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纏繞式提升機(jī)卷筒筒殼開裂的原因及預(yù)防措施

文檔作者：譚愛兵文檔來源：晉城市煤炭規(guī)劃設(shè)計院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2022年10月18日
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第1期(總第188期)
2O15年O2月
機(jī)械工程與自動化
MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMATION
No．1
Feb．
文章編號：1672—6413(2015)01—0192—02
纏繞式提升機(jī)卷筒筒殼開裂的原因及預(yù)防措施
譚愛兵
(晉城市煤炭規(guī)劃設(shè)計院， 山西 晉城048000)
摘要： 針對提升機(jī)卷筒筒殼開裂的內(nèi)因和外因進(jìn)行了簡要分析， 同時根據(jù)現(xiàn)場的使用情況，對不同的開裂情
況采用不同的解決方案，并提出相關(guān)的預(yù)防措施， 以保證煤礦企業(yè)安全、高效運(yùn)行， 從而達(dá)到降低企業(yè)成本
的目的。
關(guān)鍵詞：提升機(jī)； 滾筒筒殼； 預(yù)防措施；筒殼開裂
中圖分類號：TD 534 ．2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
0 引言
纏繞式提升機(jī)作為煤礦企業(yè)重要的提升設(shè)備，擔(dān)
負(fù)著提升礦物和升降人員、設(shè)備及材料等重任[1]，而作
為提升系統(tǒng)的主要承載部件—— 卷筒，在提升的過程
中起著至關(guān)重要的作用。但卷筒在其使用過程中由于
工藝、材料、外在環(huán)境以及人為因素的影響，會逐漸地
磨損、變形，甚至?xí)霈F(xiàn)筒殼斷裂、蝕損等現(xiàn)象，隨著磨
損程度的不斷增大，設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)將會產(chǎn)生不同程
度的劣化，因此不可避免地會出現(xiàn)各種各樣的故障，這
給煤礦的安全生產(chǎn)、正常運(yùn)行埋下了很大的隱患[2]，嚴(yán)
重影響企業(yè)的安全生產(chǎn)，甚至導(dǎo)致人員傷亡，因此需要
引起我們的高度重視。
1 卷筒簡殼開裂位置及形式
通過對現(xiàn)場一些礦井纏繞式提升機(jī)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)
卷筒筒殼容易發(fā)生開裂的位置主要在：① 沿筒殼圓周
方向局部開裂、沿筒殼軸承方向開裂，一般裂紋首先出
現(xiàn)在兩半筒殼合口處、筒殼與支輪連接處，并沿圓周方
向逐漸擴(kuò)展 ；② 筒殼與外部設(shè)備連接時，沿焊縫開焊
或開裂，包括筒殼與支輪連接處、滾筒與支環(huán)連接處、
筒殼上鉚釘孔周圍開裂等，此開裂部位對筒殼失去支
撐作用，甚至脫落。
2 筒殼開裂的原因分析
筒殼自身的開裂主要由內(nèi)因和外因兩方面構(gòu)成。
2．1 內(nèi)因
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，由于理論計算誤差過大，造成
筒殼過薄或選用材料不當(dāng)導(dǎo)致筒殼強(qiáng)度無法滿足來自
載荷的各種應(yīng)力。
2．2 外因
主要來自負(fù)載的鋼絲繩，包括已經(jīng)纏到卷筒上的
鋼絲繩圈對筒殼所施加的徑向壓力和未纏到卷筒上的
鋼絲繩的靜拉力對筒殼所施加的彎矩和扭矩，使得筒
殼上每一點(diǎn)的載荷值因鋼絲繩不斷地纏繞和放松而不
斷地發(fā)生變化，導(dǎo)致外部載荷產(chǎn)生的各種應(yīng)力超過了
材料的允許值，致使筒殼開裂 ；同時，在筒殼與輪輻
進(jìn)行連接時，由于滾筒的受力不均勻引起鉚釘震動，使
得筒殼容易產(chǎn)生位移，從而造成筒殼崩裂。外因還包
括沿焊縫開焊或開裂的現(xiàn)象，這可以從以下幾方面進(jìn)
行考慮：①筒殼與支輪固定連接時，其連接處主要承受
的載荷包括作用在筒殼上的彎矩、扭矩以及徑向壓力，
同時由于周向壓縮力和縱向彎曲應(yīng)力的共同作用，使
得在筒殼與支輪的連接處產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力，從而
容易產(chǎn)生裂紋，如果焊接應(yīng)力過大或者焊接強(qiáng)度不夠，
則會出現(xiàn)開焊或開裂的情況；② 筒殼與支環(huán)連接焊接
處，由于存在徑向壓力，支環(huán)上承受反力，使得彎矩最
大，易產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力，當(dāng)其大于筒殼所能承
受的強(qiáng)度時，容易在支環(huán)處引起筒殼裂紋，因此為了防
止裂紋的產(chǎn)生，需要采取加厚筒殼的措施；③筒殼和襯
木連接時，由于在筒殼上要鉆螺栓連接孔，如果連接孑L
的孔徑及安裝不能滿足規(guī)范要求，就會對簡殼強(qiáng)度造
成很大影響，從而產(chǎn)生孑L間裂紋。
無論是內(nèi)因還是外因，其實(shí)質(zhì)都是筒殼強(qiáng)度無法
滿足外部載荷的要求從而造成筒殼開裂。
3 筒殼開裂的處理及預(yù)防措施
通過對筒殼開裂的原因進(jìn)行分析，當(dāng)發(fā)生開裂現(xiàn)
象時，可以針對不同的情況采取不同的處理方法。
(1)更換較厚的筒殼。在設(shè)計筒殼厚度時，其許
收稿日期：2014—04—15；修訂日期：2014—11—28
作者簡介：譚愛兵(1980一)，男，山西晉城人，工程師，在讀工程碩士，主要從事礦井機(jī)械設(shè)計與研究工作。
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2015年第1期 機(jī)械工程與自動化 · 193 ·
用應(yīng)力應(yīng)按抗疲勞強(qiáng)度來確定，而不應(yīng)按疲勞安全系
