提升鋼絲繩及連接裝置

提升鋼絲繩及連接裝置絞車提升鋼絲繩及連接裝置 提升鋼絲繩就是提升設(shè)備得一個(gè)重要組成部分,也就是比較薄弱得環(huán)節(jié),她不僅直接關(guān)系到礦井得正常生產(chǎn)和人員得生命安全,其規(guī)格尺寸還將決定絞車得規(guī)格。在礦井整個(gè)服務(wù)年限中,就是需要經(jīng)常更換得易耗品,所以她又關(guān)系到設(shè)備得經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題。因此,對(duì)于提升鋼絲繩必須予以足夠得重視。第一節(jié)提升鋼絲繩得安全使用一、鋼絲繩得結(jié)構(gòu)、類別、特征及常用規(guī)格1、鋼絲繩得結(jié)構(gòu) 鋼絲繩就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得鋼絲繩。如圖所示。

1－股芯;2－內(nèi)層鋼絲;3－外層鋼絲; 4－繩芯;5－繩股;6－鋼絲繩

鋼絲繩結(jié)構(gòu)圖

在由鋼絲捻成繩股時(shí),一般有股芯,股芯可以由不同斷面形狀得鋼絲組成;在由繩股捻制成繩時(shí)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,劍麻有較大得抗擠壓和抗損壞性能。我國(guó)劍麻較少,多采用黃麻代替(黃麻性能不如劍麻)。近年來(lái),已開(kāi)始研究和采用合成纖維繩芯。繩芯得作用就是: (1)支持繩股,保持鋼絲繩得斷面形狀,減少鋼絲得擠壓和變形,還可降低繩股間鋼絲得接觸應(yīng)力; (2)由于繩芯富有彈性,在鋼絲繩彎曲時(shí),允許繩間和鋼絲間有相對(duì)移動(dòng),以緩和彎曲應(yīng)力,因而使鋼絲繩富有彈性; (3)貯存潤(rùn)滑油,預(yù)防鋼絲繩內(nèi)部鋼絲銹蝕并減少鋼絲間得摩擦。 礦用提升鋼絲繩得鋼絲就是由優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)圓鋼冷拔而成得,一般直徑為0、4～4mm、直徑過(guò)細(xì)得鋼絲易于磨損,過(guò)粗則難以保證抗彎疲勞性能。鋼絲得抗拉強(qiáng)度一般為1400～2000MPa。傾斜井巷提升絞車一般用1470～1870MPa幾種。鋼絲得抗拉強(qiáng)度越大,同樣直徑得鋼絲繩可以承受得載荷越大,但其彎曲疲勞性能就有所降低、為了增加鋼絲繩得抗腐蝕能力,鋼絲表面可以鍍鋅,用鍍鋅鋼絲制造得鋼絲繩稱為鍍鋅鋼絲繩,未鍍鋅得鋼絲制造得鋼絲繩稱為光面鋼絲繩。此外,還可以用鋼絲得韌性來(lái)標(biāo)志,分為特號(hào)、I號(hào)和II號(hào)3種。提升礦物用得鋼絲繩可以選用特號(hào)或I號(hào)韌性得鋼絲繩(提升人員用得鋼絲繩必須用特號(hào)韌性得鋼絲繩)。 2、鋼絲繩得分類及特點(diǎn) 鋼絲繩有很多種,根據(jù)不同得特點(diǎn)有不同得分類方法,實(shí)際上都就是從不同得角度來(lái)說(shuō)明鋼絲繩得結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。了解這些特點(diǎn),便于認(rèn)識(shí)不同鋼絲繩得性能。 1)按鋼絲在繩中得捻次來(lái)分。 (1)一次捻:由鋼絲直接捻成繩,這種鋼絲繩沒(méi)有繩股,多用于起重。 (2)二次捻:先由鋼絲圍繞一個(gè)股芯捻成繩股,再由繩股圍繞一個(gè)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(xì)繩捻成粗繩,這種鋼絲繩多用于鋼索橋梁等,提升一般不用。大家有疑問(wèn)的，可以詢問(wèn)和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn) 2)按股在繩中得捻向分。 (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得關(guān)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。 相比而言,同向捻得繩比較柔軟,表面較光滑,與繩輪接觸面積大,彎曲應(yīng)力小,故壽命較長(zhǎng),有斷絲時(shí)容易發(fā)現(xiàn)、但這種繩有較大得恢復(fù)力,穩(wěn)定性差,易打結(jié)。交互捻繩則與上述特點(diǎn)相反。 一般把后兩種分類方法結(jié)合起來(lái),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

