提升機(jī)首繩繩長與繩槽直徑偏差精準(zhǔn)測量方法研究

于小燕，張?zhí)K闖

（山東中礦集團(tuán)有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265400）

多繩摩擦提升機(jī)首繩鋼絲繩受力均衡問題一直是提升系統(tǒng)管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，目前提升容器和首繩之間多使用張力自動平衡裝置進(jìn)行張力調(diào)整，但張力平衡裝置油缸調(diào)節(jié)范圍有限，在超出調(diào)節(jié)范圍時則需要調(diào)整首繩繩長偏差或者車削繩槽[1-4]。其中首繩繩長偏差、繩槽直徑偏差對首繩鋼絲繩受力影響起到關(guān)鍵，那么如何精準(zhǔn)的測量首繩繩長偏差、繩槽直徑偏差就顯得尤為重要。之前在調(diào)節(jié)首繩繩長、車削繩槽時，主要以經(jīng)驗(yàn)性操作為主，沒有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來做科學(xué)支撐[5-8]。導(dǎo)致在調(diào)繩過程中往往出現(xiàn)截取鋼絲繩過長，或者截取鋼絲繩還沒有達(dá)到預(yù)計(jì)要求的情況（《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》中要求“對主導(dǎo)輪和導(dǎo)向輪的摩擦襯墊，應(yīng)視其磨損情況及時車削繩槽。繩槽直徑差應(yīng)不大于0.8mm”）。

傳統(tǒng)的直接測量、直徑測量等方法誤差大，無法準(zhǔn)確測量出各個繩槽直徑之間的偏差，因此會導(dǎo)致車削不準(zhǔn)確，工作效率低下，即延長了檢修時間，又沒有達(dá)到所預(yù)期的效果。作業(yè)過程存在一定的盲目性，而這樣的盲目性輕則導(dǎo)致首繩受力不均、加速卷筒摩擦襯塊磨損、縮短首繩使用壽命，重則出現(xiàn)首繩斷繩事故發(fā)生，直接影響礦山的安全生產(chǎn)[9-10]。

為了克服多年以來傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)式調(diào)繩、車削繩槽帶來的弊端，通過長期觀察研究首繩鋼絲繩、繩槽和張力自動平衡裝置的工作機(jī)理，總結(jié)出了一套十分方便準(zhǔn)確實(shí)用的測量方法，利用測量罐籠、箕斗在井口、井底四個位置的張力自動平衡裝置油缸行程，反算出首繩繩長偏差和繩槽直徑偏差，能夠精準(zhǔn)的指導(dǎo)首繩調(diào)繩、繩槽車削等檢修工作，確保每根首繩鋼絲繩受力均衡，提高提升系統(tǒng)安全可靠性。

1 測量方法

以罐籠、箕斗互為平衡的多繩摩擦式提升機(jī)為例。首先將罐籠停放在井口，量取罐籠側(cè)張力自動平衡裝置油缸行程數(shù)據(jù)，并按照順序依次記錄，同時在井底箕斗側(cè)量取箕斗側(cè)張力自動平衡裝置油缸行程數(shù)據(jù)，并按照順序依次記錄。測量完畢后，將箕斗提升至井口，罐籠在井底，依據(jù)同樣方法再次分別記錄出箕斗和罐籠側(cè)張力自動平衡裝置油缸的行程并記載準(zhǔn)確。

2 計(jì)算方法

（1）將罐籠側(cè)及其對應(yīng)的箕斗側(cè)張力自動平衡裝置油缸行程相加，得出每根首繩鋼絲繩的相對繩長，取各個首繩中相對繩長的最大值和最小值，兩者之間的差即為首繩繩長偏差的最大值，從而判斷出首繩鋼絲繩是否需要截繩及每根首繩鋼絲繩需截繩長度。

