主井提升機首繩抖動的原因分析與解決辦法

劉正軍 趙俊杰

摘 要：提升機主傳動系統(tǒng)采用的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)形式通常有3種，即齒輪聯(lián)軸器、蛇形彈簧聯(lián)軸器和彈性棒銷聯(lián)軸器。高速級連接采用齒輪聯(lián)軸器用于仿蘇KJ型提升機，蛇形彈簧聯(lián)軸器用于JK及XKT型提升機，彈性棒銷聯(lián)軸器用于JK/A及JK/E型提升機。低速級連接一般均采用齒輪聯(lián)軸器。本文對主井提升機首繩抖動的原因分析與解決辦法進行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：主井提升機;首繩抖動;解決辦法

中圖分類號：U642 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）10-0155-02

0引言

在深井多繩摩擦式提升系統(tǒng)中，往往采用扁尾繩來抵消提升容器首繩鋼絲繩運行時的質(zhì)量變化，防止因提升機張力差超限造成鋼絲繩在滾筒摩擦襯墊上打滑。平衡扁尾繩相較于圓尾繩扁鋼絲繩具有絕對不旋轉(zhuǎn)性，單位長度質(zhì)量大，運行平穩(wěn)，在深部立井中有著不可替代的作用[1]。

1礦井提升機技術(shù)改造

1.1齒輪聯(lián)軸器切向鍵松動故障處理

連接到變速器主軸和主軸的切向鍵造成松脫干擾，主要原因是產(chǎn)品未能滿足組件的設(shè)計和加工要求，未能達到各個固定面之間的接觸面積，并且在存儲后產(chǎn)生間隙和退刀夾。操作：重新配置按鈕并添加移除的螺釘。必須指出的是，后點焊并未固定。由于back space鍵被截斷，它只是一種應(yīng)急措施，需要盡快完全重新處理。

1.2鋼絲繩罐道剛性系數(shù)分析與應(yīng)用

柔性儲罐是地雷推進系統(tǒng)的重要工具，可防止容器的平移和旋轉(zhuǎn)，確保容器的平穩(wěn)運行。從設(shè)計升降槽動態(tài)居中料斗導(dǎo)致容器隨料斗擺動甚至擺動。出現(xiàn)這種情況的原因有：容器超載、容器跌落繩子的時間增加、容器跳躍對容器的影響以及容器受到外力的影響。對罐殼的夾緊特性、剛度系數(shù)和應(yīng)用橫向力進行分析后發(fā)現(xiàn)，維卡鋼鐵公司合理選用了通道和應(yīng)力，容器和罐殼的導(dǎo)軌減少，容器運行平穩(wěn)，應(yīng)用效果較好，并且掌握了罐殼的一些應(yīng)力特性[2]。

2采用換繩車換繩與舊繩帶新繩工藝對比

2.1舊繩帶新繩工藝

在我國煤礦開采過程中，將直徑40mm以上的較大鋼絲繩投入市場，使得高效、安全、穩(wěn)定和更大的引線難以發(fā)揮作用。大部分這些地雷仍然用舊的換繩方法，是在下載過程中用新的換繩慢慢放下舊的換繩，用新的換繩和舊的換繩固定每隔10m的距離，每隔40m用長卡（交叉卡）一次固定四根繩子，直到主節(jié)點在主帶和頂豎井下面的位置，從第二個圓頂同時用第一次攻擊固定新的換繩，然后移動到車廂上，主支柱在取下?lián)Q繩和長板后，舊的換繩重新充電。

2.2換繩車更換首繩法

主要用YHC交換車代替發(fā)動機起動繩。換檔車輛配有合適尺寸的鋼絲繩，使鋼絲繩保持與摩擦輥相同的狀態(tài)，以保證可靠、完好的新型鋼絲繩，為換檔車輛提供創(chuàng)新的液壓控制，使鋼絲繩連續(xù)行駛;更換繩索，使繩索與電梯的速度保持一致。“行走”步態(tài)使人可以方便地移動到正確的位置。更換四根更換繩的主傳動軸時，保持兩個拉桿處于開啟狀態(tài)，以避免電梯可能出現(xiàn)的電壓差，并保證集線器的運行。采用此設(shè)置，可將容器支架固定在電梯一側(cè)，提起容器另一側(cè)，以放松第一根繩索，并在更換第一根繩索時保持部分施工項目的安全穩(wěn)定[3]。

