關于鋼絲繩易損段防治措施的探討

摘 要：根據對本廠區的斜巷提矸系統鋼絲繩易損段的跟蹤觀測，分析歸納得出鋼絲繩與大地滾初始狀態的滑動摩擦是造成鋼絲繩局部急劇磨損的主因，提出改變鋼絲繩與大地滾初始狀態的滑動摩擦為滾動摩擦的設想，經實施已證明其提高鋼絲繩安全系數和延長使用壽命的效果。

關鍵詞：鋼絲繩 滑動摩擦磨損 滾動摩擦磨損

中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0068-01

我廠在排矸系統斜巷使用的提升鋼絲繩直徑為15.5 mm，長120 m，其中斜巷段60 m，底部水平段15 m，上部水平段為15 m，纏繞在卷筒中約30 m。在斜巷段按常規裝設了10個直徑為100×320 mm的小地滾輪，上部變坡點位置裝設了一個直徑為350×320 mm的大地滾輪，該地滾重量約35 kg。因處于變坡點位置，此地滾所承受鋼絲繩的壓力最大，鋼絲繩與大地滾間的摩擦力也大，容易磨損。我們在鋼絲繩的使用、維護檢查過程中發現有這樣一種異常情況：每次斷絲數、磨損量大的均固定在同一個位置上，即在離鋼絲繩鉤頭8.20～8.40 m之間，約20 cm長。鋼絲繩其他部位的磨損量，斷絲數都較小，屬于正常的磨損。

以往做法：此段鋼絲繩磨損斷絲量一不符合《規程》要求時就砍掉，（一次剁掉約10 m），每35～40天就需砍一次。或砍掉、或插繩、或調頭。這樣，一條鋼絲繩的使用壽命只有四個月左右。

為此，我們對易損段的鋼絲繩做記號多次進行跟蹤觀察，除地滾外（各地滾都運轉自如）均無發現異物與之摩擦。都處于正常合理的使用狀態。這樣，大家各抒己見，有的認為鋼絲繩質量差，有的認為維護保養不夠，有的則認為也屬于正常磨損。我們一一采取了相應的措施，但這種局部急劇磨損的現象并沒有消除。后又進一步深入的觀察、分析探討，發現了易磨損段的磨損斷絲原因。

當礦車下放行至離變坡點（大地滾）約8.20 m時，鋼絲繩與第一個大地滾接觸產生摩擦。

我們知道，機械磨損取決于正壓力的大小和摩擦方式，在正壓力相同的情況下，滑動摩擦磨損遠大于滾動摩擦磨損。

當鋼絲繩下放與第一個大地滾（處于靜止狀態）接觸時的初始摩擦形式為滑動摩擦，由于大地滾的自身重量，只有當鋼絲繩與大地滾的摩擦力達到一定值時，即鋼絲繩對大地滾的正壓力隨鋼絲繩下放達到一定值時，鋼絲繩才能帶動大地滾而產生滾動。之后，鋼絲繩與大地滾的摩擦為滾動摩擦。

正常情況下，我廠一個月的提矸量約為1500車左右，每下放一車，鋼絲繩與大地滾就產生一次滑動摩擦，這樣數以千次的滑動摩擦，導致了鋼絲繩的局部磨損加劇。

從以上的分析得知，要消除鋼絲繩的局部急劇磨損，就要克服鋼絲繩與大地滾初始狀態的滑動摩擦，也就是要想辦法使大地滾在與鋼絲繩接觸產生摩擦之前轉動起來使之成為滾動摩擦，從而消除鋼絲繩的局部急劇磨損現象。這里介紹一種簡單可行的辦法。

在大地滾輪兩側邊圓周上各均勻焊接上16根直徑14 mm長度為60 mm的圓鋼作為碰撞桿，且成22.5度角相互錯開。碰撞桿高出大地滾輪沿的部分（垂直水平面的一根）以碰到礦車輪軸5 mm為宜，當礦車下放行至變坡點時，礦車的前輪軸碰到大地滾其中的一根碰撞桿，便轉動起來，并達到一定的速度，再經過后輪軸的碰撞，大地滾轉動的線速度進一步提高，并接近或達到（這主要取決于礦車輪軸與碰撞桿碰撞的力度）鋼絲繩下放與之接觸時的速度。這樣，鋼絲繩與大地滾接觸時初始的摩擦即成為滾動摩擦，減小了鋼絲繩與大地滾間的磨損。從而達到預期目的。

上述做法中，將大地滾兩側邊的碰撞桿（圓鋼）成22.5度角相互錯開，目的是為提高碰撞桿在垂直水平面上的概率。

考慮到碰撞桿所處位置不正（大地滾兩側邊16根圓鋼沒有一根垂直水平面）時，偶爾產生的“頂死”時輪軸的現象，可以將碰撞桿頂部做成圓弧形，使礦車輪軸在“頂死”時能得以順利“滑過”。

在提升時，大地滾受到鋼絲繩一定的壓力，且鋼絲繩提升時的速度較慢。兩者之間初始的摩擦即為滾動摩擦，對鋼絲繩的磨損影響不大。

經過上述的改進后，在此后的檢查、維護中發現，鋼絲繩這種局部急劇磨損的現象得以消除。這樣不僅消除了因鋼絲繩這種局部急劇磨損而可能產生的斷繩飛車事故，提高了鋼絲繩使用的安全系數，同時鋼絲繩的使用壽命也延長了一倍以上。