圓尾繩斷繩保護裝置的研制

摘 要：當圓尾繩在旋轉器根部斷裂時，圓尾繩斷繩保護裝置承接斷裂尾繩，形成一套新的尾繩懸掛裝置，可避免斷裂尾繩落入井筒，保護井筒設施，從而提高提升系統的安全性。文章介紹了該保護裝置的工作原理，并在此基礎上闡述了其關鍵部件包括緊固裝置、承接裝置及拉桿等的具體實施方法和計算模型；通過現場使用表明，裝置能夠達到設計目標，實現其基本功能。

關鍵詞：圓尾繩；保護裝置；拉桿

引言

在摩擦式提升系統中，圓尾繩通過圓尾繩懸掛裝置與容器底部相連。根據相關規定[1、2]，安裝圓尾繩懸掛裝置時，需在尾繩端部澆注巴士和金；為此尾繩需要打散，酸洗并折彎。由于井筒內環境惡劣，尾繩酸洗處容易腐蝕，從而導致尾繩斷裂，圓尾繩斷裂事故多在此處發生[3、4]；一旦尾繩落入井筒內，將嚴重損壞井筒設施，并使尾繩報廢，造成重大提升事故。圓尾繩斷繩保護裝置（以下簡稱“尾保裝置”）能夠在尾繩斷裂后，承接斷裂尾繩，形成一套新的尾繩懸掛裝置，保證提升系統短時正常運行，從而保護斷裂尾繩及井筒設備，有效避免此類安全事故的發生。

1 圓尾繩斷繩保護裝置的基本結構

尾保裝置主要由連接頭1、緊固裝置3、拉桿4及承接裝置5組成，如圖1所示。安裝時，使用連接頭2替換原尾懸裝置的連接頭，與提升容器底部相連；緊固裝置與尾繩牢固連接，并于承接裝置之間留有一定的間隙。

在正常提升過程中，原尾懸裝置中的旋轉器2作用不變，用于釋放提升過程中尾繩產生的旋轉應力；此時，緊固裝置隨尾繩旋轉，但是承接裝置和主拉桿都不參與提升。當尾繩在旋轉器根部斷裂時，緊固裝置（夾緊斷裂尾繩）跌落至承接裝置上，尾繩重量通過緊固裝置-承接裝接-拉桿-連接頭傳遞至容器底部，此時承接裝置的旋轉功能發揮作用，用于釋放尾繩旋轉應力，從而形成一套新的懸掛系統，可以保證提升系統短時正常運行。

2 裝置的設計及實施

2.1 緊固裝置的設計

緊固裝置主要由壓板、卡繩器及接頭組成。在正常提升時，壓板夾緊尾繩承載裝置自重，保證緊固裝置隨尾繩旋轉，同時為卡繩器提供預緊力；當尾繩斷裂后，接頭落入承載裝置的緩沖接頭上，卡繩器開始承載尾繩全部重量；卡繩器采用滾動摩擦楔形自鎖結構[5、6]，其楔體使用1：20斜度，自鎖安全系數為1.98，可以保證卡繩可靠。

2.2 承接裝置的設計

承載裝置主要由緩沖接頭、軸承及底板等組成。當尾繩斷裂后，緊固裝置的接頭落入緩沖接頭中；此時，推力軸承在承載尾繩重量的同時，保證尾繩可以旋轉。在這里，為了減少尾繩斷裂時的沖擊力，緩沖接頭使用軟質聚合物材料制造，同時在裝置安裝時，控制接頭與緩沖接頭之間的間隙，只需保證正常提升時，兩者之間不干涉即可。

2.3 拉桿的設計

3 結束語

經過使用證明，該裝置對現有提升系統沒有產生明顯影響，能夠保證尾繩斷裂后提升系統短時正常運行，保護井筒設施及尾繩自身，避免斷裂的尾繩跌入井筒，造成次生災害的發生，提高了提升系統的安全性，有實際推廣的價值。

參考文獻

[1]沈陽煤礦設計院.提升容器鋼絲繩懸掛裝置圓尾繩懸掛裝置[S].中國，1990.

[2]北京煤炭設計研究院.多繩提升容器B型鋼絲繩懸掛裝置圓尾繩懸掛裝置[S].中國，1991.

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[5]劉杰，韓躍，王雷，等.多繩摩擦提升用卡繩裝置楔塊的有限元分析[J].煤礦機械，2009，30（7）：59-60.

[6]曹國華，朱真才，王林濤.快速卡繩裝置的應力分析與優化[J].煤礦機械，2005，3：34-36.

[7]劉鴻文.材料力學[M].第三版.高等教育出版社，1992.

[8]成大先.機械設計手冊[M].第四版.化學工業出版社，2002.

作者簡介：李洪祿（1978-），四川省南部縣，畢業于本溪冶金高等專科學校機電一體化專業，機械工程師，從事設備技術管理工作，現就職于安徽開發礦業有限公司。