(dāng)物塊A處于黃油嘴的最頂端時(shí)，物塊A直接和滾珠相接觸，根據(jù)力的作用是相互的原理，則黃油嘴滾珠同時(shí)會(huì)給物塊A一個(gè)與離心力方向相反的力，且大小與離心力F相等。所以此時(shí)物塊A處于平衡狀態(tài)。即在此情況下，天輪潤(rùn)滑油孔處的潤(rùn)滑油不會(huì)甩出來(lái)。

（2）當(dāng)物塊A處于黃油嘴的錐形面時(shí)，物塊A的受力分析如圖2所示，可將物塊A所受到力有離心力F，錐面給物塊A的正壓力，沿著錐面方向的摩擦力f，f=N ， 為摩擦系數(shù)。離心力，正壓力，摩擦力的方向如圖2所示?？蓪㈦x心力分解為一個(gè)垂直于錐形面的F1，和沿錐面方向的F2，根據(jù)三角形及向量的知識(shí)可計(jì)算得F1= ， F2= 。由受力分析可知N= F1。根據(jù)受力平衡的原理，當(dāng)f≥F2時(shí)，潤(rùn)滑油不會(huì)沿著錐面方向滾珠方向運(yùn)動(dòng)，所以此時(shí)潤(rùn)滑油不會(huì)甩出來(lái)；當(dāng)f< F2時(shí)，潤(rùn)滑油珠會(huì)向滾珠方向運(yùn)動(dòng)，但由于滾珠和加油孔密封良好，同時(shí)會(huì)受到滾珠一個(gè)沿著錐面方向向上的力，這樣可以保證潤(rùn)滑油也不會(huì)被甩出來(lái)。

綜上所述，天輪裝置黃油嘴的注油裝置是可行的。

4.天輪裝置黃油嘴注油裝置的經(jīng)濟(jì)性分析

采用黃油嘴注油連接裝置給天輪軸瓦注油，每次加油時(shí)操作人員只需將注油機(jī)的噴嘴頂開黃油嘴的滾珠，就可完成注油工作。經(jīng)過(guò)實(shí)踐，完成整個(gè)天輪裝置軸瓦的注油工作每次可節(jié)省大約2小時(shí)，且大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了檢修時(shí)間，提高了設(shè)備運(yùn)行效率，推動(dòng)了現(xiàn)代化礦山的快速發(fā)展，為其他礦山同類產(chǎn)品的改進(jìn)提供了借鑒意義。每年可減少副井主提升機(jī)的檢修時(shí)間約為104個(gè)小時(shí)，每年可多提升1000m3的巖石，每年創(chuàng)效約為20萬(wàn)元。

作者簡(jiǎn)介：

馬寧，（1986.10.1-），男，籍貫：河北省沙河市，職稱：助理工程師，工作單位：河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司沙河中關(guān)鐵礦，學(xué)歷：本科，畢業(yè)院校：河北大學(xué)，專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。