提升鋼絲繩及連接裝置

提升鋼絲繩及連接裝置目前一頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點絞車提升鋼絲繩及連接裝置 提升鋼絲繩是提升設備的一個重要組成部分,也是比較薄弱的環(huán)節(jié),它不僅直接關系到礦井的正常生產和人員的生命安全,其規(guī)格尺寸還將決定絞車的規(guī)格。在礦井整個服務年限中,是需要經常更換的易耗品,所以它又關系到設備的經濟運轉問題。因此,對于提升鋼絲繩必須予以足夠的重視。目前二頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點第一節(jié)提升鋼絲繩的安全使用一、鋼絲繩的結構、類別、特征及常用規(guī)格1、鋼絲繩的結構 鋼絲繩是由多根鋼絲捻制成股,再由若干股繞繩芯捻制成螺旋形狀的鋼絲繩。如圖所示。目前三頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點

1－股芯；2－內層鋼絲；3－外層鋼絲； 4－繩芯；5－繩股；6－鋼絲繩

鋼絲繩結構圖

目前四頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 在由鋼絲捻成繩股時,一般有股芯,股芯可以由不同斷面形狀的鋼絲組成；在由繩股捻制成繩時要有繩芯,繩芯分金屬繩芯和纖維繩芯兩種,金屬繩芯由鋼絲組成,纖維繩芯最好采用劍麻,劍麻有較大的抗擠壓和抗損壞性能。我國劍麻較少,多采用黃麻代替（黃麻性能不如劍麻）。近年來,已開始研究和采用合成纖維繩芯。繩芯的作用是：目前五頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 （1）支持繩股,保持鋼絲繩的斷面形狀,減少鋼絲的擠壓和變形,還可降低繩股間鋼絲的接觸應力； （2）由于繩芯富有彈性,在鋼絲繩彎曲時,允許繩間和鋼絲間有相對移動,以緩和彎曲應力,因而使鋼絲繩富有彈性； （3）貯存潤滑油,預防鋼絲繩內部鋼絲銹蝕并減少鋼絲間的摩擦。目前六頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 礦用提升鋼絲繩的鋼絲是由優(yōu)質碳素結構圓鋼冷拔而成的,一般直徑為0.4～4mm.直徑過細的鋼絲易于磨損,過粗則難以保證抗彎疲勞性能。鋼絲的抗拉強度一般為1400～2000MPa。傾斜井巷提升絞車一般用1470～1870MPa幾種。鋼絲的抗拉強度越大,同樣直徑的鋼絲繩可以承受的載荷越大,但其彎曲疲勞性能就有所降低.為了增加鋼絲繩的抗腐蝕能力,鋼絲表面可以鍍鋅,用鍍鋅鋼絲制造的鋼絲繩稱為鍍鋅鋼絲繩,未鍍鋅的鋼絲制造的鋼絲繩稱為光面鋼絲繩。此外,還可以用鋼絲的韌性來標志,分為特號、I號和II號3種。提升礦物用的鋼絲繩可以選用特號或I號韌性的鋼絲繩（提升人員用的鋼絲繩必須用特號韌性的鋼絲繩）。目前七頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 2、鋼絲繩的分類及特點 鋼絲繩有很多種,根據(jù)不同的特點有不同的分類方法,實際上都是從不同的角度來說明鋼絲繩的結構特點。了解這些特點,便于認識不同鋼絲繩的性能。 1）按鋼絲在繩中的捻次來分。 （1）一次捻：由鋼絲直接捻成繩,這種鋼絲繩沒有繩股,多用于起重。 （2）二次捻：先由鋼絲圍繞一個股芯捻成繩股,再由繩股圍繞一個繩芯捻成繩。大部分提升鋼絲繩屬于二次捻。 （3）三次捻：先由鋼絲捻成股,再由股捻成繩,最后由細繩捻成粗繩,這種鋼絲繩多用于鋼索橋梁等,提升一般不用。目前八頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 2）按股在繩中的捻向分。 （1）左捻或S捻,股在繩中按左螺旋方向捻繞。 （2）右捻或Z捻,股在繩中近右螺旋方向捻繞。 3）按絲在股中和股在繩中捻向的關系分。 （1）交互捻（逆捻）：絲在股中（一次捻）和股在繩中（二次捻）捻向相反。 （2）同向捻（順捻）：絲在股中（一次捻）和股在繩中（二次捻）捻向相同。目前九頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 相比而言,同向捻的繩比較柔軟,表面較光滑,與繩輪接觸面積大,彎曲應力小,故壽命較長,有斷絲時容易發(fā)現(xiàn).但這種繩有較大的恢復力,穩(wěn)定性差,易打結。交互捻繩則與上述特點相反。 一般把后兩種分類方法結合起來,分為右同向捻繩,左同向捻繩,右交互捻繩和左交互捻繩4種,如圖

