鐵礦纏繞式提升機提升鋼絲繩安全使用與維護

李巖松

（南京寶地梅山產城發展有限公司礦業分公司，江蘇南京 210041）

0 引言

纏繞式提升機是鐵礦生產過程中的一種重要機械設備，提升鋼絲繩是其重要組成部分。纏繞式提升機使用的鋼絲繩是易耗品，需要經常更換。通過正確使用和維護，可以保證鋼絲繩的使用安全，提高其使用壽命。這樣不僅降低提升機的使用成本，還可以提高礦井生產安全，確保施工人員安全。鋼絲繩使用過程中，為保證其安全性，既要確保鋼絲繩的直徑足夠大，還要保證荷載保持在允許范圍內。鋼絲繩使用一段時間后會出現損傷，影響性能，導致其安全性無法保證。因此，要加強鋼絲繩的維護，保證其安全使用。下面探討鐵礦纏繞式提升機提升鋼絲繩的安全使用與維護技術。

1 常見斷絲類型及其特征

常見的鋼絲繩斷絲類型包括疲勞斷絲、磨損斷絲、銹蝕斷絲、過載斷絲和扭結斷絲等，嚴重影響礦井生產安全。

（1）疲勞斷絲。疲勞斷絲的特點是鋼絲斷口處平齊，只有一小部分被拉斷。出現這種斷絲時，說明鋼絲繩的疲勞情況非常嚴重，已經到了使用后期。對于這種情況，要及時更換鋼絲繩，即使不立即更換，也要加強檢查頻率，隨時準備更換。

（2）磨損斷絲。磨損斷絲的斷口是不整齊的，斷口兩側呈現出斜茬，斷頭扁平，是長期磨損導致。

（3）銹蝕斷絲。銹蝕斷絲是鋼絲繩受到銹蝕引起，這種斷絲呈現出斷口不整齊、斷口呈釬尖狀的特點。

（4）過載斷絲。由于荷載過大而引起的斷絲，這種斷絲的特點是斷口呈頸縮狀。在實際應用過程中，這種斷絲較為罕見。

（5）扭結斷絲。這種斷絲產生的主要原因是鋼絲繩松弛，出現了扭結。

2 鋼絲繩損傷類型及處理方法

2.1 磨損

磨損是鋼絲繩使用過程中不可避免的損失，包括內部磨損和外部磨損兩種形式。

2.1.1 外部磨損

在鋼絲繩實際應用過程中，其外周需要接觸卷筒、襯木、絞車道、鉤頭和天輪襯等物體表面。在摩擦力影響下，其外部會受到磨損，導致鋼絲繩被磨平、繩徑變細、截面積減少，造成其破斷拉力總和相應降低。

鋼絲繩無法避免出現磨損問題，但是通過有效維護，可以降低磨損速度，提高使用壽命。在使用中期可以采取掉頭的使用方式，這樣可以延長其使用壽命1/3；在絞車道道心處，每隔25 m設置一個托繩輪，這樣能夠有效降低鋼絲繩面臨的摩擦阻力，降低其摩擦損耗，使鋼絲繩的磨損速度顯著下降，提高其使用壽命。

2.1.2 內部磨損

在鋼絲繩實際使用過程中，由于鋼絲繩會出現彎曲，導致股與股之間接觸應力增大，使其內部各根鋼絲之間出現滑移。當反復循環彎曲拉伸時，在深凹處則產生應力集中而折斷，導致其出現內部磨損。

在實際應用過程中，為保證鋼絲繩使用的安全性，需要定期測量其直徑，并且對斷絲進行檢查。特別要重點檢查一個捻距內的斷絲面積。當斷絲面積和鋼絲繩總斷面積達到1∶9 時，需要更換鋼絲繩。檢查鋼絲繩斷絲時要特別注意，由于鋼絲斷頭通常不會出現翹起現象，因此需要仔細檢查來確保檢查結果的準確性。對鋼絲繩進行直徑測量時，需要測量其皮損最嚴重的位置。相關生產實踐發現，距離鉤頭100 m 的位置是最容易出現斷絲、磨損的位置，因此需要特別檢查。

2.2 疲勞

2.2.1 彎曲疲勞

在鋼絲繩彎曲比較厲害的位置，其外側出現疲勞斷絲的可能性最高。鋼絲繩在無數次重復繞過卷筒過程中，其韌性會逐步下降，出現疲勞，導致出現斷絲問題。為此，要做好鋼絲繩選擇工作，確保其直徑合理。如果繩槽過小，會導致鋼絲繩受到過度擠壓，從而容易出現斷絲問題；如果繩槽過大，則會導致鋼絲繩在繩槽中的支持面積減小，其接觸應力就會增加，導致繩與繩槽之間出現較大摩擦，加速磨損。

2.2.2 扭曲、拉伸和振動引起的疲勞磨損

鋼絲繩在起動和制動的始末，會承受荷載的拉伸應力，引起金屬疲勞。此時鋼絲繩經常受到振動和扭曲，導致鋼絲繩出現疲勞。為了防止鋼絲繩出現疲勞磨損，可以采取以下方法。

（1）使用時保持卷襯木圓順，軸向平整，天輪襯整齊，絞車道托繩輪磨損不超限。這樣在鋼絲繩運轉過程中振動會顯著減少。

（2）要求司機采取平穩操作，避免鋼絲繩出現劇烈抖動，使得鋼絲繩保持平穩運轉。

（3）天輪和滾筒之間的鋼絲繩受動應力較大，會導致其容易出現疲勞集中斷絲問題。因此在日常維護過程中，應重點檢查絞車房和井口之間位置，若出現問題，要及時更換。

2.3 銹蝕

鋼絲繩的使用環境比較惡劣，尤其是在絞車道的惡劣環境下使用。在日曬雨淋情況下，會受到嚴重腐蝕。在這樣的惡劣條件下，鋼絲繩受損之后，其表面會存在氧親和性的差異，形成很多小電池，導致鋼絲繩出現電化學腐蝕，出現逐步加深的深圓形腐蝕坑。這些腐蝕坑成為應力集中點，導致鋼絲繩截面積逐漸減小，從而使其承受沖擊和彈性的能力下降。為此，需要采取措施，防止鋼絲繩出現銹蝕。

