鋼絲繩張力平衡裝置

張 平

摘要 本文對鋼絲繩張力不平衡的原因進行了分析，結合筆者工作實際，提出了改善各鋼絲繩張力不平衡的多項措施，并提出了張力測試方法。

關鍵詞 鋼絲繩；平衡；張力差

中圖分類號TD53 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0122-02

生產實踐證明，多繩摩擦提升機的幾根鋼絲繩如果也像單繩提升那樣直接連接在提升容器上，作任何調整，便會造成幾根鋼絲繩受力不均勻。承受載荷較大的繩槽什較快地磨損，磨損較大的繩槽有時承受較大的載荷，如此反復作用，各繩槽磨損就更不均勻了。這是多繩摩擦提升的一個特殊問題。如何使各鋼絲繩達到均勻受力，是增加鋼絲繩和襯墊使用壽命，擔高生產效率和安全運行的一個重要問題。為了解決各鋼絲繩均勻受力問題，應當首先了解各鋼絲繩張力不平衡的原因。

1 影響鋼絲繩張力不平衡的因素

1）繩槽直徑的偏差；

2）各鋼絲繩長度的念差；

3）各鋼絲繩的剛度偏差。

通過實踐證明，對于上述3個因素必須引起足夠的重視。特別是對繩槽直系的偏差和鋼絲繩長度的偏差是難以避免的，更應加以特別重視。這樣才不至因為鋼絲繩 的張力不平衡而引起鋼絲繩的嚴重滑動，繩槽的急劇磨損等。

2 改善各鋼絲繩張力不平衡的措施

1）為了消除鋼絲繩在使用中存在的不平衡的問題，對平衡機構的要求必須滿足下列3點：

（1）能自動調整鋼絲繩的張力

（2）結構本身的阻力不大，動作比較靈活；

（3）調整行程要適應張力平衡條件的需要。

對于多繩摩擦提升的平衡機構，目前來說有以下4種：

（1）平衡桿式平衡機構

在多繩摩擦提升的平衡機構中，采用最多的是平衡桿式。鋼絲繩張力分配理論研究與實驗證明，采用這種平衡機構時，個別鋼絲繩受力過載不會超過10%~15%。其優點是結構簡單，重量輕。其缺點之一就是對深井提升來說調整距離嫌小，這是因為受到各鋼絲繩之間的間距限制，平衡桿的長度不以隨意增大。但在鋼絲間距不變的條件下，改變平衡桿在容器上的布置位置，也可以使平衡桿的調整距離增加一倍或更多一些。

（2）角桿式平衡機構

這種平衡機構的結構說明，鋼絲繩受力平衡的程度，決定于杠桿的長度及其旋轉角度。當α=180°時，其平衡特性與平衡桿式平衡機構基本相同。

（3）彈簧式平衡機構

這種平衡機構的特點是結構簡單，不受鋼絲繩根數限制，能減少鋼絲繩在提升機構起動和制動時的動應力。這種機構主廣泛應用于電梯提升中和井深不大于300mm的豎井中。

（4）液壓式平衡機構

這種平衡裝置的優點是：鋼絲繩受力能完全平衡力；具有較大的調整行程；任何根數的鋼絲繩以及任何間距均適用。其缺點為：結構復雜；重量較大。幾年來在我國各礦井的使用效果較好，其具體結構，將在后面詳述。

綜上所述，這幾種平衡機構都有一個共同特點，就是使受張力較大的鋼絲繩自動關減小其彈性變形，同時把張力傳給其余幾條受力較小的鋼絲繩，使各鋼絲繩的張力達到平衡，只不過各有其不同的傳力方式而已。

