第六章--绞车钢丝绳及连接装置

第六章绞车钢丝绳及连接装置

第一节钢丝绳的结构和选用

一、绞车钢丝绳的结构及常用规格

钢丝绳是由一定形状和大小的多根钢丝捻制成股，然后再由若干股绕绳心捻制成螺旋形状的钢丝绳。

在由钢丝捻成绳时，一般有股芯，股芯可以由不同断面形状的钢丝组成；在由绳股捻制成绳时要有绳芯，绳芯分金属绳芯和纤维绳芯两种，金属绳芯由钢丝组成，纤维绳芯常采用黄麻制成，但也有使用剑麻的，因我国剑麻极少，所以一般未用，但剑麻制成的绳芯具有较大的抗挤压和抗损坏性能。目前，我国已开始研究和采用合成纤维绳芯。

钢丝绳使用过程中，绳芯是极其重要的组成部分，它不仅支持绳股，保持钢丝绳的断面形状，减少钢丝的挤压和变形，而且还可降低绳股间钢丝的接触应力；在钢丝绳弯曲时，允许绳间和钢丝间有相对移动，以缓和弯曲应力，使钢丝绳富有弹性；由于可贮存润滑油，可预防钢丝绳内部钢丝锈蚀并减少钢丝间摩擦。

捻制钢丝绳的钢丝，为优质碳素结构圆钢冷拔而成的，直径一般为0.4～4mm，直径过细或过粗都不利于钢丝绳的使用，过细则易磨损，过粗则难以保证抗弯疲劳性能，钢丝绳的抗拉强度一般为1 400～2 000 MPa。倾斜井巷提升绞车一般用1 470～1 870 MPa的几种钢丝绳，钢丝的抗拉强度越大，同样直径的钢丝绳可以承受的载荷越大，但其弯曲疲劳性能就有所降低。为了增加钢丝绳的抗腐蚀能力，钢丝表面可以镀锌，用镀锌钢丝制造的钢丝绳称镀锌钢丝绳，未镀锌的钢丝制造的钢丝绳称为光面钢丝绳。

钢丝绳一般有以下几种分类方式：

（一）按捻制方向分

（1）按绳一股两者关系分

右捻钢丝绳：绳中各股按右螺旋方向捻制成绳，记号Z。

左捻钢丝绳：绳中各股按左螺旋方向捻制成绳，记号S。

（2）按绳一股一丝三者关系分

同向捻（顺捻）钢丝绳：钢丝在股中的捻向与股在绳中的捻向相同。

交互捻（逆捻）钢丝绳：钢丝在股中的捻向与股在绳中的捻向相反。

钢丝绳的捻向如图6—1所示。

（a）右交互捻；（b）左交互捻；（c）右同向捻；（d）左同向捻

（二）按股内不同层钢丝与钢丝接触方式分

（1）点接触钢丝绳：股内相邻层间的钢丝成点接触，一般是由直径相同的钢丝捻制制而成（常说的普通钢丝绳），如图6—2所示，因为钢丝间接触面积很小，所以接触应力很大，因此使用寿命短。

（a）点接触钢丝绳；（b）线接触钢丝绳；

（c）充填式钢丝绳；（d）面接触钢丝绳

（2）线接触钢丝绳：股内相邻层间的钢丝呈平行线接触状态，如图6—2（b）所示。这类钢丝绳间接触面积较大，接触应力显著减少，因此寿命增加。

（3）充填式钢丝绳：充填式钢丝绳是线接触钢丝绳的一种，特点是股内相邻两层间配置小直径钢丝充填空隙，并保证外层钢丝形成正常排列，使钢丝与钢丝之间呈线接触状态，如图6—2（c）所示。这类钢丝绳空隙小结构紧密，绳股中的金属断面比重增大，因而受力均匀，既柔软又抗腐，使用寿命长。各种小绞车以使用充填式钢丝绳为宜。

