摘要：为解决矿区污水泵或外排管线在发生故障维修时，操作人员劳动强度大、工作效率低的问题，研制了污水泵提升装置。污水泵提升装置主要由支架、滚筒、齿轮、刹车、摇把等组成，在污水泵或外排管线发生故障时，需要人工手摇摇把，带动滚筒转动，通过缠绕在滚筒上的钢丝绳将污水池内的过滤筐及装在过滤筐内的污水泵一起提升上来。通过2013年10月到目前现场实际应用，提升污水泵50余次，提升更换污水泵用时12分钟，减少更换过程中员工的劳动强度，工作效率提高50%，大大消除操作中的安全隐患。
关键词：污水泵；提升；减速齿轮；刹车
由于我矿矿区污水提升站污水泵发生故障进行维修，需要将泵提升上来，以往污水泵提升设备，工作原理类似于老式的辘轳井，需要人工手摇摇把，带动滚筒转动，通过缠绕在滚筒上的钢丝绳将污水池内的过滤筐及装在过滤筐内的污水泵一起提升上来。过滤筐和污水泵总重量达60公斤，需要三人配合才能完成提升操作，其中两人摇动摇把，另一人将提升到井口的过滤筐和污水泵拽到地面。操作过程中存在以下四个问题：一是钢丝绳在滚筒上采用铁丝捆绑固定，受力时钢丝绳容易脱落；二是转动部分是滑动摩擦，两人摇动摇把提升过滤筐和污水泵，劳动强度较大；三是人员操作时没有刹车，停留在一定位置固定时用铁丝捆绑固定，容易造成摇把反转伤人；四是污水泵在正常工作时钢丝绳始终处于受力状态，存在摇把固定不稳，受震动时容易反转伤人，为解决上述问题，研制了新型污水泵提升装置（简称污水泵提升装置）。
1结构组成及工作原理
1.1结构组成
污水泵提升装置主要由支架、滚筒、轴承和轴承座、齿轮、刹车、摇把6部分组成。支架由上下支架组成，并用４个螺栓固定，上支架中的动力轴和滚筒轴两端由轴承和轴承座用螺栓固定，大小齿轮分别焊接在滚筒轴和动力轴上，摇把采用顶丝方式固定在动力轴上。
1.2工作原理
在维修污水泵提升和下落操作时，外界动力是通过手摇摇把带动小齿轮，通过齿轮啮合带动大齿轮，转动滚筒完成钢丝绳带动污水泵上升和下行的，污水泵上下支架设计可以对滚筒及污水泵起到支承和固定作用，配合便携刹车的使用，可以将污水泵停留在预定位置。
1.2.1支架
支架由50mm×50 mm角钢焊接而成，分上支架和下支架两部分，中间用螺栓连接，下支架高度由污水泵高度设定，高900 mm，宽500 mm，长1200mm，上支架尺寸由滚筒和齿轮尺寸确定，小齿轮固定支架根据小齿轮和轴承座尺寸而定，直接焊接在上支架上面，可承受一定强度和扭矩，增加装置操作过程中的稳定性。
1.2.2滚筒
滚筒用直径159 mm，长度500mm圆钢制作，滚筒两侧用6mm 钢板用车床加工成直径350mm圆形挡板，在两块挡板中心处加工40mm圆孔，然后把滚筒用40mm圆钢放中间，两侧用车床加工好的圆形铁板压好，通过轴贯穿起来，找好位置尺寸和同心度用电焊焊接牢固。同时也把滚筒左侧挡板上用电气焊加工焊接两个直径12mm螺栓，用气焊切割一个厚度为10mm钢板做一个压盖卡子，在压盖卡子下方割一个进绳孔。
1.2.3轴承、轴承座
轴承和轴承座型号是根据穿在滚筒中间圆钢直径尺寸确定的，选用308滚动轴承。
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1.2.4齿轮
选择一组传动齿轮，齿数比为3：1，大齿轮固定在滚筒轴上，小齿轮固定在上支架下侧一根轴上，两侧由轴承和轴承座通过螺栓固定。这组齿轮在外力一定条件下，通过齿轮减速作用，小齿轮就具有扭力放大作用，输出转矩增大，从而达到省力的作用。
1.2.5刹车
刹车锁死装置安装在上支架靠近大齿轮一侧，由方钢、弹簧、锁块、扳机、压片组成。靠弹簧压缩和释放弹力作用原理，一头连接一个锁块，能锁住齿轮，另一头做一个扳机能90°转动。拉开向左转90°，锁块离开齿轮并能锁定在刹车机构上，进行泵的提捞作业；反之，污水泵正常运转需要停留在某一固定位置时，向右旋转扳机手柄90°即可自动弹回锁块，锁住齿轮，使滚筒固定在预定位置不动。
1.2.6摇把
采用分体式摇把，具体方法是小齿轮轴作为动力轴，在支架外侧留出100 mm，加工出一个与摇把顶丝配套的定位孔，操作时先把摇把安装在动力轴上，拧紧固定好；操作完成后把顶丝松开，将摇把取下。
2操作步骤
2.1提泵操作
将分体式摇把安装在动力轴接口位置，用扳手将固定顶丝紧固好，右手握紧摇把，左手松开刹车，拉开向左转90°，锁块离开齿轮并能自动锁定在刹车机构上，进行泵的提升作业，刹车松开后由于泵的自重，此时应握住摇把，顺时针匀速摇动摇把，通过动力轴带动滚筒轴上的钢丝绳转动，污水泵平稳提升上来，另一人顺好电缆和污水管线，提升到地面时，用左手把刹车右转90°，靠弹簧压缩力自动复位锁死，提升过程结束。
2.2下泵操作
维修更换好的污水泵放入过滤筐内，右手握住摇把，左手松开刹车锁块，顺时针往上提起一下，待污水泵和过滤筐离开地面时，摇把逆时针均匀转动，另一人看住电缆和管线。由于齿轮减速比的原理，速度均匀平稳，污水泵下落到合适位置时，左手将刹车松开锁死，下泵操作结束后用扳手将摇把顶丝松开，将摇把拿下来防止有误操作发生。
3现场应用
2013年10月至2017年8月在我矿应用，提升更换污水泵50余次，更换污水管线3次，研制前该装置提升、更换污水泵用时30分钟，现在用时12分钟，效率提高50%以上，应用效果达到设计要求，操作简单方便，安全可靠。
4结论及认识
（1）污水泵提升装置既能用于污水泵的提升，也能用在清水泵的提升。
（2）污水泵提升装置与研制前装置比较，降低员工操作强度，避免了操作中安全隐患，提高效率。
（3）污水泵提升装置在操作中需要人力摇动，为此，我们需要进一步改进完善。
（4）污水泵提装升置制作工艺简单，操作简便易学，降低劳动强度、提高效率50%以上，具有很好推广价值。
参考文献：
[1]张传岑.聂升旺．快速转动手动绞车装置：CN，CN2846294 Y［P］.2006.
[2]聂海光.王新河．《油气田井下作业修井工程》[M]．石油工业出版社.2003，294-297．
作者简介：
张志刚，男，1978年6月出生，电焊工，高级技师，主要从事电气焊维修工作。
论文作者:张志刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：污水泵论文; 滚筒论文; 支架论文; 齿轮论文; 摇把论文; 操作论文; 刹车论文; 《基层建设》2019年第14期论文;