12第十二章 多绳摩擦提升

多绳摩擦提升的几根钢丝绳，在悬挂和提升
过程中，必然出现长度偏差。钢丝绳的材质和加
工精度的不同会导致弹性模数和断面积不同，在
主导轮表面上加工绳槽时，各绳槽直径有加工误 差，而在提升过程中各绳槽的磨损程度也不相同，
这些构成了各条钢丝绳的张力不平衡因素。会造
成几根钢丝绳受力不均匀。如此长期作用，各绳 槽的磨损就更不均匀了。这是多绳摩擦提升的一 个特殊问题。如何使各钢丝绳达到均匀受力，是 增加钢丝绳和摩擦衬垫使用寿命、提高生产效率
2．下放货载
重载侧(下放侧)静阻力Fzj为
空载侧(上升侧)静阻力Fkj为 两侧拉力差为
静防滑安全系数为
由公式分析可知： (1)对于等重尾绳系统，σj是恒定值；
(2)对于重尾绳系统，下放货载开始时，静防滑
安全系数σj最小，结束时最大，因此．应按照下放 开始时验算其静防滑安全系数。 (3)对于轻尾绳系统，下放货载结束时，静防滑 安全系数最小。应验算此时的静防滑安全系数。
2．增加摩擦系数μ
增加摩擦系数可使摩擦力提高，而且不会带来其
它缺点。摩擦系数与摩擦衬垫材料、钢丝绳断面形状
等因素有关。衬垫应采用具有高摩擦系数且耐压耐磨 的材料制作。对于摩擦衬垫与钢丝绳之间摩擦系数， 目前我国尚缺乏更为广泛的深入研究。 3．采用平衡锤单容器提升
平衡锤重力为容器自重加有益载荷之半，故静张
第十二章 多 绳 摩 擦 提 升
第十二章
一、摩擦传动原理
多绳摩擦提升
第一节 摩擦提升的传动原理与防滑分析
多绳摩擦提升机其工作原理不同于缠绕式提升机，
它是依靠钢丝绳与摩擦衬垫之间的摩擦传递动力，其
摩擦力对多绳摩擦式提升机的正常可靠运行有着极为
重要的影响。
如图所示，其传动形式属
挠性体摩擦传动，利用欧拉公
力差约为双容器提升静张力差的一半，所以可使防滑 安全系数增大。这种系统对多水平提升极为有利。
4．增加容器自重
按照防滑条件增加容器自重，以增加摩擦轮轻载 侧钢丝绳的静张力。 5．控制最大加速度，减小动负荷 控制提升系统最大的加减速度，减小动负荷。这
可以从电气控制和制动系统两方面采取措施来实现。
第二节 多绳摩擦提升钢丝绳张力平衡问题
当x=H/2时，q与等重尾绳时相等；
当X=H时，分母最大，分子最小，则σj最小。
因此，对于重尾绳提升系统上提货载时应按提
升结束点验算静防滑安全系数。 (3)轻尾绳提升系统，n2mq<n1mp，则同样可由 公式分析得到，提升开始时静防滑安全系数最小， 结束时最大。对该种系统上提货载时应验算提升开
始时静防滑安全系数。
nd——导向轮数目；
md——导向轮变位质量。 两侧拉力差为
动防滑安全系数σd为
若要满足σd≥1.25，则得
2．等速阶段
加速度a=0，则动防滑安全系数σd等于静防滑安
全系数σj。 3．减速阶段 a=-a3
重载侧(上升侧)钢丝绳拉力Fz为
空载侧(下放侧)钢丝绳拉力Fk为
两侧拉力差为
则，动防滑安全系数为
螺旋液压调绳器的构造如图中所示。活塞杆1的上端与 楔形绳环联接，下端为梯形螺杆。它穿过液压缸2和底盘3后 用圆形螺母6顶住。载荷经底盘、圆螺母、活塞杆直接传到提 升钢丝绳上。液压缸盖4上有输入高压油的小孔。各液压缸之 间用高压软管连通调节钢丝绳张力时，压力油经软管同时充 入各液压缸的上方。油压上升推动缸体向上移动，下端的圆 螺母6便离开油缸的底盘3。此时，活塞和高压油代替圆螺母 承受钢丝绳所加的载荷。当全部钢丝绳的油缸底盘下面的圆 螺母都离开时，各钢丝绳承受载荷的张力完全相等。然后可 轻易地旋紧不承受载荷的圆螺母6，使之贴靠于油缸的底盘下 面。然后，释放油压，调整工作完成。若将所有油缸内的活 塞用压力油顶到中间位置，并将圆螺母退到螺杆末端，在油 路系统充满油后，将油路阀门关闭，即能实现提升过程中的 各钢丝绳张力的自动平衡。