目前十頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點abcd圖8—2鋼絲繩的捻向a――右交互捻；b――左交互捻；c－－右同向捻；d――左同向捻目前十一頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點4〉按鋼絲在股中接觸情況分。(1〉點接觸鋼絲繩：股內相鄰層間的鋼絲成點接觸,一般是由直徑相同的鋼絲捻制而成,通常所說的普通鋼絲繩就是點接觸鋼絲繩,如6×19、6×37普通圓鋼絲繩即屬此類。由于鋼絲間接觸面積很小,所以接觸應力很大,因此使用壽命短。(2〉線接觸鋼絲繩：股內相鄰層間的鋼絲呈平行線接觸狀態(tài),如6X〈19〉、6W〈19〉,6×7普通圓鋼絲繩即屬此類。這類鋼絲繩間接觸面積較大,接觸應力顯著減少,因此壽命增加。目前十二頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點〈3〉填充式鋼絲繩：線接觸鋼絲繩的一種,特點是股內相鄰兩層間配置小直徑鋼絲充填空隙,并保證外層鋼絲形成正常排列,使鋼絲與鋼絲間呈線接觸狀態(tài),如6T〈25〉光面鋼絲繩。這類鋼絲繩空隙小,結構緊密,繩股中的金屬斷面比重增大,因而受力均勻,既柔軟又抗腐,使用壽命長,各種小絞車以使用填充式鋼絲繩為宜。（4)面接觸鋼絲繩：股中鋼絲為異型,異型鋼絲之間成面接觸。所示,這類鋼絲繩結構緊密,剛性強,耐磨且不易變形,適合斜井大型絞車使用。目前十三頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點5〉按繩股的斷面形狀分?！?〉普通圓鋼絲繩：繩股斷面為圓形。這種繩易制造,價格低,礦井提升應用最多.〈2〉異形股鋼絲繩：繩股斷面為三角形和橢圓形鋼絲繩。它具有下列特點：①強度比同直徑的圓股繩高②抗擠壓性能好,在多層纏繞時,過渡比較穩(wěn)定③該繩壽命比圓股繩高④承壓面積比圓股繩大3倍以上,外層鋼絲磨損小。 此外,還有一些具有特殊結構和用途的特鋼絲繩：多層股不旋轉鋼絲繩、密封和半密封鋼絲繩、扁鋼絲繩等。目前十四頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 提升鋼絲繩都是絲一股一繩結構,即先由鋼絲捻成繩股,再由若干股繩芯捻制成螺旋形狀的鋼絲繩由于鋼絲繩中的股數(shù)和捻向的不同,以及股中鋼絲數(shù)目、鋼絲直徑、斷面形狀和排列方式的不同,提升鋼絲繩可以有許多不同的類型,因而性能也不相同,適用條件也不一樣。 鋼絲繩的質量,一方面取決于所用鋼絲的材料和繩的結構,另一方面生產工藝對繩的影響也很大。我國新鋼絲繩標準要求在制造鋼絲繩時對繩股和繩要采用捻后定形工藝。這樣制造出的鋼絲繩結構緊密不易松散,可以提高鋼絲繩的彎曲疲勞強度,稱為不松散鋼絲繩。目前十五頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點3.鋼絲繩的選用原則及常用規(guī)格 選擇鋼絲繩類型時要符合安全技術要求,應考慮使用壽命長、價格便宜、維護方便、供應充足等因素。同時,還要根據(jù)使用條件及鋼絲繩的結構特點,其選用原則主要有以下幾個方面： （1）在井筒淋水大、淋水酸堿度高,以及在回風井中,由于腐蝕嚴重,應選鍍鋅鋼絲繩。 (2)在磨損嚴重的條件下使用的鋼絲繩,如斜井提升等,應選用外層鋼絲較粗的三角形繩股鋼絲繩。 (3)當彎曲疲勞為主要損壞原因時,應選用線接觸式順捻繩和三角股繩。目前十六頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點（4）提升鋼絲繩捻向的選擇多繩摩擦輪提升機采用左右捻各半,單繩纏繞式提升機的鋼絲繩捻向與繩在滾筒上纏繞時的螺旋線方向應一致,目的是防止纏繞時鋼絲繩"松勁"〈即松捻〉.目前單繩纏繞多為右螺旋,所以多選用右同向捻繩。(5)用于溫度高或有明火的地方,如矸石山等,應選用金屬繩芯鋼絲繩。礦用鋼絲繩型號及技術參數(shù)示例見8-1.目前十七頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點二、鋼絲繩的安全系數(shù)及規(guī)定