（1）在鋼絲繩表面涂抹潤滑性質的油脂，可以有效防止鋼絲繩表面出現銹蝕。需要注意的是，選用的油脂需要和廠家制造時采用的油脂相適應。

（2）規范司機的操作，很多司機在使用過程中會采用纖維類的物品在鋼絲繩上對提升位置進行標記。這樣會加重鋼絲繩在該位置的銹蝕，因此應規范司機操作，避免這種行為。

2.4 變形

2.4.1 外傷

在實際工作過程中，提升機司機如果違規操作，可能會導致鋼絲繩在卷筒上跳出擋繩板，造成幾十米甚至上百米的鋼絲繩出現局部軋壞而報廢的情況。為防止鋼絲繩出現外傷，可以采取以下措施。

首先，可以設置過放保護裝置。通過該裝置，在鋼絲繩圈松弛以后，提升機安全閘就會開始動作，則鋼絲繩會停止運轉。

其次，要提高司機專注度。出現鉤頭掉道情況后，要立刻停車，并注意鋼絲繩的排列情況。

最后，更換新鋼絲繩時，要嚴格按照相關安全規程，纏完新繩時，最外層繩低于滾筒邊緣，高度為繩徑的2.5 倍。

2.4.2 亂繩

在提升機運行過程中，鋼絲繩在卷筒上卷亂之后，就會出現相互傾軋的問題，導致鋼絲繩局部被壓扁，并且出現斷絲。為此，要經常檢查天輪游動情況，并加強檢查卷筒襯木繩槽的情況。

2.4.3 扭結

扭結是指鋼絲繩出現局部扭曲后產生的永久性形變情況。普通鋼絲繩具有自轉性，尤其是新換的鋼絲繩，在其受到拉伸荷載之后，就會出現沿松捻方向轉動的問題，進而造成扭結。為防止出現扭結問題，可以采取4 個措施。

（1）司機要加強對繩的控制，不能夠都放繩，尤其是剛換過鋼絲繩以后，更需要控制好繩的長度。

（2）更換新繩子時，需要拔鉤作業，破一破繩勁。

（3）在鋼絲繩扭結的狀態下，不能夠拉車。若出現扭結情況，需要馬上停止操作，釋放還原。

（4）更換新鋼絲繩時，如果從繩盤引繩需要改變引繩方向時，需要通過定滑輪進行，這樣可以有效避免新鋼絲繩出現扭結以及死彎等問題。更換新鋼絲繩時，需要對鋼絲進行檢查，確保沒有斷絲問題。

2.5 咬繩

根據煤礦安全規程中的相關規定，多層纏繞提升機最多纏繞3 層鋼絲繩。在實際應用過程中，過渡段容易出現比較嚴重的咬繩問題。因此應做好相關應對措施，例如，避免上下層鋼絲繩總是在一個地方過渡，每季度要采取定期去頭的方法，使鋼絲繩錯動約1/4 圈，確保其內偏角不大于1030′。

2.6 過載

在實際應用中，如果荷載較大，超過了鋼絲繩的彈性極限，則可能導致鋼絲繩出現斷裂問題。由于過載而破斷的鋼絲繩，其端口會呈現出松散狀，繩芯會出現外漏，這是過載導致鋼絲繩斷裂的顯著特征。在實際運行過程中，若出現鋼絲繩過載問題，即使鋼絲繩沒有斷裂，也會極大影響鋼絲繩質量，嚴重縮短其使用壽命。針對這一問題，可以采取兩方面措施：①司機在起車和停車過程中，應注意這個問題，盡量減少動荷載；②監視主電機定子電流，確保其不超過額定值，避免出現過載問題。

人為因素也是導致鋼絲繩出現損傷的重要原因。因此除了加強上述基本損傷的防范工作之外，還需要加強員工培訓，提高其責任心和技術能力，確保其按照施工措施開展作業，防止人為因素導致鋼絲繩的壽命受到影響。人為因素可能導致鋼絲繩出現以下損傷情況：在橋頭架的燒焊作業過程中電弧燒傷鋼絲繩；鋼絲繩與牽引網絡回流線相搭接，產生電火花燒傷鋼絲繩。

3 結語

鋼絲繩運行過程中如果出現斷絲情況，或者是伸長量突然加快的情況，司機短時間內會頻繁調整標記位置。出現這種情況，司機應提高認識，對鋼絲繩進行檢查，必要時應聯系維修人員對鋼絲繩進行更換。在鋼絲繩使用過程中，其全段的強度下降并不是均勻的。因此在檢查斷絲情況的同時，還需要使用游標卡尺測量并記錄繩徑，將其作為換繩依據。通過加強現場管理和日常的保養維護，才能夠有效提升鋼絲繩使用壽命，提高鋼絲繩的安全性，保證生產安全。