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矿井提升机钢丝绳使用与维护研究

发布时间:2019-12-12 11:08 文章来源:未知 文章编辑:admin 点击数:

千万吨矿井中较多采用主立井提升方式,大载荷箕斗运输尚未成熟,矿井提升机钢丝绳在实际使用过程中属于损耗性材料,其安全性在整个提升系统中十分重要,目前针对多绳摩擦式提


     千万吨矿井中较多采用主立井提升方式,大载荷箕斗运输尚未成熟,矿井提升机钢丝绳在实际使用过程中属于损耗性材料,其安全性在整个提升系统中十分重要,目前针对多绳摩擦式提升机钢丝绳的各种载荷情况已有学者对其进行受力模拟分析以及疲劳寿命研究,为了能够细化钢丝绳保养内容,减小钢丝绳磨损,文章以JKM①5×6多绳摩擦式提升机为例,对钢丝绳加速段受力情况进行分析计算,并提出具体的安全使用措施。
1矿用提升机钢丝绳分类
1.1钢丝绳的组成
提升钢丝绳是若干细钢丝捻成股,再由6个绳股用绕绳芯捻成绳而成。钢丝绳绳芯分为:纤维芯(FC)、天然纤维芯(NF)、合成纤维芯(SF)、金属芯钢丝绳(IWR)。纤维芯钢丝绳柔软,弯曲性能良好,钢丝绳在受到撞击或者冲击时,纤维芯可以起到缓冲作用,而且纤维芯储油性能良好,内部有足够润滑,减少钢丝的腐蚀。金属绳芯破断拉力大,抗挤压、耐高温,但柔软度较低,结合成本等原因矿用提升机一般选用纤维芯钢丝绳。
1.2钢丝绳的分类、特点及应用(1)钢丝绳捻向分类。钢丝绳根据捻向分类可分为同向捻、交互捻、混合捻,根据捻制方向用两个字母(Z或S身)表示。第一个字母表示钢丝在股中服的捻制方式,第二个字母表示股在钢丝中的捻制方式,即SZ表示右旋交互捻、Zs表示左旋交互捻ZZ表示右旋同向捻、SS表示左旋同向捻。
在矿用摩擦式提升机钢丝绳的使用过程中的使用数量多都为4绳或6绳,钢丝绳将以左旋捻向、右旋捻向交替布置,这种布置方法会使钢丝绳相互受力均匀,如采用相同类型钢丝绳,那么钢丝绳在使用过程中极易受力松散。
同向捻钢丝绳优点:钢丝成股和股成绳时绕制方向相同,钢丝绳的挠性好,较交互捻钢丝绳相比钢丝绳与滚筒绳槽接触面积大,摩擦力较强。缺点:若不采用预变形处理,易松散和扭转。交互捻钢丝绳优点:钢丝成股和股成绳时绕制方向相反,不容易松散,相比较同向捻钢丝绳来讲不容易松散就不容易产生断丝,在大功率摩擦式提升机使用的过程中松绳必然会导致断丝增加。缺点:挠性稍差,钢丝绳与滚筒接触面积较同向捻钢丝绳比较相对较小,摩擦力较小,提升机在运行过程中会出现轻微滑绳现象,在这种运行条件下,对提升机钢丝绳首绳油缸的调节就变得十分重要。
(2)按钢丝在股中互相接触情况分。按照钢丝绳之间的接触状态分为点、线、面三种接触形式,故分为点、线、面接触钢丝绳。①点接触钢丝绳。各层钢丝之间呈点接触。这种钢丝绳的绳股均用同一规格型号钢丝捻制而成,但钢丝间接触应力大,特别是钢丝绳在绕过滚筒和导向轮时,钢丝受到二次弯曲、拉伸和横向挤压,受力情况复杂,钢丝易产生滑移。钢丝绳耐疲劳行较差,安全性较低,目前提升机钢丝绳已不选用此类型钢丝绳。②线接触钢丝绳。线接触钢丝绳的绳股内相邻钢丝是等捻距热成,呈线状态接触,股内各尽钢丝互相平行也叫平行挖钢丝绳。这种钢丝绳耐疲劳性能好,股内相对滑动较小,结构紧密,无二次弯曲现象,使用寿命相对较长。③面接触钢丝绳。面接触钢丝绳是由线接触钢丝绳发展来的,它是将线接触钢丝绳般进行锻打、轧制或模拔加工,使钢丝产生塑性变形而呈面接触状态。面接触锅然绳具有结构紧密,表面光滑,不易变形,钢丝间接触面积大、刚性强和耐磨损等优点,除无二次弯曲,三次弯曲应力也同样较小,破断拉力高,但是相比较线性钢丝绳其柔韧性较差。
2矿用提升机钢丝绳的使用与维护
2.1钢丝绳使用的影因素
(1)提升机加速段受力分析。在矿用提升机正常运行过程当中,站行轨迹分为4段,第1段为加速度段,在提升机开始运行后,主电机通过变频器来进行调速,变频器通过矢量控制将提升机加速度控制在额定数值,当在加速段主电机力矩将达到峰值,第2段为匀速段,当提升机速度达到给定速度后将保持进行一段时间,提升机匀速运行时主电机力知数值将保持平稳,第3段为减速段,提升机通过变频器控制进行减速,在此期间制动系统不会产生制动力矩,主电机力矩数值将降低.第4段为爬行段,提开容器即将到达规定位置时会以低速进行爬行,减少提开容器进入四角罐道的冲击。提升机在加速段产生力矩峰值,而提升机产生力矩峰值的点即钢丝绳在滚筒上受力最大点,以507有效载荷、滚筒及导向真径5a、加速度0.85a/s3,具体计算如下:
