摘　要：對造（zào）成提升機主軸損傷斷裂（liè）的原因進行（háng）分析，根據現場實（shí）際情況結合失效分（fèn）析理（lǐ）論提出預（yù）防及處理提升機主軸裂（liè）紋的方法（fǎ）。
　　關鍵詞：提升（shēng）機；主軸；裂紋；斷裂（liè）；預防
　　1、前言
　　礦（kuàng）井（jǐng）提升機是煤礦中煤（méi）、人員和物料等運輸的咽喉，是地（dì）麵與井下（xià）生產（chǎn）聯係的的中樞。其可靠性直（zhí）接影響（xiǎng）礦井生產（chǎn）和人（rén）員的安全，其中主（zhǔ）軸的可靠性（xìng）尤為突出。但實際上由於結構設計、加工製（zhì）造、材質及熱處理工藝、運（yùn）轉（zhuǎn）操作等原因（yīn），主軸極易產生裂（liè）紋，並由此而（ér）導致損傷斷裂，造成重大的經（jīng）濟損失和事故。
　　調查表明，全國各礦物局或煤（méi）業公司的部（bù）分礦井提升機主軸均不（bú）同程度的存在損傷、裂紋（wén）甚至出現斷裂現象。而提升（shēng）機主軸一旦突然斷裂、又無備用軸且更換複（fù）雜（zá），將導致全礦停產（chǎn），造成重大經濟（jì）損失。因此必須對提升機主軸的損傷、斷裂進行（háng）全麵的分（fèn）析與探討。
　　2、礦井提升機主軸損傷斷裂（liè）的原因分析
　　2.1負荷過大
　　礦井提升機（jī）主軸承受著的彎矩、扭矩，主要由提升容器、鋼絲繩、主軸、滾筒、支輪的自重及載荷的重量與動載荷、礦井阻力、軸承阻（zǔ）力產生。且鋼絲繩出繩的位置及出繩（shéng）角的大小將影響彎矩、扭矩的變化。彎矩在主軸上產生正應力，扭矩產生剪應（yīng）力，而這些應力隨提升過程不斷變（biàn）化，使提升機一（yī）旦過載、突然起動、製動或多次重負荷衝擊時，主軸易產生損傷、斷（duàn）裂。
　　2.2應力集（jí）中
　　提升機（jī）主軸與輪轂之間有鍵聯接，在鍵槽處會產生應力集中。從鍵槽的統計（jì）資料看，鍵槽跟部的應力集中比其他處高達3～4倍，因而雜鍵槽跟部極（jí）易開裂。提升機主軸截麵成階梯狀。在階梯突變部位，如果過渡圓角沒（méi）有足夠尺寸，即過渡（dù）不夠平滑，那麽在階梯（tī）的跟部應力分（fèn）布是極其不（bú）均勻的，根據光彈性試驗（yàn）的資料，階梯圓軸在扭矩作用下Z大剪應力比表麵圓周名義剪應力大4倍，有可（kě）能超過剪切疲勞極限而產（chǎn）生疲勞裂紋。
　　2.3裝配應力過大
　　安裝切向鍵時在主軸與輪轂（gū）之（zhī）間會產（chǎn）生過（guò）大的裝配應力或引起應力分布不均（jun1）勻，增加應力集中程度（dù），從而加速該（gāi）處疲勞裂紋的形成。
　　2.4溫度應力過大（dà）
　　提升機主軸與減速器輸出軸之間一般用齒輪或齒輪聯軸器聯接，在拆裝齒輪聯軸器（qì）或齒輪（lún）時，一（yī）般要用加熱或冷卻（què）的方法，由於溫度（dù）控製不好，在軸頸內容易產生溫度應力，這些溫（wēn）度應力（lì）與載荷應力共同作（zuò）用也會使局部（bù）的（de）應力超過材（cái）料的疲勞極限而導致疲勞裂紋。
　　2.5材質不佳及熱處理工藝不合理
