多繩摩擦提升鋼絲繩防滑方法

1、多繩摩擦提升鋼絲繩防滑方法    摘 要:多繩摩擦提升機(jī)提升鋼絲繩防滑研究一直受到礦山用戶的關(guān)注,采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)對(duì)提升鋼絲繩防滑實(shí)施檢測(cè)控制。是多繩摩擦提升機(jī)提高安全性能和增加提升高度的有效途徑。對(duì)豎井服役的多繩摩擦提升機(jī),可以通過(guò)升級(jí)改造提升其安全性能。使用輔助夾緊裝置增加提升鋼絲繩防滑安全系數(shù),可以有效抑制提升鋼絲繩打滑,保證礦井提升安全。 關(guān)鍵詞:多繩摩擦提升機(jī)提升鋼絲繩防滑輔助夾緊裝置 中圖分類號(hào):TD534 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2010)08-0149-02 目前,國(guó)內(nèi)礦山豎井提升機(jī)中,因多繩提升機(jī)有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而普

2、遍應(yīng)用。多繩提升機(jī)是利用提升鋼絲繩與主導(dǎo)輪摩擦襯墊之間的摩擦力帶動(dòng)鋼絲繩使容器移動(dòng),完成升降重物任務(wù)的。生產(chǎn)實(shí)踐表明,如果使用不當(dāng),鋼絲繩就會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng),一直以來(lái),多繩提升機(jī)鋼絲繩防滑一直是亟待解決的問(wèn)題。因此,應(yīng)對(duì)鋼絲繩滑動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)分析。并采取相應(yīng)措施,防止鋼絲繩打滑造成事故。 1 摩擦提升不打滑的條件 圖1為塔式JKM型多繩提升機(jī)示意圖。 1.主導(dǎo)輪 2.導(dǎo)向輪 3.提升鋼絲繩 4.提升容器 5.平衡尾繩 鋼絲繩與主導(dǎo)輪襯墊之間產(chǎn)生的摩擦力極限值 (1) 式中下放側(cè)鋼絲繩拉力,N; e自然對(duì)數(shù)的底,e=2.718; 鋼絲繩與襯墊間摩擦系數(shù); 鋼絲繩在主導(dǎo)輪上圍包角,rad。 主導(dǎo)輪兩側(cè)鋼絲繩

3、拉力差 T= 式中上提側(cè)鋼絲繩拉力,N。 在摩擦傳動(dòng)中,T為產(chǎn)生滑動(dòng)的力,為阻止滑動(dòng)的力,所以摩擦提升中鋼絲繩 不打滑的條件是 寫(xiě)成等式為 式中K防滑安全系數(shù)。 K是大于1的系數(shù),其值愈大愈不會(huì)發(fā)生打滑現(xiàn)象。 (2) 式(2)為鋼絲繩可能逆主導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)方向滑動(dòng)的情況。當(dāng)緊急制動(dòng)時(shí),也可能產(chǎn)生鋼絲繩順主導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)方向的滑動(dòng),此時(shí)的>,同樣有防滑安全系數(shù) (3) 如果和僅為靜力時(shí),則得靜防滑安全系數(shù)以表示;如果和中還計(jì)人慣性力時(shí),則得動(dòng)防滑安全系數(shù)以表示。 由式(2)和式(3)可知,為增加防滑安全系數(shù),可采取以下措施: (1)增加圍包角加設(shè)導(dǎo)向輪可以增加圍包角,但導(dǎo)向輪可使鋼絲繩產(chǎn)生反向彎曲而影

4、響壽命,只有在主導(dǎo)輪直徑大于兩提升容器中心距時(shí),需加設(shè)導(dǎo)向輪。 (2)增加鋼絲繩與襯墊間的摩擦系數(shù)?選用具有高摩擦系數(shù)且耐壓、耐磨的襯墊材料來(lái)達(dá)到,對(duì)于工作環(huán)境惡劣的鋼絲繩,可以涂特種油或松香來(lái)提高摩擦系數(shù)。 (3)增加提升鋼絲繩靜張力即提升重載時(shí)增加下放側(cè)鋼絲繩拉力,而下放重載時(shí)增加提升側(cè)鋼絲繩拉力,通常用平衡尾繩來(lái)解決。 2 鋼絲繩輔助夾緊裝置 在多繩提升機(jī)主導(dǎo)輪上方加裝一套輔助夾緊裝置,在鋼絲繩出現(xiàn)打滑時(shí),油缸壓力升高,夾緊輪產(chǎn)生向下的作用力,推動(dòng)夾緊輪和襯墊一起把鋼絲繩夾緊,瞬時(shí)增加提升鋼絲繩靜張力,使鋼絲繩在襯墊繩槽內(nèi)的防滑安全系數(shù)增大,阻止鋼絲繩打滑。 2.1 鋼絲繩滑動(dòng)檢測(cè)方法