①有效载荷力矩
m=M,一码,=50T T.一(,一w)xgxd
=50×10'kg×98N/kg×2.5m
=1125kNm从为主箕斗侧总质量:m,为主美斗侧总质量;工为有效载药产生的力矩。
②加速度力矩
T-dxax(,+烘:+W号+W和)×1.05
=2.5m×0.85m'9*×(200000N+54000N +14000N)×1.05
-776kNm T乙为加速度产生的力矩:为电机和滚简的变径质量:
an为导向轮的变径质量。
③加速点力矩
T…=Tv+T,
-1125kNm+776itNm
=190lkNm m为加婆点力矩峰值。
通过计算分析出,加速点力矩为等速段力矩的1.7倍左右,所以日常检查与雀护时,站行在加速段的钢丝绳要进行重点检查。
(2)制动系统对钢丝绳的影响。目前矿井提升机制动系统多采用双制动盘、双液压站、多制动单元方式,制动单元常闭,液压松闹,并且使用多种制动方式,包括恒减速制动、恒力矩制动,提升机通过闹控系统、液压站相配合,将安全制动减速度控制在1.5~5a/s*,保证在各种载荷和提升状态下不会产生滑绳。如制动系统不能满足更减速或恒力矩制动要求,减速度大于n/时提升机极易产生滑绳。对于提升机钢丝绳乃至整个提升系统都会产生较大影响。
(3)摩擦村块。目前国内提升机摩擦村块大多采用德国进口25摩擦村块,摩擦系数能达到0.25,摩擦村块根据煤炭安全规程要求,摩擦衬块必需满足以下条件必须更换:①天轮绳棉村垫磨损达到1根钢丝绳直径深度,或者沿侧面磨损达到钢丝绳直径的1/2.②摩擦绳轮绳端衬垫磨损剩余厚度小于钢丝绳直径,绳槽磨损深度超过70m。合理的绳箱尺寸,应使钢丝绳与槽底紧密贴合并保持必要的间隙,此间隙是考虑到钢丝绳在工作时有向两侧分开的倾向。由于副丝绳新绳直径是通常公称直径的1.02~1.05倍,在使用中例丝绳磨损至公称直径的90%才需更换。因此,在更换新绳后必须车削绳槽,减小钢丝绳的挤压变形。
22钢绳日常维护
(1)洞滑与防腐。矿用提升机钢丝绳一般采用A级或AB级敏锌钢丝绳,绳芯采用纤维绳芯,绳芯内部存有增摩脂(戈培油)。其作用为减少钢丝绳绳丝之间的磨损,在提升机运行过程中会受到拉伸力、扭转力、弯曲力,钢丝之间、钢丝绳与摩擦村块之间都存在磨损,而油脂的作用就是减少他们之间的磨损,在新钢丝绳运行一段时间后,钢丝绳出油量会加大,这时需进行及时清理,而且大多数提升机安装在井简较深的矿井,井简落水较大,因此,井简内潜水对钢丝绳也存在腐蚀,为防止钢丝绳腐蚀,当纤能芯中戈培油流失较多后,应及时对钢丝绳进行涂油。
(2)防止超载。由于立并提升系统较为复杂,矿井生产过程中,主立并提升机会因二次装载、定容装置超载等原因造成提升机超载,在超载运行期间整段钢丝绳受力均较正常运行偏大,尤其在提升机加速段,提升机钢丝绳受力更大,所以在运行过程中严防提升机超载。
(3)防止钢丝绳脱槽。受井简整备质量、首绳调节油缸、滚轮罐耳、摩擦村块等影响,提升容器在井筒内运行过程中探动量会发生变化,受上述因素影响钢丝绳采动量也会发生变化,所以在日常张护中要加强首绳油缸调节,防止出现首绳油缸不受力等情况,而且滚轮罐耳的调节也会对钢丝绳运行产生影响。而且受外部环境影响,翻丝绳绳芯出油量也会发生变化,尤其在冬季温度较低情况下,戈培油容易结块,在运行过程中戈培油容易在绳槽内堆积,当戈培油堆积极较多时极易引发钢丝绳脱础,钢丝绳脱检会对钢丝绳产生磨损甚至会导效钢丝绳无法使用,所以在运行过程中要加强系统维护,增加钢丝绳深动监测保护,防止出现钢丝绳脱增。
3结语
总之,钢丝绳在使用过程中受多方面因素影响,要根据每个影响因素制定相应的维护措施或检修方案,在检修期间,一定要做好钢丝绳的合理使用,消除安全隐患,注重提升过程中的重点环节,对于提升机加速段钢丝绳要加强检查,防止出现提升运输事故,延长钢丝绳使用寿命,提高系统运行可靠性。


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