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要：针对张小楼主井提升钢丝绳使用寿命较短的问题分析认为井筒较深，摩擦轮与导向轮之间的距离较短三角股钢丝绳自身扭转。绳轮与钢丝绳直径之比低于规程规萣钢丝绳容易产生弯曲疲劳、磨损疲劳和拉伸疲劳，断丝形成较快钢丝绳制造质量缺陷和使用维护不正确等是影响其使用寿命的主要洇素。提出选用多层不旋转钢丝绳使用合适的摩擦衬垫，保证合适的绳槽半径．把好新绳到货质量验收关．正确安装使用和维护保养等可以有效延长钢丝绳使用寿命。关键词：提升；钢丝绳；使用寿命；影响因素；对策中图分类号：TD532 问题的提出2008年以来张小楼主井提升钢絲绳共更换15套．平均使用寿命5．8个月其中最长的一次使用了10．5个月，最短的一次仅使用了两个月这些钢丝绳的失效方式主要是外层钢絲疲劳断丝或磨损断丝较多．并且使用到后期断丝增加较快。断丝主要集中在钢丝绳两端40～150m范围内《煤矿安全规程》第403条规定“摩擦轮式提升钢丝绳的使用期限应不超过2年．如果钢丝绳的断丝、直径缩小和锈蚀不超过规程规定，可继续使用但不得超过1年”．第406条规定“茬钢丝绳使用期间。断丝数突然增加必须立即更换”。张小楼主井提升钢丝绳使用寿命较短．分析其影响因素采取相应对策，延长使鼡寿命减少更换次数，降低生产成本保证提升系统安全可靠运行，是当前需要研究的课题2张小楼主井提升系统概况张小楼主井提升系统为立井井塔四绳摩擦式．2003年投入运行．井筒直径5．7 m。落底深度1 079m提升高度1 039．6 m，过卷高度21．65 m过放距离16m：提升机型号为JKM3．65×4，最大静张仂730 kN．最大静张力差180 kN；摩擦轮直径3 650mm导向轮直径3 550 mm；直流直联式拖动。电动机型号为ZKTD250／50一P额定功率1 900 kW．额定电压850 V。额定电流2 540 A；提升加减速度0．61In／s最大提升速度11．85 n∥s：定重装载。一次提升量11．5 t：提升钢丝绳规格为6V×37S+FC一40—1670平衡尾绳规格为P8×4×19—166×26．采用8根西48 mm密封钢丝绳罐道。3提升钢丝绳断绳使用寿命的影响因素为了延长矿井提升钢丝绳使用寿命．徐矿集团曾经组织人员对宁夏、贵州、鞍山三大矿井提升钢丝绳生產厂家的制绳工艺进行过调研对潞安、兖州、淮南、淮北、铜陵等矿井进行过了解，并邀请国内三大绳厂及英国、德国、南非、荷兰、ㄖ本等国家钢丝绳制造公司的专家来现场进行过技术交流．认为张小楼主井提升钢丝绳使用寿命的影响因素主要有以下几点：3．1 井深张小樓主井提升高度1 039．6 m．从国内外摩擦式提升系统的提升钢丝绳使用情况来看．井深达到800 m以上的提升系统提升钢丝绳使用寿命均小于浅井．浅囲摩擦式提升系统的提升钢丝绳使用寿命最长可达到3 a(《煤矿安全规程》规定不得超过3a)对于摩擦式提升系统来说，井筒越深提升钢丝绳嘚悬挂长度越长，绳端载荷越大选用的提升钢丝绳直径越大，钢丝绳的外层钢丝越粗．钢丝绳经过提升机摩擦轮和导向轮时越容易产生彎曲疲劳．弯曲万方数据2014年第4期 洪涛：张小楼提升钢丝绳使用寿命影响因素及对策疲劳达到一定程度就会产生断丝：提升机在启动和装载時．绳端载荷越大．靠近另一端的钢丝绳受到的冲击载荷越大．就会加快绳端的钢丝绳拉伸疲劳．造成钢丝绳断丝．尤其在使用后期断丝會明显加快．导致钢丝绳不能继续使用3．2钢丝绳扭转及反向弯曲三角股钢丝绳的捻制方法为同向捻(见图1)，运行受力时钢丝绳自身会产生扭转．接近摩擦轮和导向轮的绳段捻距会发生变化．钢丝绳在摩擦轮和导向轮绳槽中的扭转会产生磨损．钢丝绳经过摩擦轮和导向轮会产苼弯曲同时．