3主井提升系統(tǒng)的改造內(nèi)容

3.1主井提升系統(tǒng)改造的優(yōu)越性

應(yīng)用先進的技術(shù)以及更新或者安裝新的設(shè)備使經(jīng)過改造優(yōu)化的系統(tǒng)煥然一新，優(yōu)越性顯著， 這些優(yōu)勢不僅來自于具體改造的每個環(huán)節(jié)，也是它們相互配合使用的表現(xiàn)。曲軌卸載結(jié)構(gòu)簡單、卸載迅速且平穩(wěn)、安全性較高。主電機和減速機的更換則可以使提升系統(tǒng)提高工作效率，減少能源損耗。轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速結(jié)合了目前最新的電力電子技術(shù)、交流調(diào)速技術(shù)以及智能調(diào)控技術(shù)，特別是以轉(zhuǎn)子控制定子與以低壓控制高壓的方式有著其余方式不能替代的優(yōu)勢，比如利用 低壓變頻器調(diào)控電動機的速度、節(jié)約資源、原理配置簡化等。通過安裝自動信號裝卸載系統(tǒng)解決了原系統(tǒng)存在的問題，避免了重復(fù)裝載現(xiàn)象，并且作業(yè)過程中通訊穩(wěn)定以及便于設(shè)備后期的維修和保護。

3.2箕斗卸煤方式由外動力更改為曲軌卸載

主通道充電系統(tǒng)是一種傳統(tǒng)的分離式單通道或多路插座，容易影響設(shè)備的正常運行，給維修帶來更多不便。為了確保順利運轉(zhuǎn)，現(xiàn)在它被用作軌道。該方法需要對承載能力進行定量計算，相應(yīng)的零部件或夾具必須根據(jù)力進行改造。還必須確保系統(tǒng)具有足夠的卸載高度。

3.3變頻電控系統(tǒng)的安裝

原有的高階系統(tǒng)已增加（或升級）變壓器頻率速度系統(tǒng)，以便與原有系統(tǒng)配合使用。如果實施了驅(qū)動系統(tǒng)，則驅(qū)動系統(tǒng)用于在不可預(yù)見的情況下進行更改，可以將該系統(tǒng)設(shè)置為在原始系統(tǒng)上運行，從而使四種功能永久存在。該系統(tǒng)的控制范圍是對與PLC控制系統(tǒng)一起運行的各種運輸接口的補充，使兩個電氣系統(tǒng)能夠運行和關(guān)閉，保證變頻器與舊式控制系統(tǒng)共存，保證儲備，提高系統(tǒng)的可靠性、安全性、并發(fā)性和效率。

3.4安裝信號自動裝卸載系統(tǒng)

安裝信號自動裝卸載系統(tǒng)首先要配備相應(yīng)的硬件設(shè)施，比如車房、卸載站、裝載站。其次要有避免重復(fù)裝載的程序設(shè)計，如設(shè)置標志以及依據(jù)實際的工作模式進行設(shè)置“卸載故障”。

4提升機尾繩保護裝置的改進設(shè)計

4.1尾繩保護平臺的改進設(shè)計

為防止密封花紋鋼板上堆積撒煤，拆除尾繩平臺花紋鋼板。用120#槽鋼及20mm鋼筋制作篦子狀平臺。網(wǎng)孔間距100mm，既可保證人員安全，又可確保撒煤能順利灑落至井底，尾繩平臺無撒煤堆積，避免了尾繩輥因壓埋或異物卡阻造成轉(zhuǎn)動不靈。

4.2尾繩防扭結(jié)電氣保護改進

由單側(cè)單個尾繩保護改進為全方位的雙回路尾繩保護，保護鋼絲繩環(huán)繞全部尾繩的正面、側(cè)面，對任何磨損超限或尾繩輥脫落都能可靠地進行防護，兩回路尾繩防護開關(guān)能確保開關(guān)可靠動作，在鋼絲繩受外力或斷線時，能及時發(fā)出保護信號。

4.3尾繩視頻監(jiān)控系統(tǒng)

為了實時檢查觀測尾繩架尾繩防扭結(jié)裝置的運行情況，同時實時觀測主井底撒煤煤位堆積情況，分別在尾繩架尾繩防扭結(jié)裝置上方和主井底煤倉附近安裝高清視頻監(jiān)控攝像頭，接入提升機司機操作室及區(qū)隊、礦調(diào)度指揮中心，確保操作司機可以實時觀察尾繩、尾繩防扭結(jié)裝置和主井底的現(xiàn)場煤位情況，意外發(fā)生時能第一時間觀察到實時情況。另一方面，在尾繩電氣保護動作時，可以及時查看保護動作原因，以便采取有效措施進行處理。