　　提（tí）升機主軸由於結晶組織不均勻、偏析、晶粒粗大等原因，容易產生微細裂紋。實驗證明，裂紋沿著晶界麵擴展的速率比穿晶擴展快的多（duō），而且裂合宏觀裂紋的過程也短的多。提升機主軸（zhóu）加工後因（yīn）存在上述現（xiàn）象，所以當載荷較大時易產（chǎn）生損傷斷裂。而材質不佳或加工質量不合格，在主軸上也會造成裂紋。
　　2.6結構設計不合理
　　提升機主軸及滾筒在（zài）製造及使用（yòng）過程中，若存在靜不平衡或（huò）動不平衡現象，重心偏移使提升機在（zài）拖動重載運行時產生巨大的附（fù）加脈動載荷，從而使提升機主軸產生疲勞（láo）、損壞、斷裂。
　　2.7安裝調試不合格（gé）
　　提升機（jī）主軸各支軸承（chéng）的同心度和水平度超過規定的範圍，使軸局部受力過大，反複疲勞而斷裂。
　　3、提升機主軸損傷斷裂的預防
　　減（jiǎn）少出（chū）現斷裂的因數，就是要對容易（yì）產生裂紋的部位進行經常檢查。一般來（lái）說，開始出（chū）現宏觀疲勞裂紋（wén）的軸，其工作年限都有8～10年（nián）以上。具體情況視各礦提升機工（gōng）況而定。軸上常（cháng）見裂（liè）紋的部（bù）位在有裝配件的區域附近。就整（zhěng）個軸來說，這些部件往往經常處於高應力（lì）工作狀態。有的裂紋產生在裝配區（qū）域內，隻有通過儀器才能發（fā）現（xiàn）。因此如有條件的話，對工作運行10年（nián）以上的軸應進行拆卸（xiè）裝配件或超聲波檢（jiǎn）查。對（duì）易造成損傷（shāng）斷裂的（de）因數盡可（kě）能清除，如適當（dāng）降低負載，減少裝配應力、溫度應力（lì）及（jí）應（yīng）力集中現象，正確安裝調試，保持（chí）主軸表麵（miàn）粗糙度符合設計要求，防止明顯的刀（dāo）痕、傷疤，不得隨意加深鍵槽（cáo），不（bú）得（dé）在軸上任意鑽孔（kǒng），不許任（rèn）意改變過渡圓角半徑（jìng），不得任意縮小軸的直徑。
　　4、提升機（jī）主軸出（chū）現裂紋（wén）後應采（cǎi）取的措施
　　4.1延緩（huǎn）提升機主軸（zhóu）斷（duàn）裂（liè）的時間
　　（1）疲勞裂紋一般（bān）朝著與Z大主應力垂直的方向擴展，在裂紋擴展方向鑲嵌高韌性薄層材料可阻止裂紋的（de）擴展。
　　（2）降低裂紋所在部位的工作應力，響應（yīng）地降低（dī）裂紋尖端應力強度因子幅.主要靠（kào）降低載荷（hé）來實現。
　　4.2推算提升機主軸的剩餘壽命
　　對已出現（xiàn）裂紋的提升機主（zhǔ）軸，一般不會馬上斷裂（liè），還（hái）能服務一段時間。因而不應馬上（shàng）報廢而造成不必要的經濟損失。可根據失效分析的理論特別是斷裂力學的理（lǐ）論，比較準確的推算出軸的剩（shèng）餘壽命。
　　（1）探明軸內裂紋的詳細情況，用超聲波或磁粉等探傷方（fāng）法取得（dé）標誌裂紋特（tè）征的全部數據（裂紋的形狀、尺寸（cùn）、深度、位置、方向）；
　　（2）對主軸（zhóu）材（cái）料在相同工藝處理條件下進行各種試驗，測出門檻值及其它機械性（xìng）能參數；
　　（3）建立裂紋的計（jì）算模型；
　　（4）從理論計算及實驗測試兩方麵係統的分析（xī）主軸裂紋處工作應力的大（dà）小、分布狀況及變化規律；
　　（5）計算應力強度因子；
　　（6）確定裂紋極限長度；
　　（7）推算軸的剩餘壽（shòu）命。