提升鋼絲繩張力檢測裝置的研制

摘 要：根據我國礦山實際工況，設計了一種新型的提升鋼絲繩張力檢測裝置，可以直接確定鋼絲繩張力差。該裝置主要由鋼絲繩掛鉤、距離測量裝置、拉力測量裝置、機架及距離調整裝置等五部分組成，整體結構簡單，使用方便。文中進一步闡述了設備的檢測原理，為裝置改造和使用提供基礎。

關鍵詞：提升鋼絲繩；張力；懸掛長度

引言

多繩摩擦提升系統具有很大的優越性，得到了越來越廣泛的應用。于此同時，該提升方式也帶來了鋼絲繩張力不平衡問題，如不加以解決不僅會加速鋼絲繩和襯墊的磨損，造成材料上的浪費，還會形成很大的安全隱患。為了確保煤礦立井多繩摩擦提升系統的安全運行，延長提升鋼絲繩的壽命，一般規定摩擦提升裝置中任一提升鋼絲繩的張力與平均張力之差不得超過±10%[1、2]。為此，我國對摩擦提升鋼絲繩安裝采取了一系列保證鋼絲繩張力平衡的措施[3、4]，并研制了一些方法對鋼絲繩張力進行檢測[5]。但是現階段的檢測方法控制發在，而且檢測耗時影響正常生產。為此，文章力求根據我國礦山的現場情況，提供一種摩擦提升鋼絲繩張力檢測裝置，能夠簡單有效檢測鋼絲繩張力。

1 提升鋼絲繩張力檢測裝置的基本結構

該裝置主要由鋼絲繩掛鉤、距離測量裝置、拉力測量裝置、機架及距離調整裝置等五部分組成，如圖1a）。其中，距離調整機構的具體組成如圖1b）。

圖1張力測量裝置

裝置使用示意圖，如圖2。使用時，操作人員站在導向輪平臺上，在合適的高度將彈簧掛鉤掛住鋼絲繩；調整測力裝置和距離測量裝置，使兩讀數同時歸零；旋轉距離調整裝置即可測量出鋼絲繩撓曲一定距離所需的拉力。為了方便測量多股提升鋼絲繩的張力，可以制作一簡易支架固定于天輪平臺處，支架的制造以方便安裝為原則，可根據各礦導向輪平臺的具體情況而定。

2 提升鋼絲繩張力檢測裝置的理論依據

有預張力鋼絲繩的撓曲變形，受力狀態異常復雜。但是，在該裝置的使用中，可以假設鋼絲繩僅受拉力，而且在彎曲處兩端拉力相等[6、7]。此時，鋼絲繩受力分析如圖3。

根據圖2，得到：

（1）

這里需要說明，圖2中A點為鋼絲繩和摩擦輪分離點，B點為裝置拉力作用點。

此時即可計算鋼絲拉力：

（2）

其中：T為鋼絲繩拉力，F為裝置所測定的力。

從公式（2）中可以看出裝置測量力與鋼絲繩拉力之間呈線性關系，僅與A、B點位置和鋼絲繩撓曲變形量 有關。在測量多股鋼絲繩張力的過程中，彈簧掛鉤高度可以通過支撐架固定，即B點的位置固定，而A點的位置改變量很小可以認為不變，即L固定。此時，測量裝置使各鋼絲繩的撓曲變形量相同，即 固定，測量所得到的拉力F值就成比例的代表了鋼絲繩張力的值。也就是說，可以根據拉力測量值直接判斷鋼絲繩張力的差值是否超過±10%，是否符合《規程》的要求。

3 結束語

該裝置能夠快速、便捷的檢測各個鋼絲繩張力之差，為鋼絲繩的調整提供依據，對解決鋼絲繩張力不平衡問題具有重要意義。并且，該裝置能夠適應我國礦山生產的具體情況，有著一定的應用前景。

參考文獻

[1]國家安全生產監督管理局.煤礦安全規程[M].煤炭工業出版社，2004.

[2]王志勇.煤礦專用設備設計計算[M].第一版.北京：煤炭工業出版社，1984.

[3]王增才，邵海燕，高峰.多繩摩擦提升機鋼絲繩張力監測方法分析[J].礦山機械，2002（9）.

[4]姚文斌，程赫明.用“三點彎曲法”原理測定鋼絲繩張力[J].實驗力學，1998（1）.

[5]譚繼文，熊永超，張志新，等.提升鋼絲繩張力定量檢測新方法[J].煤炭學報，1996（6）.

[6]劉鴻文.材料力學[M].第三版.北京：高等教育出版社，1992.

[7]成大先.機械設計手冊[M].第四版.北京：化學工業出版社，2002.

作者簡介：王后亮（1979-），江蘇徐州，畢業于彭城職業大學機械設備及自動化，助理機械工程師，從事設備技術管理工作，現就職于徐州九益科技有限公司。