鋼絲繩的安全系數(shù),等于實測的合格鋼絲繩拉斷力的總和與其所承受的最大靜拉力〈包括繩端載荷和鋼絲繩自重所引起的靜拉力〉之比。 鋼絲繩的安全系數(shù)是衡量提升鋼絲繩安全性能和安全狀況的重要安全技術指標。為確保鋼絲繩的安全使用,在選擇和使用鋼絲繩時,必須保證其安全系數(shù)不小于《規(guī)程》規(guī)定的最低值。 《規(guī)程》規(guī)定:單繩纏繞式提升裝置,專為升降物料時,鋼絲繩的安全系數(shù)最低值為6.5；提升裝置,專為升降物料時,鋼絲繩的安全系數(shù)最低值為7.2~0.0005H；

目前十八頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點傾斜無極繩絞車,專為升降物料時,鋼絲繩的安全系數(shù)最低值為5~0.001L(但不得小于3.5〉; 拉緊裝置用的鋼絲繩,其安全系數(shù)的最低值為5。 其中：H為鋼絲繩懸掛長度,m；L為由驅動輪到尾部繩輪的長度，m。 《規(guī)程》之所以要規(guī)定一個最低安全系數(shù)是因為鋼絲繩在運行中受多種應力的作用、及沖擊載荷、交變負荷作用,為了能足夠的安全,特制定一個最小安全系數(shù),以滿足實際安全提升的需要。當檢驗的安全系數(shù)小于規(guī)定的最低安全系數(shù)時,即在不充分安全的條件下運行,這樣是不允許的,因此必須更換鋼絲繩。因此,《規(guī)程》還規(guī)定:專門提升物料的絞車鋼絲繩,要做定期檢驗,其安全系數(shù)小于5時必須更換。

目前十九頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點三、鋼絲繩的檢驗1.鋼絲繩檢驗的意義 按規(guī)定,鋼絲繩在使用前之所以必須對每根鋼絲做拉斷、彎曲、扭轉試驗,是為了檢驗新繩的物理、機械性能是否滿足使用要求；根據(jù)試驗結果可以算出安全系數(shù),看其是否能達到規(guī)定的安全系數(shù),使用中的鋼絲繩,將主要受拉力、彎曲力、扭轉力的作用,特別是前兩項力的作用,此二項指標對判斷鋼絲繩是否滿足需要具有重要意義。 在用的鋼絲繩只對每根鋼絲做拉斷和彎曲試驗是因為：在用的鋼絲繩主要承受拉力及彎曲力的作用,扭轉力一旦在繩懸掛好之后,變化不大。加之懸掛后銹蝕、繩徑變化等原因,試驗指標很難滿足要求,因此鋼絲繩檢驗標準不對此再作具體要求,通過試驗前兩項指標,基本上可以滿足實際安全生產的需要。目前二十頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點2.鋼絲繩的檢驗周期 鋼絲繩的檢驗應使用符合條件的設備和方法進行,升降物料用的鋼絲繩檢驗周期,自懸掛時起12個月時進行第1次檢驗,以后每隔6個月檢驗1次。 摩擦輪式絞車用的鋼絲繩、平衡鋼絲繩以及直徑為18mm及其以下的專為升降物料用的鋼絲繩〈立井提升用繩除外〉,不受此限。

