摩擦式提升機鋼絲繩抖動故障診斷與處理

宋向上

（山西三元煤業股份有限公司，山西 長治 046000）

引言

摩擦提升機工作的原理是通過摩擦力提升物體，它和纏繞提升機的區別是，提升物體是由摩擦力來完成的，提升鋼絲繩是搭于摩擦輪，不是傳統纏繞于滾筒上的，鋼絲繩兩端連接有提升的容器，利用安裝于摩擦輪的繩槽與鋼絲繩產生的摩擦進行動力提升，使鋼絲繩兩端容器完成上下的移動，進而達到人員、物料的提放工作。根據摩擦提升機工作的原理可知，提升鋼絲繩在提升機運行過程中是否穩定，是決定提升機工作是否安全可靠的關鍵，如果提升機在運行過程中鋼絲繩發生問題，將會造成提升機重大安全事故及隱患。例如，提升鋼絲繩發生抖動，將會造成摩擦力不穩定，如果抖動的時間過長、抖動的幅度過大時，提升機容易發生溜繩并嚴重磨損摩擦墊，摩擦墊嚴重磨損又將加大鋼絲繩抖動，這樣會形成惡性的循環最終造成嚴重的安全事故。

1 摩擦式提升機在工作過程中發生鋼絲繩異常抖動的危害

1）摩擦式的提升機在工作過程中發生鋼絲繩異常抖動，將導致鋼絲繩的張力出現不平衡，各鋼絲繩的受力也出現不均勻的現象，這不僅加快了繩槽的磨損，而且又加大了提升機鋼絲繩的抖動，這樣惡性的循環最終會導致鋼絲繩發生斷裂，致使提升機發生重大安全事故[1]。

2）摩擦式提升機傳動的原理是利用摩擦傳動，提升機靠鋼絲繩和摩擦墊之間產生摩擦力進行設備、工具、人員、材料的提升，因此，提升機摩擦力是否穩定是決定提升機工作好壞的重要基礎。如果提升機出現鋼絲繩的抖動，將會造成提升機出現安全隱患。隨著鋼絲繩抖動的時間延長、幅度加大，提升機容易發生溜繩故障，加劇摩擦墊的磨損。提升機長期在這種問題下工作，會給礦山帶來重大安全隱患，會導致重大損失。因此，摩擦式的提升機在工作過程中發生鋼絲繩異常抖動的問題，必須得到應有的重視。

2 摩擦式提升機在工作過程中發生鋼絲繩異常抖動的原因

1）提升貨物長期超載。在提升機運營過程中，由于操作人員管理意識差、安全意識薄弱、過于追求效益違規運行，致使提升機長期在高負荷條件下運行，導致提升機出現抖動情況[2]。

2）鋼絲繩的長度不一樣。由于鋼絲繩每根長度不一樣，造成鋼絲繩每根的受力也不均勻。不均勻的受力會引起提升機的抖動。

3）罐道發生變形。井筒由于各種原因發生變形，致使提升罐軌道出現變形，提升罐在井筒運行過程中，會出現嚴重的抖動。

4）提升機在運行過程中發生異常制動。提升機的制動是通過升降保護裝置、液壓機械制動裝置、電氣等設備完成的。一旦液壓系統、機械系統、電氣系統出現問題，致使制動出現異常，會直接造成提升機抖動。

5）操作人員的違規誤操作原因。操作人員在工作中，由于操作的方法不當或不用心，在進行提升機制動時，用力過小或者過大都會導致提升機出現抖動。

6）設備老化。由于設備出現老化磨損但沒有及時處理，這主要表現在提升機進行起步以及減速時，提升機出現嚴重抖動[3]。

3 摩擦式提升機在工作過程中發生鋼絲繩異常抖動的診斷

3.1 鋼絲繩的張力檢查診斷

鋼絲繩的張力能夠利用測量鋼絲繩振動的頻率獲得。根據公式：

式中：m 是鋼絲繩的質量，kg/m；L 是鋼絲繩的長度，m；n 是振頻階數；fn是鋼絲繩n 階自振的頻率，Hz。在鋼絲繩質量m 與長度L 不變時，提升鋼絲繩的張力T 和鋼絲繩振頻fn成平方的正比關系。利用測振儀和相關軟件能夠獲得鋼絲繩振頻fn，通過公式（1）能夠順利得出提升機各鋼絲繩張力數值，在經過相應計算獲得鋼絲繩的張力偏差。在進行鋼絲繩的張力檢查測試時，要在配重的井口以及配重的井底兩種工況進行，進行測試的過程中，要保持提升機處于靜止的狀態，利用小錘敲擊測試鋼絲繩，使用測振設備對數據進行記錄。