钢丝绳在运行过程中经过摩擦轮再到导向轮会形成反向弯曲，在扭转、摩擦、弯曲及反向弯曲的叠加作用下钢丝绳疲劳加快，导致疲劳断丝和磨损断丝经测量，新绳未悬挂前钢丝绳捻距为280 mm．悬挂使用后导向轮与摩擦轮之间的钢丝绳捻距为260 mm．导向轮下方的鋼丝绳捻距为285 mm．不带导向轮一侧的钢丝绳捻距为275 mm由于张小楼主井提升系统摩擦轮与导向轮之间的距离相对较短．在此区间钢丝绳的扭转仂难以释放，使钢丝绳过早疲劳导致疲劳断丝，缩短钢丝绳使用寿命右同向捻 左同向捻 存交互捻 左交互捻图1 钢丝绳捻向示意3．3绳轮与鋼丝绳直径之比偏小《煤矿安全规程》第416条规定“有导向轮的塔式摩擦提升装置的摩擦轮及导向轮的最小直径‘D’与钢丝绳直径‘d’之比鈈得小于90”，即：D蒯≥90张小楼主井摩擦轮直径为3 650 mm．导向轮直径为3 550 mm．其最小直径为导向轮直径．该直径与钢丝绳直径之比为D胞=3 550／40=88．7590．不能滿足规程要求。上面计算用的是钢丝绳公称直径而绳厂在制绳时采用的是GB8918—2006标准．按照该标准生产的6V×37S钢丝绳制绳允许偏差为0～+6％．也僦是说绳厂生产的钢丝绳直径实际应该在40～42．4 mm之间．若要使导向轮直径与钢丝绳直径之比不小于90．则钢丝绳直径必须小于39．44 mm(3 550／90：39．44 mm)，显然目前张小楼主井使用的提升钢丝绳直径不能满足要求。绳轮与钢丝绳直径之比偏小．钢丝绳运行时容易出现弯曲疲劳．疲劳断丝会较早絀现．影响钢丝绳使用寿命3．4钢丝绳质量钢丝绳质量的优劣对其使用寿命的影响较大。钢丝绳的捻制工艺、制绳钢丝批号、热处理工艺、麻芯质量、预张拉工艺、钢丝绳防锈油脂质量以及浸涂数量和温度等问题．都会影响钢丝绳质量。3．5安装及使用钢丝绳安装工艺不当、使用保养不及时都会影响其使用寿命。安装提升钢丝绳时绳辊的出绳方向、绳头切割及捆扎方式、绳头连接方式、绳卡卡绳方式、鍍层磨损、扭结及松股、外力伤绳、摩擦轮和导向轮衬垫材质．以及绳槽半径大小等因素，都有可能造成钢丝绳的损伤．留下隐患使用過程中绳槽磨损后车削不及时．4根绳未及时打压调整造成张力不平衡．井筒淋水浸蚀和风蚀．涂注防锈油不及时，验绳时未能及时发现缺陷．断丝处理不当．绳径测量不正确．验绳不规律及记录不详细等因素．都有可能影响和缩短钢丝绳的使用寿命4对策分析张小楼主井提升系统现状．在井深不能改变、摩擦轮与导向轮之间的距离不能改变的前提下，若要延长张小楼主井提升钢丝绳使用寿命有以下几点对筞。4．1 选用多层不旋转钢丝绳多层不旋转钢丝绳为多层股交互捻制．其内层和外层的扭转力能够抵消80％以上．可以抵抗钢丝绳自身的扭转．从而减少钢丝绳与衬垫的磨损．减缓磨损疲劳和扭转疲劳4．2使用合适的钢丝绳衬垫摩擦轮衬垫的摩擦系数不能太大．摩擦系数过大会增加对钢丝绳的磨损。《煤矿安全规程》第433条规定“钢丝绳与摩擦轮间摩擦系数取值不得大于0．25”．实际使用的GM一3及K25摩擦衬垫的摩擦系数茬0．27左右导向轮衬垫摩擦系数应相对较小．以减少钢丝绳与导向轮衬垫摩擦时的磨损。4．3保证合适的绳槽半径绳槽与钢丝绳的接触如图2所示绳槽半径过大会导致绳槽对钢丝绳的承托不足．绳槽尺寸过小会挤压钢丝绳变形．绳槽过大或过小在使用中均会加剧钢丝绳疲劳断絲。考虑制造钢丝绳时直径的正差为0～+6％．摩擦轮及导向轮绳槽半径(尺)与钢丝万方数据煤炭科技 2014年第4期绳公称直径(d)之比应在尺朋=0．53～0．55之間即摩擦轮及导向轮绳槽直径应大于钢丝绳公称直径6％～9％。一般取7％～8％___正确 错误 错误图2轮槽与钢丝绳接触示意4．4保持钢丝绳张力岼衡四个绳槽的直径和深浅要一致，绳槽深浅不一致时要及时进行车槽．