煤峪口礦提升機(jī)鋼絲繩調(diào)節(jié)方法研究

杜小琴

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)煤峪口礦，山西 大同 037003）

煤峪口礦主井提升機(jī)為JXMD 型，理論最大允許提升速度為6.1 m/s，提升深度為241 m，提升機(jī)鋼絲繩數(shù)量為6 根，天輪直徑為4 m，提升機(jī)罐籠和井壁之間的距離約為200 mm。該提升機(jī)在運(yùn)行過程中多次出現(xiàn)鋼絲繩嚴(yán)重抖動問題，導(dǎo)致提升罐籠和軌道相撞，而且提升機(jī)罐籠和罐道之間的尼龍?zhí)坠艽嬖谥鴩?yán)重的磨損不均勻現(xiàn)象，經(jīng)過分析是由于在提升過程中鋼絲繩的張力分布不均勻?qū)е碌?，?jīng)多次調(diào)整并未得到徹底的解決。為了確保提升安全，該礦對提升機(jī)采取了限速措施，其最大提升速度不得大于2 m/s，嚴(yán)重影響了提升效率和安全性。

本文提出了一種新的提升機(jī)鋼絲繩調(diào)節(jié)方法，以振波法和基準(zhǔn)線繩槽深度測量法為基礎(chǔ)，對調(diào)繩方案進(jìn)行了研究。通過振波法測量，各鋼絲繩中的張力最大偏差約為1.4 s，比優(yōu)化前的8.7 s 降低了83.9%，使煤峪口礦提升機(jī)最大運(yùn)行速度由2 m/s 提升到了4.12 m/s，比優(yōu)化前提升了2.06 倍，顯著地提升了提升機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

1 提升機(jī)鋼絲繩張力不均勻分析

通過分析，影響鋼絲繩張力的因素主要包括鋼絲繩長度不一致、鋼絲繩的直徑不同、鋼絲繩本身彈性模量不一致、鋼絲繩平衡系統(tǒng)故障等。為了確定煤峪口礦鋼絲繩張力不一致的最終原因，組織對以上四個(gè)因素進(jìn)行了逐一排查，結(jié)果如下[1]：

（1）鋼絲繩長度影響。該提升機(jī)共有6 組鋼絲繩，若鋼絲繩的長度不一致，在提升過程中短的一根將承受大量的載荷，使磨損加劇、使用壽命降低、提升罐籠偏位等。利用長度測量儀對6 組鋼絲繩的長度進(jìn)行測量，其最大偏差量僅1.5 mm，完全在理論設(shè)計(jì)要求內(nèi)。

（2）鋼絲繩直徑影響。鋼絲繩直徑不同會導(dǎo)致在運(yùn)行過程中鋼絲繩的運(yùn)行行程差異，進(jìn)而導(dǎo)致張力分配不均勻。根據(jù)實(shí)際分析，JXMD 型提升機(jī)的鋼絲繩直徑若相差1 mm，那么在一個(gè)行程中，兩個(gè)鋼絲繩的運(yùn)行長度將相差約147 mm。利用游標(biāo)卡尺對6 組鋼絲繩直徑進(jìn)行測量，其最大偏差約為0.1 mm，滿足理論設(shè)計(jì)要求。

（3）鋼絲繩彈性模量影響。鋼絲繩的彈性模量會影響到受力時(shí)的伸長量，伸長量不同，單位面積上的張力就不一致。根據(jù)分析，6 組鋼絲繩均從同一個(gè)廠家采購，入場性能測試報(bào)告顯示器彈性模量一致。

（4）平衡系統(tǒng)因素。鋼絲繩的平衡系統(tǒng)是調(diào)節(jié)張力不平衡的裝置，一旦出現(xiàn)故障或者偏差量過大，將導(dǎo)致鋼絲繩的伸縮量不一致，進(jìn)而引起張力不平衡。

通過對以上四個(gè)因素的分析，鋼絲繩長度偏差、鋼絲繩直徑偏差、鋼絲繩的彈性模量偏差均在正常范圍內(nèi)且偏差量很小，因此不是導(dǎo)致煤峪口礦提升機(jī)出現(xiàn)鋼絲繩張力不平衡的因素。而平衡系統(tǒng)中摩擦襯塊磨損后松動，導(dǎo)致偏位，與鋼絲繩的摩擦加劇，進(jìn)一步加速了襯墊的磨損，使摩擦輪的直徑縮小，造成了鋼絲繩在運(yùn)行過程中位移量的偏差，進(jìn)而導(dǎo)致張力不平衡的產(chǎn)生。