3.2 機電設備檢查診斷

提升機機電設備工作穩定與否直接影響提升機的振動，判斷其工作情況最主要的方法是，測量提升機行駛的速度與電機電流變化的關系。利用智能檢測儀器對上述參數進行檢測，將運行速度參數以及電機運行電流參數通過軟件繪制成曲線，分析速度、電流相應曲線的變化，判斷運行的提升機穩定情況[4]。

3.3 主軸承的檢查診斷

使用振動測試儀，對正常運行的提升機滾筒、電機軸承采取相應的振動測試，利用儀器將振動信號繪制成頻譜圖像，將繪制成頻譜圖像與標準軸承頻譜進行對比，從而對運行中的軸承進行判斷，判斷其頻率是否在故障區域，最終判斷其是否存在故障，主軸承測試振動的方向及位置如圖1。

圖1 主軸承測試振動的方向及位置

在設備工作時，對主軸承非驅動、驅動端以及主軸承軸向、垂直、水平等三個位置進行振動測試，測試振動情況參數，結合電機速度曲線與電流曲線判斷主軸承是否存在故障，是否鋼絲繩振動由此產生。

4 摩擦式提升機在工作過程中發生鋼絲繩異常抖動的預防

1）要保證各鋼絲繩具有一致的物理特性，要保證鋼絲繩的長度、質量的一致。要經常檢查鋼絲繩磨損情況，對磨損的鋼絲繩要及時進行更換。在進行鋼絲繩的更換時，要同組進行更換。

2）要嚴格檢查摩擦墊質量與磨損情況，要及時設定摩擦墊的平衡，改善摩擦墊與鋼絲繩張力的平衡情況，應使用良好的彈性摩擦墊。

3）要制定完善的檢測制度，加大培訓力度，禁止不合理、違規、超載等操作，避免人為原因造成的安全隱患[5]。

5 摩擦式的提升機在工作過程中發生鋼絲繩異常抖動的解決措施

1）提升機各個鋼絲繩繩槽的直徑必須相等，要經常對鋼絲繩進行測力、標定，實時了解鋼絲繩使用情況。

2）保證滾筒的圓度、徑向跳動值，要保證提升機各關鍵設備能夠正常工作，能夠很大程度減少鋼絲繩抖動的問題，提高提升機的安全運行能力。

3）使用盤式的制動器，能夠降低制動可靠性低的問題，確保制動過程的平穩，減輕提升機制動過程鋼絲繩的振動，降低事故產生的機率。提升機運行過程的制動能力，影響著提升機的抖動，直接關系著礦井安全生產的大問題，因此，必須定期對制動器進行檢查，確保制動器處于良好狀態。定期檢查項目如下：定期檢查、保養制動器；經常檢查制動片磨損情況，及時調整間隙，使制動器處于最佳制動狀態；制動片安裝檢測裝置，實時監視制動器的技術狀態，發現問題能夠及時處理[6]；定期對制動器進行除灰、除污、除油，加大日常維護檢查；對磨損元件要及時進行更換。

6 結語

提升機目前是礦山使用廣泛的機械傳送設備，它是礦山主要設備之一，它的運行好壞直接關系著礦山安全生產以及經濟效益。許多煤礦企業對摩擦式的提升機在工作過程中發生鋼絲繩異常抖動不夠重視，導致礦山提升機頻頻發生事故。礦山提升機既肩負著貨物的運輸，同時也是礦井備用安全撤離通道，關乎著礦井人員的安全，因此，提升機性能好壞不能忽視，必須加強對提升機的維護保養，要重視提升機出現的抖動問題，及時找出原因徹底解決，減少事故的發生。