abcd圖8—2鋼絲繩得捻向a――右交互捻;b――左交互捻;c－－右同向捻;d――左同向捻4〉按鋼絲在股中接觸情況分。(1〉點(diǎn)接觸鋼絲繩:股內(nèi)相鄰層間得鋼絲成點(diǎn)接觸,一般就是由直徑相同得鋼絲捻制而成,通常所說(shuō)得普通鋼絲繩就就是點(diǎn)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(yīng)力很大,因此使用壽命短。(2〉線接觸鋼絲繩:股內(nèi)相鄰層間得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(yīng)力顯著減少,因此壽命增加?！?〉填充式鋼絲繩:線接觸鋼絲繩得一種,特點(diǎn)就是股內(nèi)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(jié)構(gòu)緊密,繩股中得金屬斷面比重增大,因而受力均勻,既柔軟又抗腐,使用壽命長(zhǎng),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(jié)構(gòu)緊密,剛性強(qiáng),耐磨且不易變形,適合斜井大型絞車使用。5〉按繩股得斷面形狀分。〈1〉普通圓鋼絲繩:繩股斷面為圓形。這種繩易制造,價(jià)格低,礦井提升應(yīng)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。她具有下列特點(diǎn):①?gòu)?qiáng)度比同直徑得圓股繩高②抗擠壓性能好,在多層纏繞時(shí),過(guò)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(jié)構(gòu)和用途得特鋼絲繩:多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩、密封和半密封鋼絲繩、扁鋼絲繩等。 提升鋼絲繩都就是絲一股一繩結(jié)構(gòu),即先由鋼絲捻成繩股,再由若干股繩芯捻制成螺旋形狀得鋼絲繩由于鋼絲繩中得股數(shù)和捻向得不同,以及股中鋼絲數(shù)目、鋼絲直徑、斷面形狀和排列方式得不同,提升鋼絲繩可以有許多不同得類型,因而性能也不相同,適用條件也不一樣。 鋼絲繩得質(zhì)量,一方面取決于所用鋼絲得材料和繩得結(jié)構(gòu),另一方面生產(chǎn)工藝對(duì)繩得影響也很大。我國(guó)新鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)要求在制造鋼絲繩時(shí)對(duì)繩股和繩要采用捻后定形工藝。這樣制造出得鋼絲繩結(jié)構(gòu)緊密不易松散,可以提高鋼絲繩得彎曲疲勞強(qiáng)度,稱為不松散鋼絲繩。3、鋼絲繩得選用原則及常用規(guī)格 選擇鋼絲繩類型時(shí)要符合安全技術(shù)要求,應(yīng)考慮使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格便宜、維護(hù)方便、供應(yīng)充足等因素。同時(shí),還要根據(jù)使用條件及鋼絲繩得結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其選用原則主要有以下幾個(gè)方面: (1)在井筒淋水大、淋水酸堿度高,以及在回風(fēng)井中,由于腐蝕嚴(yán)重,應(yīng)選鍍鋅鋼絲繩。 (2)在磨損嚴(yán)重得條件下使用得鋼絲繩,如斜井提升等,應(yīng)選用外層鋼絲較粗得三角形繩股鋼絲繩。 (3)當(dāng)彎曲疲勞為主要損壞原因時(shí),應(yīng)選用線接觸式順捻繩和三角股繩。(4)提升鋼絲繩捻向得選擇多繩摩擦輪提升機(jī)采用左右捻各半,單繩纏繞式提升機(jī)得鋼絲繩捻向與繩在滾筒上纏繞時(shí)得螺旋線方向應(yīng)一致,目得就是防止纏繞時(shí)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得地方,如矸石山等,應(yīng)選用金屬繩芯鋼絲繩。礦用鋼絲繩型號(hào)及技術(shù)參數(shù)示例見(jiàn)8-1、二、鋼絲繩得安全系數(shù)及規(guī)定