2 鋼絲繩張力平衡調(diào)節(jié)

根據(jù)煤峪口礦提升機(jī)鋼絲繩張力不平衡原因的分析，對提升機(jī)鋼絲繩張力不平衡的調(diào)節(jié)關(guān)鍵是先確定各個(gè)摩擦輪的磨損量，然后對其進(jìn)行更換，最后再進(jìn)行張力調(diào)整，使各組鋼絲繩的張力調(diào)整到一致后再運(yùn)行[2]。

該調(diào)節(jié)的難點(diǎn)在于對摩擦輪直徑的精確定位和測量。由于JXMD 型提升機(jī)為單制動盤結(jié)構(gòu)，常用的繩槽直徑測量的方法無法進(jìn)行定位和測繪。經(jīng)過多次試驗(yàn)后，項(xiàng)目組提出了一種新的測繪方案，在要測量的摩擦輪的下側(cè)設(shè)置一條激光水準(zhǔn)線，確保測量時(shí)摩擦輪的中心線處的水平度，測量時(shí)在摩擦輪上設(shè)置四個(gè)點(diǎn)（四個(gè)點(diǎn)的連線相互垂直）從而可以逐個(gè)測量出摩擦輪的磨損量。摩擦輪襯塊磨損量測試原理圖如圖1[3]。

圖1 摩擦輪襯塊磨損量測試原理圖

6 個(gè)襯塊磨損量測試結(jié)果見表1。

由表1 可知，摩擦輪2 的磨損量平均比其他幾個(gè)輪大了2.25 mm，由此證明了該輪磨損量增加，導(dǎo)致了2 號鋼絲繩的行程和其他鋼絲繩出現(xiàn)了不一致，進(jìn)而導(dǎo)致了鋼絲繩的張力不平衡。因此，對2號摩擦輪進(jìn)行了更換，更換后重新調(diào)整各鋼絲繩的張緊力，然后利用振波法對張力情況進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果再進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到各鋼絲繩的張緊力達(dá)到一致[4]。

表1 摩擦輪磨損情況匯總表

為了確保在后續(xù)使用過程中鋼絲繩張力的一致性，煤峪口礦同步達(dá)到了提升機(jī)鋼絲繩張緊力監(jiān)測方案和維護(hù)要求，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過程中的異常，第一時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，避免出現(xiàn)運(yùn)行異常。自調(diào)整后各鋼絲繩中的張力最大偏差約為1.4 s，比優(yōu)化前的8.7 s 降低了83.9%，使煤峪口礦提升機(jī)最大運(yùn)行速度由2 m/s 提升到了4.12 m/s，比優(yōu)化前提升了2.06 倍，有效地提升了礦井提升機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

3 結(jié)論

針對煤峪口礦提升機(jī)鋼絲繩張力不均衡導(dǎo)致的提升機(jī)運(yùn)行過程中振動大、安全性差的現(xiàn)狀，提出了一種新的鋼絲繩調(diào)繩方法，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用表明：

（1）鋼絲繩長度不一致、鋼絲繩的直徑不同、鋼絲繩本身彈性模量不一致、鋼絲繩平衡系統(tǒng)故障是導(dǎo)致提升機(jī)鋼絲繩產(chǎn)生張力不平衡的主要原因。

（2）在摩擦輪的下側(cè)設(shè)置一條激光水準(zhǔn)線，確保測量時(shí)摩擦輪的中心線處的水平度，測量時(shí)在摩擦輪上設(shè)置四個(gè)點(diǎn)（四個(gè)點(diǎn)的連線相互垂直），從而可以逐個(gè)測量出摩擦輪的磨損量。該方案測試方法簡單，有效解決了傳統(tǒng)測量方案偏差大的不足。

（3）自調(diào)整后各鋼絲繩中的張力最大偏差比優(yōu)化前降低了83.9%，使煤峪口礦提升機(jī)最大運(yùn)行速度比優(yōu)化前提升了2.06 倍，有效地提升了礦井提升機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。