數(shù)為1．15倍來確定。另外在筒殼內(nèi)部沿圓周方向增
設(shè)加強(qiáng)支環(huán)，即在內(nèi)部焊接一圈薄鋼板或縱向肋以補(bǔ)
強(qiáng)筒殼。
(2)對于已松動的鉚釘需進(jìn)行重新鉚固或者使用
剛度較大的角鋼進(jìn)行連接。
(3)對于已開裂處進(jìn)行補(bǔ)焊，同時在裂紋的終端
處鉆止裂孔。
(4)為避免過負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)合理使用及維護(hù)。
上述方法是指在筒殼發(fā)生開裂現(xiàn)象后采取的措
施，是造成停機(jī)之后進(jìn)行的維修，屬于一種被動的檢修
方式。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，為了將事故消滅在萌芽
狀態(tài)，避免較大事故的發(fā)生，需要采取如下的預(yù)防措
施。
(1)在對筒殼厚度進(jìn)行理論計算時應(yīng)全面合理，
即計算最大動拉力而非最大靜拉力；計算疲勞強(qiáng)度而
非靜強(qiáng)度。
(2)選擇材料時，應(yīng)選擇材質(zhì)均勻且滿足強(qiáng)度指
標(biāo)要求的原材料，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。
(3)避免在工作中產(chǎn)生很大的局部應(yīng)力，使得連
接螺栓的預(yù)緊力不同，導(dǎo)致局部擠壓過重。
(4)在進(jìn)行焊接時應(yīng)根據(jù)不同的材質(zhì)選用不同的
焊條，并清洗干凈焊接處，同時焊接后應(yīng)采用整體退火
來消除筒殼彎制過程中產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力。
(5)為減少開裂的隱患，在設(shè)計過程中應(yīng)盡量減
少筒殼上的開孔量。
(6)使用過程中應(yīng)注意避免沖擊、過載等嚴(yán)重影
響筒殼開裂情況的發(fā)生，同時需要按一定的周期進(jìn)行
檢修，及時處理螺栓松動、襯墊磨損不均等問題，對于
磨損到極限的零部件應(yīng)及時更換，避免出現(xiàn)更嚴(yán)重的
損害。
4 結(jié)語
提升機(jī)作為煤礦生產(chǎn)的重要工具，在其使用過程
中由于自身和外在原因不可避免地會出現(xiàn)一些故障，
需要根據(jù)現(xiàn)象分析其原因，從而對癥下藥提出合理的
解決方案。同時，為了避免類似事故的發(fā)生，需采取一
定的預(yù)防措施來保證提升機(jī)的運(yùn)行效率和使用壽命。
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礦山機(jī)械，1994(1)：39-40．
Reasons and Preventive M easures of W inding Hoist
M achine Drum Cracking
TAN Ai-bing
(Jincheng Coal Planning and Design Institute，Jincheng 048000，China)
Abstract：The reason for winding hoist machine’S drum shell cracking were briefly analyzed．Based on the site usage condition，some
solutions for different cracking were put forward，and the appropriate preventive measures were recommended，in order to ensure the
safe and efficient operation of coal mining enterprises．
Key words：hoist；drum shell；preventive measures；drum shell cracking
(上接第191頁)
參考文獻(xiàn)：
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傳動，2011，35(11)：48—51．
Analysis of Shift Failure M odes of Heavy Vehicle Transm ission
YUAN Xin
(China National Heavy Duty Truck Datong Gear Co．，Ltd．。Datong 037305，China)
Abstract：The modern DFEMA analysis technique is applied tO shift failure mode analysis of heavv vehic1e transmission，and some
optimization measures tO improve the shift performance of the modular，multi-gear，high torque heavy vehicle transmission shift
system are put forward，including the design of the error-proofing structure of shifting fork and pneumatic booster，the optimization
for seal’and optimal control measures for the length of engagement of the shift gear tooth cone
． The technical supports of promoting
the reliability of transmission shift and the safety of driver are also provided
．
Key words：transmission shift；failure mode analysis：contro1

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