鋼絲繩得安全系數(shù),等于實(shí)測(cè)得合格鋼絲繩拉斷力得總和與其所承受得最大靜拉力〈包括繩端載荷和鋼絲繩自重所引起得靜拉力〉之比。 鋼絲繩得安全系數(shù)就是衡量提升鋼絲繩安全性能和安全狀況得重要安全技術(shù)指標(biāo)。為確保鋼絲繩得安全使用,在選擇和使用鋼絲繩時(shí),必須保證其安全系數(shù)不小于《規(guī)程》規(guī)定得最低值。 《規(guī)程》規(guī)定:單繩纏繞式提升裝置,專為升降物料時(shí),鋼絲繩得安全系數(shù)最低值為6、5;提升裝置,專為升降物料時(shí),鋼絲繩得安全系數(shù)最低值為7、2~0、0005H;

傾斜無(wú)極繩絞車,專為升降物料時(shí),鋼絲繩得安全系數(shù)最低值為5~0、001L(但不得小于3、5〉; 拉緊裝置用得鋼絲繩,其安全系數(shù)得最低值為5。 其中:H為鋼絲繩懸掛長(zhǎng)度,m;L為由驅(qū)動(dòng)輪到尾部繩輪得長(zhǎng)度,m。 《規(guī)程》之所以要規(guī)定一個(gè)最低安全系數(shù)就是因?yàn)殇摻z繩在運(yùn)行中受多種應(yīng)力得作用、及沖擊載荷、交變負(fù)荷作用,為了能足夠得安全,特制定一個(gè)最小安全系數(shù),以滿足實(shí)際安全提升得需要。當(dāng)檢驗(yàn)得安全系數(shù)小于規(guī)定得最低安全系數(shù)時(shí),即在不充分安全得條件下運(yùn)行,這樣就是不允許得,因此必須更換鋼絲繩。因此,《規(guī)程》還規(guī)定:專門提升物料得絞車鋼絲繩,要做定期檢驗(yàn),其安全系數(shù)小于5時(shí)必須更換。

三、鋼絲繩得檢驗(yàn)1、鋼絲繩檢驗(yàn)得意義 按規(guī)定,鋼絲繩在使用前之所以必須對(duì)每根鋼絲做拉斷、彎曲、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn),就是為了檢驗(yàn)新繩得物理、機(jī)械性能就是否滿足使用要求;根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以算出安全系數(shù),看其就是否能達(dá)到規(guī)定得安全系數(shù),使用中得鋼絲繩,將主要受拉力、彎曲力、扭轉(zhuǎn)力得作用,特別就是前兩項(xiàng)力得作用,此二項(xiàng)指標(biāo)對(duì)判斷鋼絲繩就是否滿足需要具有重要意義。 在用得鋼絲繩只對(duì)每根鋼絲做拉斷和彎曲試驗(yàn)就是因?yàn)?在用得鋼絲繩主要承受拉力及彎曲力得作用,扭轉(zhuǎn)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(yàn)指標(biāo)很難滿足要求,因此鋼絲繩檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不對(duì)此再作具體要求,通過(guò)試驗(yàn)前兩項(xiàng)指標(biāo),基本上可以滿足實(shí)際安全生產(chǎn)得需要。2、鋼絲繩得檢驗(yàn)周期 鋼絲繩得檢驗(yàn)應(yīng)使用符合條件得設(shè)備和方法進(jìn)行,升降物料用得鋼絲繩檢驗(yàn)周期,自懸掛時(shí)起12個(gè)月時(shí)進(jìn)行第1次檢驗(yàn),以后每隔6個(gè)月檢驗(yàn)1次。 摩擦輪式絞車用得鋼絲繩、平衡鋼絲繩以及直徑為18mm及其以下得專為升降物料用得鋼絲繩〈立井提升用繩除外〉,不受此限。