绳与摩擦衬垫间的摩擦力阻止这一滑动趋势。Fmax 越大，Fz-Fk越小，钢丝绳越不易滑动．反之，则 钢丝绳易滑动。将Fmax与Fz-Fx的比值定义为防滑 安全系数σ，即
防滑安全系数越大，则钢丝绳越不易滑动。如果
上式中Fz和Fk仅计动防滑安全系数σd
的一个重要问题。
为使各提升钢丝绳的张力接近平衡，提升容器 的连接处装设有张力平衡的装置。平衡装置大致可
分为四种：
(1)平衡杆式平衡装置； (2)角杆式平衡装置； (3)弹簧式平衡装置； (4)液压式平衡装置。
液压式的使用效果较好。辽宁煤矿设计院设计
和制成的螺旋液压式调绳平衡连接装置如图所示。
它可以定期调节钢丝绳的长度，以调整各绳的张力 差。也可将它的液压缸互相连通。在提升过程中使 各绳的拉力自动平衡。它具有调整迅速、劳动量小、 准确度高和自动平衡等优点。
由上述分析可知，动防滑安全系数加速阶段最 小。因此，对等重尾绳系统上提货载时，只验算加
速阶段的动防滑安全系数即可，而不必验算减速减
段。
(二)下放贷载
由于罐笼提升系统需下放货载，与上述同样分
析方法可得，罐笼提升系统下放货载时动防滑安全
系数在减速阶段动防滑安全系数最小，即此时最容
易滑动。 五、增大防滑安全系数的措施 1.增加围包角α 最常用的围包角α有α=1800 和α=1900 ～1950 两 种。对于α=1800 的形式，不必设导向轮，结构简单、 维护方便。但是围包角较小，且受到两提升钢丝绳中 心距的限制。对于α=1900～1950的形式，围包角较大， 且可以改变两提升钢丝绳的中心距。但是，需设置导 向轮，增加了井架高度，钢丝绳有附加弯曲，降低钢 丝绳寿命。
则
对于上提货载时静防滑安全系数的变化规律分析 讨论如下： (1)等重尾绳提升系统n1mp=n2mq，则
σj不随x值的变化而改变，是一个常数。也就是 说，对于等重尾绳提升系统，在提升货载的工作过程 中，静防滑安全系数是不变的。
(2)重尾绳提升系统，n2mq>n1mp则由公式知
当x=0时，分母最小，分子最大，则σj最大；
式中 mk——空载侧总变位质量，kg； mz——重载侧总变位质量，kg。
我国《煤炭工业设计规范》规定：提升重物时，
动防滑安全系数σd不得小于1.25；静防滑安全系
数σj不得小于1.75。
三、静防滑安全系数的变化规律 1．上提货载
如图所示 ，上提货载当提升
容器运行到x位置时重载侧(上升侧) 及空载侧(下放侧)的静阻力Fzj、 Fkj分别为
四、动防滑安全系数σd的变化规律及其允许的最大
加、减速度
在此我们主要分析等重尾绳系统。
(一)上提货载时 1．加速阶段
重载侧(上升侧)钢丝绳拉力Fz为 空载侧(下放侧)钢丝绳拉力Fk为
式中 mb——重载侧变位质量，mb=m+mz+n1mpHc，kg；
mk——空载侧变位质量，mk=mz+n1mpH+ndmd，kg；
式可知，所能传递的最大摩擦
力为
式中e——自然对数的底； μ——钢丝绳与衬垫间摩擦系数， 通常取μ=0.2； α——钢丝绳对摩擦轮的围包角， rad； Fk——空载侧钢丝绳拉力，N； Fz——重载侧钢丝绳拉力，N。
二、防滑安全系数 摩擦轮两侧钢丝绳拉力差为Fz-Fk，正是该力
使钢丝绳具有向拉力大的一侧滑动的趋势，而钢丝