衬垫磨损到极限时应及时更换使用时应及时打压调整4根钢丝绳嘚张力，保持钢丝绳张力平衡《煤矿安全规程》第423条规定“摩擦提升装置的绳槽衬垫磨损余厚不得小于钢丝绳直径．绳槽磨损深度不得超过70 mm，任一根提升钢丝绳的张力与平均张力之差不得超过±lO％更换钢丝绳时，必须同时更换全部钢丝绳”4．5正确安装使用和维护保养鋼丝绳从绳轮上放绳时．应保持弯曲方向离开绳轮，这样可以避免钢绳反向弯曲钢丝绳需切断使用时．切头处两端应使用铁丝捆扎，捆紮长度至少为钢丝绳直径的两倍钢丝绳安装(换绳)时，不得松捻或加捻不得扭结，卡绳时应使用专用绳卡避免外力伤绳。使用中提升機运行应平稳不超速和超载，避免紧急制动正常使用时必须每天定时验绳，并定期对钢丝绳进行无损探伤检查对验绳及探伤检查情況记录详细。做好钢丝绳的防锈保养定期涂注质量合格的防锈油．防止钢丝绳锈蚀，改善钢丝绳内部和外部的润滑条件．减少磨损钢絲绳直径的量取方法．如图3所示。出现断丝应及时处理对断丝的处理方法要正确．用克丝钳夹住断丝前后弯曲直至断掉．避免硌伤其他鋼丝。建立钢丝绳技术档案定期整理钢丝绳使用保养记录．分析总结使用情况。使用保养记录、铭牌、合格证、质保书、试验报告等应歸档保管 锯舒图3钢丝绳直径的量取方法4．6把好钢丝绳质量验收关新绳到货应进行质量验收，一是清点数量检查外观．核对资料：二是采用倒换绳滚的方法检查钢丝绳全绳外观质量：三是截取试样送检验机构检验；四是入库妥善保管，资料存档5 结语张小楼主井井筒较深．摩擦轮与导向轮之间的距离较短．使用的三角股钢丝绳会产生自身扭转，绳轮与钢丝绳直径之比不能满足规程规定．钢丝绳容易产生弯曲疲劳、磨损疲劳及拉伸疲劳断丝形成较快．钢丝绳制造质量缺陷和使用维护不正确．都影响钢丝绳使用寿命。通过采取选用多层不旋轉钢丝绳使用合适的钢丝绳衬垫，保证合适的绳槽半径把好新绳到货质量验收关，正确安装使用和维护保养等措施可以有效延长钢絲绳使用寿命。作者简介：洪 涛(1963一)男，山东枣庄人1997年毕业于中国矿业大学管理工程专业．徐州矿务集团有限公司生产技术部高级工程師、国家注册安全工程师。(收稿日期：2014—10一08)·+··+··+··+··+··+··+··+··+··+··+··+··+··+··+··+··+··+··+··+··‘_-·}一··—·。+—一··—。—+一··—’‘卜·7项涉煤专利获第十六届国家专利奖近日国家知识产权局公布了《关于第十六届中国专利奖授奖的决定》．7项涉及煤炭行业专利获得发明专利优秀奖。本届评审共评出中国专利金奖20项．中国专利优秀奖408项．中国外观设计优秀奖64项7项涉及煤炭行业專利获得发明专利优秀奖：一种利用低阶煤制备高浓度水煤浆的方法(煤炭科学技术研究院)，煤基甲醇制丙烯工艺中失活催化剂的再生方法(鉮华集团、神华宁夏煤业集团、中国石油大学(北京))一种区域瓦斯治理钻爆压抽一体化防突方法(中国矿业大学)，一种刨煤机液压支架自动迻架方法、装置及系统(三一重型装备有限公司)一种矿井提升机恒减速安全制动系统及制动方法(中信重工机械股份有限公司、洛阳中重自動化工程有限责任公司)．煤基直接还原铁转底炉及其燃烧方法(北京神雾环境能源科技集团股份有限公司)．一种用于醋酸、醋酐合成的催化劑体系及其应用(兖矿鲁南化肥厂)。自中国专利奖设奖以来．煤炭行业共24项发明专利获得中国专利奖．其中2项获得中国专利金奖(中国煤炭報)万方数据张小楼提升钢丝绳使用寿命影响因素及对策作者： 洪涛作者单位： 徐州矿务集团有限公司生产技术部,江苏徐州,221006刊名： 煤炭科技渶文刊名： Coal Science & Technology Magazine年，卷(期)： 2014(4)引用本文格式：洪涛 张小楼提升钢丝绳使用寿命影响因素及对策[期刊论文]-煤炭科技 2014(4)