目前二十一頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點四、鋼絲繩的檢查與維護 在絞車運輸提升過程中,鋼絲繩的具體狀況如何,對絞車的安全運行有著很大的關系。由于新繩出廠到投入使用,經過運輸、儲存、安裝等許多環(huán)節(jié),使用中又受到環(huán)境(如淋水浸蝕〉及故障(如意外卡阻〉等因素的影響,使鋼絲繩不斷受到拉伸、彎曲、發(fā)生斷絲、磨損和銹蝕,給絞車的安全運行帶來很大隱患。因此,必須做定期檢驗,并且加強日常性的檢查與維護,才能保證使用安全。目前二十二頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 絞車提升鋼絲繩要求必須每天至少檢查1次,檢查項目主要是斷絲、磨損、銹蝕和變形等。檢查方法一般是人工目視加上輔助工具(如棉砂、游標卡尺、鋼絲繩探傷儀等〉。1.對鋼絲繩斷絲的檢查。1）對絞車鋼絲繩斷絲的有關規(guī)定。 《規(guī)程》第405條中規(guī)定：各種股捻鋼絲繩在1個捻距內斷絲斷面積與鋼絲總斷面積之比達到下列數(shù)值時,必須更換鋼絲繩： (1)專為升降物料用的鋼絲繩為10%。(2)無極繩絞車鋼絲繩為25%。目前二十三頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點在檢查與計算時要注意以下幾點: (1)若鋼絲繩各鋼絲直徑相同,則可用斷絲數(shù)與總鋼絲數(shù)之比的百分數(shù)來評定。 (2)斷絲鋼絲面積必須按一個捻距內斷絲計算,不能把某一段或把整根鋼絲繩斷面積加起來計算。 (3)每一個捻距可在整根鋼絲繩的任何部位選取,一般選目測斷絲較多部位,各個捻距計算所得百分比取其最大值作為判斷鋼絲繩能否繼續(xù)使用的依據(jù)。 (4)鋼絲總斷面積應以新繩實測結果為準,也可查閱樣本或手冊,但必須與實際使用鋼絲繩核對。目前二十四頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 2〉鋼絲繩捻距的測定. 鋼絲繩捻距就是鋼絲繩每股圍繞繩芯旋轉一周〈3600〉相應兩點間的縱向距離。 測量時,在鋼絲繩的表面平行于鋼絲繩中心線的直線上,取任意一股作記號1,依次按股作記號2、3、4、5、…,如是六股鋼絲繩數(shù)到7,測量記號1~7之間的距離即為鋼絲繩的捻距。如圖8-4所示〈S即為六股鋼絲繩捻距〉。目前二十五頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點8-4六股鋼絲強繩捻距示意圖目前二十六頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點3）鋼絲繩斷絲的檢查方法。 在長期的工作實踐中,人們總結摸索出一套簡單實用的檢查鋼絲繩的方法,那就是用棉紗包住鋼絲繩,使絞車慢速運行,鋼絲斷頭很容易勾起棉紗,斷絲部位便一目了然。當然,也可用鋼絲繩探傷儀檢查,檢查更準確。如CDT-1型鋼絲繩探傷儀,是根據(jù)鋼絲繩部分磁化后,斷絲所產生的磁場變化來確定是否斷絲,能準確的查出鋼絲繩全長的斷絲數(shù)量和斷絲位置。此外,還有GXT-1型鋼絲繩在線無損探傷儀等。目前二十七頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點2.鋼絲繩磨損的檢查 1）對絞車鋼絲繩磨損的有關規(guī)定。 《規(guī)程》規(guī)定：使用中提升鋼絲繩以標稱直徑為準計算的直徑減小量達到10%時,必須更換。 計算方法： 直徑磨損百分值=D標–D實×100%D標 式中D標——鋼絲繩標稱直徑(產品說明書、樣本或標準手冊),mm； D實——實際測得的鋼絲繩外徑,mm。目前二十八頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點2）鋼絲繩直徑的測量。 前面提到,鋼絲繩的直徑分標稱直徑和實際直徑,標稱直徑又叫公稱直徑,可從鋼絲繩產品樣本或手冊中查到。 而鋼絲繩的實際直徑是指正在使用的鋼絲繩外接圓的直徑。必須經過儀器正確測量才能得到準確數(shù)據(jù),一般用游標卡尺進行測量,正確的測量方法如圖8一5a所示。目前二十九頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點圖8一5鋼絲繩直徑的測量a正確b錯誤目前三十頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 尤其要注意的是:鋼絲繩磨損后實際直徑的測定,不應局限在一個或幾個部位,對經常磨損的區(qū)段應多加測點,不能依照各測點直徑磨損的百分值的平均值來判定,而是應取直徑最小值來作計算判定。目前三十一頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點3.對鋼絲繩銹蝕的檢查1)《規(guī)程》對鋼絲繩銹蝕的有關規(guī)定。 (1)提升鋼絲繩的鋼絲有變黑、銹皮、點蝕麻坑等損傷時,不得用作升降人員。 (2)鋼絲繩銹蝕嚴,點蝕麻坑形成溝紋或外層鋼絲松動時,不論斷絲數(shù)或繩徑變細多少,都必須立即更換。 2)鋼絲繩銹蝕的檢查方法。 對絞車鋼絲繩銹蝕的檢查,目前主要依靠人工目視的方法,對整條鋼絲繩逐段進行檢查。目前三十二頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 絞車鋼絲繩在使用中出現(xiàn)上述斷絲、磨損和銹蝕情況比較嚴重時,必須更換新繩。此外,《規(guī)程》第407條中規(guī)定：鋼絲繩在運行中遭受到卡阻、突然停車等猛烈拉力時,必須立即停車檢查,發(fā)現(xiàn)下列情況之一者,必須將受力段剁掉或更換全繩：（1）鋼絲繩產生嚴重扭曲或變形。 (2)斷絲超過《規(guī)程》第405條規(guī)定(專為升降物料的絞車鋼絲繩為10%、無極繩為25%)。 (3)直徑減小量超過《規(guī)程》第406條的規(guī)定〈絞車鋼絲繩為10%〉。 （4）遭受猛烈拉力的一段的長度伸長0.5%以上。在鋼絲繩使用期間,斷絲數(shù)突然增加或伸長突然加快,必須立即更換。目前三十三頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點4.絞車鋼絲繩的管理與維護(1)加強對鋼絲繩的檢查,每天至少1次,發(fā)現(xiàn)特殊情況,應增加檢查次數(shù)。絞車操作工發(fā)現(xiàn)異常情況應及時匯報。 （2)加強井巷維護,發(fā)現(xiàn)淋水要積極匯報處理,使水流入排水溝,避免順軌道淌水腐蝕鋼絲繩。 （3）軌道要干凈整潔,地輥布置合理,間隔適當,保持地輥齊全完好,轉動靈活,潤滑良好,若有損壞,及時更換,避免鋼絲繩直接磨軌道和軌枕。 (4)加強鋼絲繩涂油,按規(guī)定涂防腐油或增磨脂,每月至少應涂油1次。目前三十四頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點涂油前,應充分做好準備工作,首先清除鋼絲繩上的油垢結塊,擦凈鋼絲繩上的淋水,鋼絲繩的涂油方法有以下幾種： （1）人工刷涂法,用手工刷將鋼絲繩泊涂抹或刷在慢速運行的鋼絲繩上或由天輪處向繩上澆油。 (2)壓力噴射，用專用工具產生壓縮空氣將熔化后的鋼絲繩泊噴灑到纏繞在滾筒上的鋼絲繩上。 （3）煮油法,專門的鋼絲繩煮油池,把繩放入,再適當加溫至70~80℃進行煮泡幾天,使繩芯充分吸油。目前三十五頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點五、《規(guī)程》對鋼絲繩繩頭的固定以及使用有接頭鋼絲繩的規(guī)定1.《規(guī)程》對鋼絲繩繩頭在滾筒上固定的規(guī)定 (1)必須有特備的容繩或卡繩裝置,嚴禁系在滾筒軸上。 (2)繩孔不得有銳利的邊緣,鋼絲繩的彎曲不得形成銳角。 (3)滾筒上應經常纏留3圈繩,用以減輕固定處的張力,還必須留有作定期檢驗用的補充繩。目前三十六頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 2.《規(guī)程》對使用有接頭鋼絲繩的規(guī)定(1)有接頭的鋼絲繩,只可在下列設備中使用：①平巷運輸設備；②30℃以下傾斜井巷中專為升降物料的絞車；③斜巷無極繩絞車；④斜巷架空乘人裝置；⑤斜巷鋼絲繩牽引帶式輸送機。（2)在傾斜井巷中使用的鋼絲繩,其插接長度不得小于鋼絲繩直徑的1000倍。目前三十七頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點第二節(jié)保險繩及連接裝置的安全使用一、保險繩的類別及安全使用 傾斜井巷提升時必須加保險繩,其目的是防止鋼絲繩與礦車之間以及礦車與礦車之間連接處斷鏈或斷銷而發(fā)生跑車事故。保險繩應和絞車鋼絲繩規(guī)格相同,其長度必須和規(guī)定串車數(shù)量吻合,以防軋繩或超掛車。 保險繩的形式一般有兩種（1）單繩式保險繩 單繩式保險繩的一端卡在鉤頭上,另一端做成繩扣,用插銷與礦車尾車相接,此時保險繩必須搭在礦車上部,放置穩(wěn)定,防止中途滑落。如圖8-6所示。

目前三十八頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 圖8-6單繩式保險繩目前三十九頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點（2）環(huán)繩式保險繩 這種保險繩是把保險繩圍成圓環(huán)狀,其兩個繩端一并卡在鉤頭上部位置,使用時繩圈套住礦車,其優(yōu)點是不易滑脫,但操作不太方便,如圖8-7所示。目前四十頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點 圖8-7環(huán)繩式保險繩目前四十一頁\總數(shù)四十六頁\編于二十一點二、絞車連接裝置及安全使用 斜巷提升