（4）面接触钢丝绳：股中钢丝为异型，异型钢丝之间成面接触，如图6-2（d）所示。这类钢丝绳的结构紧密，刚性强，耐磨且不易变形，适合斜井大型绞车使用。

（三）按断面排列方式分

（1）圆形股钢丝绳：钢丝绳每股按圆形排列，股中钢丝直径相同，层间呈点接触状态，常见的有6股7丝、6股19丝、6股37丝。

（2）三角股和椭圆股钢丝绳：钢丝绳每股呈近似三角形或椭圆形排列。

二、钢丝绳的选用

钢丝绳在选择类型时必须要符合安全技术要求，而且还应考虑使用寿命、价格、生产厂家以致使用条件及钢丝绳的特点等因素。选用原则主要有以下几个方面：

（1）在腐蚀严重地点，如淋水较大，淋水酸碱度高，以及回风井中，应选用镀锌钢丝绳。

（2）在腐蚀严重的条件下使用的钢丝绳，如斜井提升，斜巷直线度较差等应选用外层钢丝较粗的三角形绳股钢丝绳。

（3）当弯曲疲劳为主要损伤原因时，应选用线接触式同向捻钢丝绳和三角股钢丝绳。

（4）用于温度较高的地方，如地面矸石山等，应选用金属绳芯钢丝绳。

（5）提升钢丝绳捻向的选择：多绳摩擦轮提升绞车采用左右捻各半，单绳缠绕式提升绞车的钢丝绳捻向与绳在滚筒上缠绕时的螺旋线方向应一致，目的是防止缠绕时钢丝绳松捻。目前单绳缠绕多为右螺旋，所以多选用右同向捻绳。

矿用钢丝绳型号及技术参数示例见表6—1。

表6-1 矿用钢丝绳型号及技术参数（示例）

第二节钢丝绳的检查及维护

提升绞车运行过程中，带着钢丝绳不断地往复运动，运行后钢丝绳具体状况，对绞车的安全可靠运行有着很大的关系，加之，新绳由于出厂到投入使用，经过运输、储存、安装等许多环节，使用过程中受到环境（如淋水侵蚀）及故障（如意外蹬绳）等因素影响，使钢丝绳不断受到拉伸、弯曲、发生断丝、磨损和锈蚀，给绞车的安全运行带来很大隐患，因此，运行的钢丝绳必须严格按照《煤矿安全规程》做定期检查，发现问题及时采取措施，更换或斩绳。

绞车提升钢丝绳要求每天必须检查一次，检查的项目主要是断丝、磨损、锈蚀和变形等。检查方法一般是人工目视加上辅助工具（如棉砂、游标卡尺、钢丝绳探伤仪等）。

一、对钢丝绳断丝的检查

（一）对绞车钢丝绳断丝的有关规定

《煤矿安全规程》第四百零五条规定：

各种股捻钢丝绳在1个捻距内断丝面积与钢丝总断面积之比，达到下列数值时，必须更换：

（1）专为升降物料用的钢丝绳、平衡钢丝绳、防坠器的制动钢丝绳（包括缓冲绳）和兼作运人的钢丝绳牵引带式输送机的钢丝绳为10％；

（2）架空乘人装置、专为无极绳运输用的和专为运物料的钢丝绳牵引带式输送机用的钢丝绳为25％。

在检查与计算时要特别注意以下几点：

（1）若钢丝绳各钢丝直径均相同，则可用断丝数与总钢丝数之比的百分数来评定；如果钢丝直径不同，则不可按此来评定。

（2）断丝钢丝面积必须按一个捻距内断丝计算，决不能把某一段或把整根钢丝绳断丝面积加起来计算。

（3）一个捻距可在整根钢丝绳的任何部位选取，各个捻距计算所得百分比取其最大值作为判断钢丝绳能否继续使用的依据。

（4）钢丝总断面积应以新绳实测结果为准，也可查阅样本或手册，但必须与实际使用钢丝绳核对。

（二）钢丝绳捻距的测定

所谓钢丝绳捻距是指钢丝绳每股围绕绳芯旋转一周（360°）相应两点间的纵向距离，如图6—3所示。

测量时，在钢丝绳的表面平行于钢丝绳中心线的直线上，取任意一股作记号1，依次按股作记号2、3、4、5…如果六股钢丝绳数到7，测量记于1～7之间的距离即为钢丝绳的捻距。