多绳摩擦式提升机钢丝绳张力不平衡的故障分析

Serial No .481May .2009

现　代　矿　业

MORDE N M I N I N G

总第481期

2009年5月第5期

刘立军(1959-),男,黑龙江鹤岗人,副总工程师,154100黑龙江省鹤岗市。

多绳摩擦式提升机钢丝绳张力不平衡的故障分析

刘立军

(黑龙江龙煤集团公司鹤岗分公司)

摘　要:就多绳摩擦轮提升机钢丝绳张力不平衡故障产生的原因进行了分析,并提出解决方法。

关键词:张力平衡;提升机;摩擦轮;钢丝绳中图分类号:T D538 文献标识码:B 文章编号:167426082(2009)05201172021　概　述

峻德煤矿付井南台绞车是JK D2.8×6型多绳

摩擦轮式提升机,1981年安装投入使用,在2004年12月连续出现平衡锤滑套急骤磨损现象,当平衡锤接近上井口时向一侧倾斜,当下井口时又向另一侧倾斜。经现场测量,罐道未出现倾斜,平衡锤框架也未出现任何变形,经分析,认为是钢丝绳的张力不平衡引起的。

张力平衡是多绳摩擦轮提升机安全经济运行的前提,我国《煤矿安全规程》第423条规定:任意一根提升钢丝绳的张力同平均张力之差不得超过±10%。但实际上,摩擦轮的各绳槽直径、钢丝绳其弹性模量以及各段的直径完全一致,衬垫的磨损也不可能一致,因此,使多绳张力处于平衡的最佳状态,是研究、制造和使用单位需要解决的问题。2　钢丝绳张力不平衡的因素分析

(1)绳槽直径过大。多绳摩擦轮提升机若绳槽

直径过大,在提升过程中,钢绳的张力将逐渐增大,

造成该绳严重过载和过早的损坏,只有各绳槽的有效直径相同,方能使各绳承受相同的载荷。

(2)钢绳滑动。如果绳槽直径不等,特别是绳槽直径偏小,由于多绳都联接在一块联接板上(尤其是采用直联式的),各绳必须保持同步,绳槽直径偏小的钢丝绳所运行的距离最短,必然会产生钢丝绳打滑现象,随着每一次提升循坏,钢丝绳在绳槽内出现波动和滑动,每滑动一次对钢丝绳将产生一次冲击,同时,还会伴随着紧急停车,安全制动,手动施闸等使钢丝绳承受很大的惯性力,引起上提的容器或配重有上抛的趋势,此时该绳松驰、下降侧的钢丝

绳张力骤增,并同时伴随钢绳打滑冲击,不仅会造成钢丝绳的过早疲劳损坏,严重的会造成断绳事故发生,而摩擦衬垫也会被磨损变小,缩短摩擦衬垫的使用寿命。

(3)钢丝绳蠕动使张力不均。钢丝绳与摩擦衬垫受力变形,在摩擦弧上发生相对滑动的现象叫蠕动。蠕动是由两侧钢丝绳张力差引起的,蠕动量与弹性模量成反比而与张力差成正比,而且朝向张力大的一侧,张力差较大时,钢丝绳蠕动量将大于其它钢丝绳,因而,由于蠕动的存在,将改变各钢丝绳之间的张力分配关系,与提升或下放无关。

(4)其它因素。提升钢丝绳悬挂长度不同,或是在运转中产生伸长差,各段绳直径不同,机械特性,摩擦衬垫性能的不一致,都能造成多绳的张力不平衡。

3　多绳张力不平衡的改善方法3.1　保证使用的钢丝绳各项参数一致

基于钢丝绳的各项参数包括直径、单重、抗拉强

度、弹性模量、疲劳强度等,建议在选购钢丝绳时应采用同一厂家,同一规格,同一批生产的钢丝绳,在悬挂使用前要做拉伸、弯曲、扭转等项实验,同时选择的同一捻向钢丝绳尽可能的在一根绳上截取,更换钢丝绳时要同时全部更换,所选择的摩擦衬垫应采用相同的材料制成,性能要保证一致。3.2　定期测量绳槽直径,使绳槽等径

测量绳槽直径采用直接测量法(见图1),根据测量出的数值,对绳槽直径较小的绳槽进行车削,以保证绳槽的有效直径一致。3.3　采用新型自动平衡悬挂装置并定期调整

以往使用的是螺旋液压式调绳装置,这种悬挂装置的缺点是不能实现钢丝绳张力的自动平衡,同时加大了维护量,不利于安全提升,现在使用XSZ

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型钢丝绳自动平衡悬挂装置,该装置具备如下优点:①能使提升钢丝绳在动、静状态下的自动平衡,不需停车调整;②能减少钢丝绳本身刚度误差引起钢绳应力变化;③能大大减轻摩擦衬垫的磨损,从而延长衬垫的使用寿命;④能减少因摩擦轮绳槽直径误差引起的钢丝绳张力差;⑤能减少车削衬垫,降低维修量。

图1　绳槽直径测量法

4　故障分析

峻德煤矿付井南台绞车钢丝绳采用的是同一厂家,同一规格,同一批出厂的钢丝绳,同时悬挂使用,平衡装置为XSZ2900自动平衡悬挂装置,在运转中油缸活塞均在游动位置,但是经观察发现,油缸的游动位置与平衡锤在上、下井口有一定的关系,采用直接测量法在卷筒上每隔90°取一点,对每一个绳槽直径进行测量,数据见表1。

表1　不同位置绳槽直径

位置/(°)

绳槽直径/mm

123456 9086959289.88785.6

18085.68991.489.484.584.5

27085.687.58785.387.585.7

36086.687.883.482.684.285.4 根据以上测量数据不难看出,有三条绳槽直径偏大,最大差距已达到12.4mm,即在平衡锤达到上井口时,绳槽有效直径大的提升绳张力逐渐增大,承受所有载荷,而其它钢丝绳相对处于松弛状态,平衡锤出现倾斜,在下井口时则反之。

5　结　语

(1)定期对绳槽进行测量,如有发现差距较大时,进行车削,使绳槽有效直径一致,从而消除影响钢丝绳张力的隐患。

(2)定期对XSZ2900自动平衡装置进行调整,如发现某根钢丝绳因伸长量大而松弛时,及时进行紧绳。

(收稿日期2009202224)

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该县积极配合江西铜业集团开发张十八铅锌矿在内的三座铅锌矿矿山,形成资源开采、冶炼、加工、应用一体化的矿业经济发展格局。加快江西铜业集团对其的整合步伐,加大与省、市政府的沟通力度,积极为采选工程及早建设、早投产、早见效争取相关政策支持。

2009年3月有色金属矿产品价格同比下降41.4%

2009年3月份,有色金属矿产品价格环比上升4.5%,同比下降41.4%;有色金属冶炼及压延产品价格环比上升3.2%,同比下降35.8%。

其中,铜价环比上升8.1%,同比下降46.7%;铝价环比上升1.8%,同比下降27.1%。

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