四、鋼絲繩得檢查與維護(hù) 在絞車運(yùn)輸提升過(guò)程中,鋼絲繩得具體狀況如何,對(duì)絞車得安全運(yùn)行有著很大得關(guān)系。由于新繩出廠到投入使用,經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、儲(chǔ)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〉等因素得影響,使鋼絲繩不斷受到拉伸、彎曲、發(fā)生斷絲、磨損和銹蝕,給絞車得安全運(yùn)行帶來(lái)很大隱患。因此,必須做定期檢驗(yàn),并且加強(qiáng)日常性得檢查與維護(hù),才能保證使用安全。 絞車提升鋼絲繩要求必須每天至少檢查1次,檢查項(xiàng)目主要就是斷絲、磨損、銹蝕和變形等。檢查方法一般就是人工目視加上輔助工具(如棉砂、游標(biāo)卡尺、鋼絲繩探傷儀等〉。1、對(duì)鋼絲繩斷絲得檢查。1)對(duì)絞車鋼絲繩斷絲得有關(guān)規(guī)定。 《規(guī)程》第405條中規(guī)定:各種股捻鋼絲繩在1個(gè)捻距內(nèi)斷絲斷面積與鋼絲總斷面積之比達(dá)到下列數(shù)值時(shí),必須更換鋼絲繩: (1)專為升降物料用得鋼絲繩為10%。(2)無(wú)極繩絞車鋼絲繩為25%。在檢查與計(jì)算時(shí)要注意以下幾點(diǎn): (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)之比得百分?jǐn)?shù)來(lái)評(píng)定。 (2)斷絲鋼絲面積必須按一個(gè)捻距內(nèi)斷絲計(jì)算,不能把某一段或把整根鋼絲繩斷面積加起來(lái)計(jì)算。 (3)每一個(gè)捻距可在整根鋼絲繩得任何部位選取,一般選目測(cè)斷絲較多部位,各個(gè)捻距計(jì)算所得百分比取其最大值作為判斷鋼絲繩能否繼續(xù)使用得依據(jù)。 (4)鋼絲總斷面積應(yīng)以新繩實(shí)測(cè)結(jié)果為準(zhǔn),也可查閱樣本或手冊(cè),但必須與實(shí)際使用鋼絲繩核對(duì)。 2〉鋼絲繩捻距得測(cè)定、 鋼絲繩捻距就就是鋼絲繩每股圍繞繩芯旋轉(zhuǎn)一周〈3600〉相應(yīng)兩點(diǎn)間得縱向距離。 測(cè)量時(shí),在鋼絲繩得表面平行于鋼絲繩中心線得直線上,取任意一股作記號(hào)1,依次按股作記號(hào)2、3、4、5、…,如就是六股鋼絲繩數(shù)到7,測(cè)量記號(hào)1~7之間得距離即為鋼絲繩得捻距。如圖8-4所示〈S即為六股鋼絲繩捻距〉。8-4六股鋼絲強(qiáng)繩捻距示意圖3)鋼絲繩斷絲得檢查方法。 在長(zhǎng)期得工作實(shí)踐中,人們總結(jié)摸索出一套簡(jiǎn)單實(shí)用得檢查鋼絲繩得方法,那就就是用棉紗包住鋼絲繩,使絞車慢速運(yùn)行,鋼絲斷頭很容易勾起棉紗,斷絲部位便一目了然。當(dāng)然,也可用鋼絲繩探傷儀檢查,檢查更準(zhǔn)確。如CDT-1型鋼絲繩探傷儀,就是根據(jù)鋼絲繩部分磁化后,斷絲所產(chǎn)生得磁場(chǎng)變化來(lái)確定就是否斷絲,能準(zhǔn)確得查出鋼絲繩全長(zhǎng)得斷絲數(shù)量和斷絲位置。此外,還有GXT-1型鋼絲繩在線無(wú)損探傷儀等。2、鋼絲繩磨損得檢查 1)對(duì)絞車鋼絲繩磨損得有關(guān)規(guī)定。 《規(guī)程》規(guī)定:使用中提升鋼絲繩以標(biāo)稱直徑為準(zhǔn)計(jì)算得直徑減小量達(dá)到10%時(shí),必須更換。 計(jì)算方法: 直徑磨損百分值=D標(biāo)–D實(shí)×100%D標(biāo) 式中D標(biāo)——鋼絲繩標(biāo)稱直徑(產(chǎn)品說(shuō)明書、樣本或標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)),mm; D實(shí)——實(shí)際測(cè)得得鋼絲繩外徑,mm。2)鋼絲繩直徑得測(cè)量。 前面提到,鋼絲繩得直徑分標(biāo)稱直徑和實(shí)際直徑,標(biāo)稱直徑又叫公稱直徑,可從鋼絲繩產(chǎn)品樣本或手冊(cè)中查到。 而鋼絲繩得實(shí)際直徑就是指正在使用得鋼絲繩外接圓得直徑。