BF321防墜器產品性能試驗驗證

李廣　郭鑫　王西濤

【摘 要】防墜器是保證纏繞式提升系統安全運行的有效安全裝備，而未來超深井大載重高速纏繞式提升系統對其提出了更高要求，論文對BF-321型防墜器進行了試驗驗證，為工程設計提供依據。

【Abstract】The anti dropping device is to ensure the safe and effective winding hoisting equipment for the safe operation of the system， and in future， the ultra deep heavy load high speed winding hoisting system put forward higher requirements on the anti dropping device， paper tested against the BF-321， to provide a basis for engineering design.

【關鍵詞】防墜器；實驗驗證；超深井

【Keywords】anti falling device； experimental verification； ultra deep well

【中圖分類號】TD528 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）11-0189-02

1 引言

防墜器是保證纏繞式提升系統安全運行的有效安全裝備，為了驗證國內現有適應最大終端載荷的防墜器（BF-321型）的產品性能是否滿足未來超深井的需求，本文以山東省某機械有限公司生產的BF-321型防墜器為例，對其進行了實驗室性能驗證。

2 BF-321型防墜器的主要參數

BF-321型防墜器主要技術參數如表1所示。

3 驗證依據及驗證項目

實驗室性能驗證主要依據MT355-2005《礦用防墜器技術條件》進行。根據上述檢驗依據的要求，型式檢驗共需完成料機械性能、抓捕裝置靜負荷試驗、脫鉤試驗、抓捕可靠性試驗、制動減速度以及空行程時間等25個項目的檢驗。性能驗證時，選取與速度、終端載荷、制動力以及安全性能等相關的項目進行了驗證。其驗證大綱如表2所示。

4 驗證現場照片

5 具體計算過程

第一，緩沖器阻力值標定。

緩沖器阻力值的偏差最大為1.6%。

第二，鋼絲繩連接器靜負荷檢驗。

實驗方法：鋼絲繩連接器靜負荷實驗的實驗負荷應達到整臺罐籠最大計算制動力的數值，承載時間不應少于30min，檢查澆注軸承合金處鋼絲繩與連接器之間有無相對位移和各零部件是否變形，然后繼續加載直至鋼絲繩破斷，檢查軸承合金處有無鋼絲被拉出，連接器是否損壞。

試驗過程中試驗承載時間為31min。試驗后未發現澆注軸承合金處的鋼絲繩與連接器之間有相對位移，連接器各零件未產生永久變形。

第三，鋼絲繩連接器破斷拉力檢驗。

鋼絲繩連接器破斷拉力試驗后，制動鋼繩被拉斷時，連接器未損壞；澆注軸承合金處鋼絲未被抽出。

第四，脫鉤試驗。

①罐籠對制動繩的相對降落高度h：空載和重載時分別為27.7mm和36.5mm；②緩沖鋼絲繩拉出長度L：空載和重載時分別為10.5mm和19.8mm；③罐籠總降落高度：空載和重載時分別為41.8mm和62.8mm；④空行程距離l：空載時為17.5mm。

第五，抓捕可靠性試驗。

動負荷試驗時，能牢固抓捕制動鋼絲繩。

制動后，防墜器的零、部件未產生損壞或產生永久變形，滾子未出現破裂現象，楔塊滾道表面未產生明顯的壓痕。

第八，制動后復位情況。

制動后恢復提升時，抓捕裝置能順利恢復原位。

6 驗證結果

其驗證結果如下：

①抓捕裝置靜負荷試驗：在345 kN試驗負荷下作用5min，楔塊與制動繩之間未產生相對位移，各零件未見永久變形或損壞現象。②緩沖器阻力值標定：緩沖器的阻力值經標定后，其阻力值的偏差最大為1.6%。③鋼絲繩連接器靜負荷檢驗：在345 kN試驗負荷下作用30min，澆注處鋼絲繩與連接器之間無相對位移，連接器各零件未產生永久變形。④鋼絲繩連接器破斷拉力檢驗：鋼絲繩連接器經破斷拉力試驗，制動鋼絲繩被拉斷時，連接器未見損壞，澆注軸承合金處鋼絲未被抽出。⑤脫鉤試驗：罐籠對制動鋼絲繩的相對降落高度在空載和重載時分別為27.7mm和36.5mm；緩沖鋼絲繩拉出的長度在空載和重載時分別為10.5mm和19.8mm；罐籠的總降落高度在空載和重載時分別為41.8mm和62.8mm。

7 超載性能

在進行完常規檢驗之后為了進一步驗證BF-321型防墜器的超載性能，我們采用按比例增加其最大終端載荷的方式，進行抓捕裝置靜負荷試驗、脫鉤試驗等，其試驗結果如下：

①抓捕裝置靜負荷試驗：在1.1倍最大終端載荷和1.3倍最大終端載荷作用下，在5min內，楔塊與制動繩之間未產生相對位移，各零件未見永久變形或損壞現象。1.5倍最大終端載荷（225kN）作用下，楔塊與制動繩之間產生相對位移。②脫鉤試驗：在1.1倍最大終端載荷時，在罐籠對制動鋼絲繩的相對降落高度為71.0mm，緩沖鋼絲繩拉出的長度為44.6mm；在1.3倍最大終端載荷時，罐籠對制動鋼絲繩的相對降落高度為108.0mm，緩沖鋼絲繩拉出的長度為88.0mm。③抓捕可靠性試驗：在1.1倍最大終端載荷時，動負荷試驗時，能牢固抓捕制動鋼絲繩；在1.3倍最大終端載荷時，動負荷試驗時，能牢固抓捕制動鋼絲繩。④1.1倍最大終端載荷時，制動減速度為15. 6m/s2。由上可知，在1.1倍最大終端載荷下（165kN），該防墜器可以滿足使用要求；在1.3倍最大終端載荷下（195kN），抓捕裝置靜負荷試驗符合要求，但在進行脫鉤試驗時，罐籠對制動鋼絲繩的相對降落高度已超標，故不可滿足使用要求；1.5倍最大終端載荷下（225kN），抓捕裝置靜負荷試驗時，楔塊與制動繩之間產生相對位移，不符合要求。

8 結語

本文主要對現有提升系統出現連接裝置斷裂情況下防墜安全措施的結構特征及工作原理進行了詳細分析，并在此基礎上，對目前最大型號的防墜器進行了性能驗證及超載性能驗證。通過試驗可知，國內最大規格BF-321防墜器僅能滿足設計最大終端載荷要求，在1.3倍載荷下已經出現相關性能不合格，無法適用于超深井大載重高速纏繞式提升系統的需求，有必要開展新型防墜安全措施的設計研究工作。

【參考文獻】

【1】徐萬鑫，叢銘輝.斗輪堆取料機帶式輸送機液壓張緊裝置的正確選擇及應用[J].起重運輸機械，2014（5）：17-19.endprint