礦用多繩摩擦提升機鋼絲繩防滑技術探析

摘 要：近年來，多繩摩擦提升機廣泛應用于礦山立井提升中，在生產過程中鋼絲繩打滑事故時有發生，文章簡要介紹了多繩摩擦提升機的傳動原理，詳細分析了提升鋼絲繩打滑的原因并提出了相應的預防打滑的技術措施，對礦用多繩摩擦提升機鋼絲繩防滑具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：多繩摩擦；鋼絲繩；主導輪

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.072

0 引言

多繩摩擦提升機由于具備體積小、重量輕、提升能力大、安全系數高等優點，因此被廣泛應用于煤礦和非煤礦山的立井提升中。多繩摩擦提升機的工作原理為利用鋼絲繩與主導輪摩擦襯墊之間的摩擦力來傳遞動能，完成對物體的升降任務?，F實生產過程中往往會發生因摩擦力不夠而引起的鋼絲繩滑動現象。提升機一旦出現鋼絲繩滑動現象不僅會影響礦井的正常生產，甚至還會造成人員傷亡，因此對礦用多繩摩擦提升機鋼絲繩防滑技術進行研究對實現礦井的安全生產具有非常重要的意義。

1 多繩摩擦提升機傳動原理

如圖1所示，提升鋼絲繩自由纏繞在主導輪上，主導輪輪間隙放有摩擦襯墊，共有兩個提升罐籠，分別懸掛在鋼絲繩的上下兩端，提升罐籠的兩端均掛有尾繩，用來保證提升罐籠的平衡性。在提升過程中提升罐籠的自重及提升物體的重量產生向下的拉力，使鋼絲繩緊緊的壓在主導輪的摩擦襯墊上。當驅動電機帶動主導輪正向或者反向轉動時，鋼絲繩和主導輪襯墊之間會產生很大的摩擦力，提升容器隨著摩擦力方向不同實現物料的提升和下降。

設上升一側的鋼絲繩拉力為Fs，下降一側鋼絲繩的拉力為Fx，則根據歐拉公式可以得出 ：，式中為鋼絲繩和主導輪摩擦襯墊之間的摩擦系數，為鋼絲繩在主導輪上的圍包角。其中，提升鋼絲繩和摩擦襯墊之間的摩擦系數是由襯墊的材質決定的。

2 提升鋼絲繩滑動原因分析

（1）在生產過程中，為了保證礦井生產能力和經濟效益，很多礦山企業尤其是私人小礦井人為增加提升機提升重量，導致提升罐籠長期工作在超載的狀態下，或者兩端的罐籠負載相差很多，這樣極易造成鋼絲繩靜張力差超過摩擦力極限值而產生滑繩。

（2）鋼絲繩的摩擦力大小絕大多數因素取決于摩擦襯墊的質量，如果使用了質量相對較差的摩擦襯墊或者在鋼絲繩表演涂抹了潤滑油，這樣將大大降低了鋼絲繩和襯墊之間的摩擦系數，造成滑繩現象的發生。

（3）工人在實際操作過程中的失誤也很容易造成滑繩事故，如向井下運輸重物時，速度過快，提升重物時，提前敞開制動手柄，這些都可能引起滑繩事故。

（4）調繩裝置故障。調繩裝置在油壓過低或者漏油的情況下將起不到調繩的作用，不能有效的調繩，這樣鋼絲繩的長短不一樣，鋼絲繩之間的受力也不同，最短的一根鋼絲繩受力最大，受力不平衡，最短的那根鋼絲繩將引起一定程度的滑繩，這種現場主要出現在罐籠提升開始或將要結束的時候。

（5）在北方冬季極端惡劣的情況下，氣溫驟降，造成鋼絲繩和主導輪上面結冰也會造成滑繩現象的發生。

3 提升鋼絲繩防滑技術措施

（1）選用質量較好，摩擦系數高的摩擦襯墊。目前國內主要采用聚氯乙烯和聚氨脂橡膠為主要材料的摩擦襯墊，這兩種材料的襯墊摩擦系數均能高于0.2，保證提升鋼絲繩摩擦力達到規范要求。

（2）提高圍包角的度數。當主導輪直徑大于兩提升容器中心距時，可增加導向輪來提高圍包角的度數，通常可以增加至195°左右。但是導向輪安裝后會使提升鋼絲繩產生反向彎曲，影響鋼絲繩的使用壽命。

（3）增加容器自重，嚴格限制提升物重量。在罐籠的結構框架上設置配重來增加容器自重，提高摩擦力。并應在生產過程中應制定嚴格規范要求，做到不超標準提升或下降物料，杜絕人為因素造成的打滑現象。

（4）保持鋼絲繩外表清潔。在使用新鋼絲繩前，一定將表面油膜清洗干凈，清洗油膜時，可采用柴油或者專用清洗劑也可以直接用蒸汽吹干后用紗布擦拭。在鋼絲繩的使用過程中不得向鋼絲繩上涂抹松香之類的降低摩擦系數的物品，如需對鋼絲繩進行必要的養護可采用專業的增摩脂，這樣不僅可以起到養護鋼絲繩的作用還可增加摩擦力。

（5）加強管理和井口保溫。在日常生產中應當采取適當措施盡量減少井口內的淋水，以免侵蝕鋼絲繩，在冬季做好井口保溫措施，避免鋼絲繩和主導輪因結冰和打滑。

（6）增設二級制動裝置。為保證安全制動時減速度不至過大，可以先施加一部分制動力矩，使提升系統減速度滿足防滑要求。停車后，再施加上其余部分制動力矩，，在兩級制動力矩的作用下，使安全制動力矩倍數不小于3。

（7）增加保護裝置，提前預警。分別在導向輪和主導輪上安裝脈沖編碼器，當出現鋼絲繩打滑現象時，主導輪和導向輪上的脈沖編碼器發出的脈沖信號不同，控制系統根據預先設置好的程序發出制動指令，避免滑繩事故的發生。

4 結語

在立井礦山企業生產過程中必須重視重載提升加速度和重載下放減速階段的鋼絲繩防滑問題，主要從提高鋼絲繩和主導輪摩擦襯墊之間的摩擦系數和鋼絲繩在主導輪上的圍包角入手，選用摩擦系數大的襯墊并結合日常安全規范管理，堅決杜絕因人為原因造成的滑繩事故的發生，確保礦井的安全生產。

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作者簡介：饒紅斌（1973-），男，河南靈寶人，大專，機械助理工程師，從事機電設備管理工作。endprint