2）定期調整鋼絲繩張力差

定期調整鋼絲繩的長度，使張力的大的放松一些，張力小的拉緊一些。目前常見的調整鋼絲繩長度的調繩器有以下3種：

（1）墊塊式調繩器

這種調繩器用減少或增加墊塊的數量來增長或縮短鋼絲繩長度，

這種調繩器在國內外均有使用。其缺點是：每次調繩長度只能是楔塊厚度的倍數，因而調繩效果不理想，其次是增減墊快比較困難。

（2）螺旋式調繩器

螺旋調繩器的操作比墊快式方便，而且可以進行微量的調節。其缺點是螺桿有可能因銹蝕而不能旋動。因此應經過防銹層處理為好。

（3）螺旋液壓式調繩器

螺旋液壓式調繩器利用油缸和螺旋的綜合作用以克服螺旋式調繩器存在的缺點。

這種調繩裝置的特點：一是用螺旋調整繩長，精確度高；二是利用液壓平衡原理能保證調繩后鋼絲繩的張力平衡；三是跳繩時，因由壓力油承受鋼絲繩載荷，所以調繩操作也迅速方便。

如將所有液壓缸內的活塞用油壓頂到中間位置，油路系統充滿油后，關閉油路閘門，把圓螺母退到螺桿末端，就能實現提升過程中各鋼絲繩張力自動平衡。

上述三種鋼絲繩，都有它們本身的最大跳繩距離。例如螺旋液壓式調繩器的最大調繩距離不能超過其活塞的行程，一般約400mm。如果超過其本身的最大跳繩距離時，就要利用懸掛裝置上面的楔形繩卡進行竄繩。楔形繩卡左右兩側有擋板，前后有夾板、中間有楔子，提升鋼絲繩從一側穿入繩后，繞過楔子下部圓環端，再從另一側穿出。鋼絲繩承受拉力后，楔子上移，便自動卡緊鋼絲繩。承受壓力越大。卡緊力也越大。跳繩使用手動起重葫蘆，把提升容器稍稍提起，先解除鋼絲繩的拉力，然后利用頂絲桿，將楔子向下頂桿，楔子與擋板間的間隙便增大，鋼絲繩就能隨意竄動。這種楔形繩卡安全可靠，操作方便。

3）采用彈性摩擦襯墊

當采用彈性較大的摩擦襯墊，在很大程度上，可以改善鋼絲繩的張力不平衡。其原理是當某根鋼絲繩張力增大后，該鋼絲繩壓向襯墊的壓力也增大，因而壓縮彈性襯墊使其繩槽直徑減少，鋼絲繩張力也隨之減小，我國制造的聚氨基甲酸脂橡膠摩擦襯墊具有較好的彈性，目前在礦井中已經廣泛使用。

3 張力的測試方法

當采用定期調節鋼絲繩長度以調整張力差時，必須知道個繩中的張力大小，以便當張力差達到一定值時進行調節。為了測知張力，可在各繩的連接裝置上安設測力計定期進行測定。也可以利用測量鋼絲繩“回波”時間來測量各鋼絲繩的張力差，這個方法簡易可行。

4 結論

從上面的分析中可以看到，在影響多繩提升鋼絲繩張力平衡的三個因素中，采用四種不同的辦法解決不平衡問題，取到了重要的作用。并在河南煤業化工集團有限責任公司下屬鶴壁煤業集團有限責任公司二礦、三礦、中泰礦業、五礦、六礦、八礦、九礦、十礦、鶴安礦業等所屬礦井的主井和副井都有所使用，并且取得良好的效果，特別是對于連接裝置沒有調繩裝置沒有調繩油缸而僅靠三角板平衡的多繩系統，換繩方案是解決這一問題的根本，采用彈性摩擦襯墊的方法，是控制其平衡的唯一方法。

參考文獻

[1]楊紅濤.多繩摩擦提升系統鋼絲繩張力的平衡問題[J].蘭州工業高等專科學校學報，2002(1).

[2]姚文斌，劉北辰.起重機提升鋼絲繩張力測力傳感器的研究[J].工業儀表與自動化裝置，2001(3).