必須經(jīng)過(guò)儀器正確測(cè)量才能得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù),一般用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量,正確得測(cè)量方法如圖8一5a所示。圖8一5鋼絲繩直徑得測(cè)量a正確b錯(cuò)誤 尤其要注意得就是:鋼絲繩磨損后實(shí)際直徑得測(cè)定,不應(yīng)局限在一個(gè)或幾個(gè)部位,對(duì)經(jīng)常磨損得區(qū)段應(yīng)多加測(cè)點(diǎn),不能依照各測(cè)點(diǎn)直徑磨損得百分值得平均值來(lái)判定,而就是應(yīng)取直徑最小值來(lái)作計(jì)算判定。3、對(duì)鋼絲繩銹蝕得檢查1)《規(guī)程》對(duì)鋼絲繩銹蝕得有關(guān)規(guī)定。 (1)提升鋼絲繩得鋼絲有變黑、銹皮、點(diǎn)蝕麻坑等損傷時(shí),不得用作升降人員。 (2)鋼絲繩銹蝕嚴(yán),點(diǎn)蝕麻坑形成溝紋或外層鋼絲松動(dòng)時(shí),不論斷絲數(shù)或繩徑變細(xì)多少,都必須立即更換。 2)鋼絲繩銹蝕得檢查方法。 對(duì)絞車鋼絲繩銹蝕得檢查,目前主要依靠人工目視得方法,對(duì)整條鋼絲繩逐段進(jìn)行檢查。 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(yán)重時(shí),必須更換新繩。此外,《規(guī)程》第407條中規(guī)定:鋼絲繩在運(yùn)行中遭受到卡阻、突然停車等猛烈拉力時(shí),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(chǎn)生嚴(yán)重扭曲或變形。 (2)斷絲超過(guò)《規(guī)程》第405條規(guī)定(專為升降物料得絞車鋼絲繩為10%、無(wú)極繩為25%)。 (3)直徑減小量超過(guò)《規(guī)程》第406條得規(guī)定〈絞車鋼絲繩為10%〉。 (4)遭受猛烈拉力得一段得長(zhǎng)度伸長(zhǎng)0、5%以上。在鋼絲繩使用期間,斷絲數(shù)突然增加或伸長(zhǎng)突然加快,必須立即更換。4、絞車鋼絲繩得管理與維護(hù)(1)加強(qiáng)對(duì)鋼絲繩得檢查,每天至少1次,發(fā)現(xiàn)特殊情況,應(yīng)增加檢查次數(shù)。絞車操作工發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)匯報(bào)。 (2)加強(qiáng)井巷維護(hù),發(fā)現(xiàn)淋水要積極匯報(bào)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(dāng),保持地輥齊全完好,轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,潤(rùn)滑良好,若有損壞,及時(shí)更換,避免鋼絲繩直接磨軌道和軌枕。 (4)加強(qiáng)鋼絲繩涂油,按規(guī)定涂防腐油或增磨脂,每月至少應(yīng)涂油1次。涂油前,應(yīng)充分做好準(zhǔn)備工作,首先清除鋼絲繩上得油垢結(jié)塊,擦凈鋼絲繩上得淋水,鋼絲繩得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(yùn)行得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(chǎn)生壓縮空氣將熔化后得鋼絲繩泊噴灑到纏繞在滾筒上得鋼絲繩上。 (3)煮油法,專門得鋼絲繩煮油池,把繩放入,再適當(dāng)加溫至70~80℃進(jìn)行煮泡幾天,使繩芯充分吸油。五、《規(guī)程》對(duì)鋼絲繩繩頭得固定以及使用有接頭鋼絲繩得規(guī)定1、《規(guī)程》對(duì)鋼絲繩繩頭在滾筒上固定得規(guī)定 (1)必須有特備得容繩或卡繩裝置,嚴(yán)禁系在滾筒軸上。 (2)繩孔不得有銳利得邊緣,鋼絲繩得彎曲不得形成銳角。 (3)滾筒上應(yīng)經(jīng)常纏留3圈繩,用以減輕固定處得張力,還必須留有作定期檢驗(yàn)用得補(bǔ)充繩。 2、《規(guī)程》對(duì)使用有接頭鋼絲繩得規(guī)定(1)有接頭得鋼絲繩,只可在下列設(shè)備中使用:①平巷運(yùn)輸設(shè)備;②30℃以下傾斜井巷中專為升降物料得絞車;③斜巷無(wú)極繩絞車;④斜巷架空乘人裝置;⑤斜巷鋼絲繩牽