4.4大方坯中心偏析原理及電磁攪拌的作用

這種情況下電磁攪拌能夠發(fā)揮以下作用：基于電磁作用力下，流速逐漸加快，過熱度在短時間內(nèi)快速消失，柱狀晶的端部溫度梯度逐漸減小，等軸晶在凝固釋放過程中強熱會由柱狀晶位置傳出，伴隨著攪拌過程的流動帶走，加快等軸晶的生長并擴大其比例，使中心偏析逐漸降低。在電磁作用力下這種流動會將生長的樹枝晶沖斷，使其形成碎晶，在凝固之前粘附于柱狀晶體上，并在其固液相界面上生長，進而能夠阻止柱狀晶的繼續(xù)生長。電磁攪拌作用力對于兩相存在一定的沖刷和清洗作用，會導(dǎo)致凝固界面不平整，很容易捕獲液相存在的自由晶體，在凝固界面進行依附，并且以等軸晶的方式逐漸長大，因此在使用電磁攪拌器結(jié)晶時，對擴大等軸晶比例降低和大方坯中心偏析是十分重要的。

5多繩摩擦式提升機首繩及提升容器抖動的原因分析

導(dǎo)向盤的深度差（溜冰直徑）過大或徑向波動過大。通常，多個雪橇的深度不可能完全相同。電梯造成的長度差異被自動溜冰方向吸收。但是，如果滑板深度差異過大，自動槽單元無法吸收由此產(chǎn)生的差異（超出調(diào)整汽缸路徑），且第一根繩兩端的應(yīng)力過大（超出最大責(zé)任強度），則提升發(fā)動機將導(dǎo)致滑板和沖擊摩擦引起的相對運動。這會導(dǎo)致第一個和第二個容器發(fā)生搖晃。當(dāng)一個或多個槽中的一個或多個槽擺動太大（回轉(zhuǎn)）時，也可能導(dǎo)致有規(guī)則的徑向跳繩。

6多繩摩擦式提升機首繩及提升容器抖動的解決辦法

旋轉(zhuǎn)升降槽導(dǎo)軌時，導(dǎo)軌盤的磨損程度可能過大或過小，方法是用直升機翻轉(zhuǎn)機架，以避免第一根鋼絲直徑因滑板的不同深度而發(fā)生變化和損壞。在凹槽車削之前，必須在直徑最小的凹槽上量測圓。然后，必須旋轉(zhuǎn)每個最小直徑滑塊。滑塊不能旋轉(zhuǎn)得這么快和慢。每個刀具的進刀量是根據(jù)測量數(shù)據(jù)測量的，直到繩的深度誤差達到使用要求為止。溜冰誤差的大小取決于液壓管路的調(diào)整范圍和高度。

7我礦主井提升機首繩及箕斗抖動的解決辦法

將使用標尺首先測量升降槽導(dǎo)軌的導(dǎo)軌深度，在安裝了較大剛度的主車輪兩端直徑相同的圓上進行測量，并使用深度光標標尺直接測量每個槽的相對深度（見表1），通過使用傳動輥的平均直徑差來計算每個槽的平均直徑差，從而更精確地計算出升降槽的導(dǎo)軌深度。測量結(jié)果表明，礦井導(dǎo)引頭直徑相差3mm，符合國家標準（根據(jù)非金屬礦物安全規(guī)程和多絲容器導(dǎo)引頭主軸，導(dǎo)引頭直徑不應(yīng)大于0.8mm）。旋轉(zhuǎn)槽，基于支承板磨損，基于最小直徑槽，根據(jù)測量數(shù)據(jù)多次旋轉(zhuǎn)和測量四個滑板，直到滑板深度誤差滿足使用要求。旋轉(zhuǎn)完畢后礦體的導(dǎo)引頭，直徑差0.3mm，符合國家要求。

8結(jié)語

尾繩保護裝置通過不斷對現(xiàn)場問題的發(fā)現(xiàn)，而提出改進措施。經(jīng)過近3年的運行，煤礦尾繩運行情況得到改善，尾繩側(cè)邊磨損得到有效的控制，尾繩電氣保護靈敏，動作可靠，堆煤保護及視頻監(jiān)控的投入，解決了尾繩拖底運行及過力拉斷的后患，確保提升系統(tǒng)長期可靠的運行，煤礦尾繩保護的整改過程，為其煤礦同類提升機保護提供了有效的借鑒經(jīng)驗。

參考文獻

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[2] 沈全斌，高峰旭，潘佳.獲各琦銅礦3～#主井提升鋼絲繩斷絲分析及預(yù)防措施[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2019，35（12）：173-175.

[3] 鄭偉衛(wèi).主井提升機雙獨立電控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].北京：中國礦業(yè)大學(xué)，2019.