5、多繩提升機(jī)正常工作時(shí),鋼絲繩同主導(dǎo)輪間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),屬于純滾動(dòng),鋼絲繩的線速度同主導(dǎo)輪線速度相等。如果不考慮鋼絲繩在主導(dǎo)輪襯墊間的蠕動(dòng)現(xiàn)象,則可以通過(guò)分別檢測(cè)鋼絲繩和主導(dǎo)輪運(yùn)動(dòng)速度來(lái)判斷是否出現(xiàn)打滑,鋼絲繩線速度 (4) 使用轉(zhuǎn)速傳感器分別檢測(cè)鋼絲繩和主導(dǎo)輪速度,轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送到控制計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行比對(duì)判斷是否產(chǎn)生滑動(dòng)。當(dāng)出現(xiàn)打滑時(shí),計(jì)算機(jī)發(fā)出指令,執(zhí)行元件即可動(dòng)作,夾緊輪同襯墊把鋼絲繩夾緊,阻止鋼絲繩打滑。 2.2 輔助夾緊裝置工作原理 分別在夾緊輪和主導(dǎo)輪上安裝轉(zhuǎn)速傳感器,檢測(cè)鋼絲繩和主導(dǎo)輪運(yùn)動(dòng)速度。夾緊輪以液壓為動(dòng)力,提升機(jī)正常工作時(shí),油缸產(chǎn)生預(yù)壓力,確保夾緊輪在鋼絲繩上純滾動(dòng),這

6、樣夾緊輪轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)出就是鋼絲繩運(yùn)行速度,此時(shí)夾緊輪軸兩端的摩擦制動(dòng)輪橡膠胎面同主導(dǎo)輪保持12mm間隙,隨夾緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)。如果在加、減速階段出現(xiàn)鋼絲繩打滑現(xiàn)象,傳感器信號(hào)通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出指令,夾緊裝置油缸油壓增大,夾緊輪正向壓緊鋼絲繩,相當(dāng)于鋼絲繩對(duì)主導(dǎo)輪摩擦襯墊的正壓力增大,從而提高防滑安全系數(shù),此時(shí)的摩擦力可以阻止鋼絲繩打滑,同時(shí)夾緊裝置的2個(gè)摩擦制動(dòng)輪和主導(dǎo)輪接觸,摩擦制動(dòng)輪在主導(dǎo)輪上純滾動(dòng),干涉夾緊輪隨鋼絲繩運(yùn)動(dòng),這樣,輔助夾緊裝置在多繩提升機(jī)正常工作時(shí),能起到提高防滑安全系數(shù)作用,防止鋼絲繩在加、減速階段出現(xiàn)打滑。當(dāng)傳感器轉(zhuǎn)速信號(hào)一致時(shí),計(jì)算機(jī)判定鋼絲繩滑動(dòng)解除,油缸壓力降低,夾緊裝置回到

7、待命狀態(tài)。 2.3 安全制動(dòng)時(shí)防滑分析 多繩摩擦提升機(jī)安全制動(dòng)時(shí),必須滿足礦山安全規(guī)程規(guī)定:制動(dòng)力矩不得小于最大靜力矩的3倍;在上提重載時(shí),安全制動(dòng)減速度5m/s2,同時(shí)小于防滑極限減速度;在下放重載時(shí),安全制動(dòng)減速度1.5m/s2,又要小于防滑極限減速度。同時(shí)滿足以上條件是困難的,以某礦石主井JKM2.86提升機(jī)試驗(yàn)為例,在完成液壓站二級(jí)制動(dòng)改造后,上提重載或下放重載試驗(yàn)時(shí)都出現(xiàn)明顯的鋼絲繩打滑現(xiàn)象。 根據(jù)防滑條件,制動(dòng)力矩應(yīng)滿足 提升重載時(shí):(5) 下放重載時(shí):(6) 式中提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量,kg; R主導(dǎo)輪半徑,m; Q提升載重,N R礦井提升阻力,N 由式(5)、式(6)可以看出,輔助

8、夾緊裝置對(duì)多繩提升系統(tǒng)的安全制動(dòng)力矩不會(huì)造成影響,因輔助夾緊裝置質(zhì)量較小,對(duì)多繩提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量影響可以忽略不計(jì)。另外,輔助夾緊裝置安裝在主導(dǎo)輪軸承座上,其夾緊的作用力不會(huì)傳到井塔或井架上。 當(dāng)實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng),鋼絲繩打滑時(shí),傳感器將檢測(cè)信息輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)即對(duì)輔助夾緊裝置發(fā)出動(dòng)作指令,油缸油壓達(dá)到設(shè)定壓力,夾緊輪迅速同摩擦襯墊夾緊鋼絲繩,同時(shí)兩端摩擦制動(dòng)輪的橡膠胎面在壓力作用下變形緊貼在主導(dǎo)輪上,迫使鋼絲繩同夾緊輪同步運(yùn)動(dòng)而不滑動(dòng),阻止鋼絲繩在主導(dǎo)輪上打滑。 3 結(jié)語(yǔ) 通過(guò)以上分析不難看出,使用輔助夾緊裝置可以較好地解決鋼絲繩打滑問(wèn)題,在多繩提升機(jī)進(jìn)行安全制動(dòng)試驗(yàn)中看到:提升鋼絲繩出現(xiàn)打滑,即便采用二級(jí)液壓制動(dòng),鋼絲繩和摩擦襯墊間也有滑動(dòng)現(xiàn)象。針對(duì)目前豎井多