（2）計(jì)算每根首繩的張力自動平衡裝置油缸在井口和井底的行程差值，得出提升機(jī)提升高度內(nèi)張力自動平衡裝置油缸實(shí)際移動差值，并用最大值與最小值相減，除以提升高度內(nèi)卷筒運(yùn)行圈數(shù)再除以π，得出最大繩槽偏差。然后對比規(guī)程要求，確認(rèn)是否需要車削繩槽及車削具體數(shù)據(jù)。

3 基本原理

（1）繩長偏差計(jì)算原理：每根首繩繩長+兩側(cè)張力自動平衡裝置油缸行程總數(shù)的和是相等的，每根首繩兩側(cè)張力自動平衡裝置油缸行程總數(shù)的差值即為首繩繩長的差值。

（2）繩槽直徑偏差計(jì)算原理：張力自動平衡裝置油缸在井口和井底差值為提升高度內(nèi)首繩鋼絲繩補(bǔ)償量，取最大值與最小值相減，則得出首繩鋼絲繩補(bǔ)償量的最大偏差，即運(yùn)行一個提升高度內(nèi)首繩鋼絲繩之間補(bǔ)償量的最大偏差數(shù)。

式中L為提升高度，π為圓周率，D為卷筒直徑，可求出運(yùn)行圈數(shù)n。

式中L差為提升高度內(nèi)首繩鋼絲繩之間補(bǔ)償量的最大偏差數(shù),可求出D差。對比規(guī)程繩槽直徑差應(yīng)不大于0.8mm，如果D差≤0.8mm，則符合規(guī)范要求，如果D差＞0.8mm則按照同樣方法計(jì)算與最小值差值，分別求出D差值，并以最小值為基礎(chǔ)，按照計(jì)算的D差分別進(jìn)行車削。

4 工程應(yīng)用

根據(jù)上述對首繩繩長、繩槽直徑偏差測量方法研究結(jié)果，在羅山金礦某盲主井提升機(jī)進(jìn)行應(yīng)用。首先將罐籠停放在井口，量取罐籠側(cè)張力自動平衡裝置油缸行程數(shù)據(jù)，并按照順序依次記錄，同時在井底箕斗側(cè)量取箕斗側(cè)張力自動平衡裝置油缸行程數(shù)據(jù)，并按照順序在表1中依次記錄。測量完畢后，將箕斗提升至井口，罐籠在井底，依據(jù)同樣方法再次分別記錄出箕斗和罐籠側(cè)張力自動平衡裝置油缸的行程并記錄，依據(jù)上述計(jì)算方法進(jìn)行測算，并對比得出結(jié)論指導(dǎo)檢修。需要注意的是，測量時任何一個張力平衡裝置油缸均不應(yīng)出現(xiàn)未到頂或到底現(xiàn)象，否則均應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

表1 測量方法計(jì)算實(shí)例

在繩長偏差計(jì)算中，L罐或L箕值越大，說明鋼絲繩越短，應(yīng)以計(jì)算最大值為基礎(chǔ)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，應(yīng)取以南4為基礎(chǔ)，ΔL為繩長差值。

在繩槽直徑差值計(jì)算中，實(shí)際行程為正值代表繩伸長、繩槽淺，負(fù)值則代表為繩縮短、繩槽深。繩長差值ΔL'以行程內(nèi)最短繩為基礎(chǔ)取差值，提升高度應(yīng)以井口至裝載站高度為準(zhǔn)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，應(yīng)以南3為基礎(chǔ)，按照差值進(jìn)行計(jì)算。

5 技術(shù)特點(diǎn)

與現(xiàn)有技術(shù)相比，這種先進(jìn)的首繩繩長、繩槽直徑偏差測量方法克服了盲目投繩、經(jīng)驗(yàn)投繩的缺陷，取代了傳統(tǒng)繩槽測量方法，使得繩槽直徑差測量更加科學(xué)合理、簡單易學(xué)，容易操作。通過科學(xué)的測量數(shù)據(jù)，合理調(diào)整張力自動平衡裝置，確保首繩鋼絲繩受力均勻，延長了首繩鋼絲繩、張力自動平衡裝置、卷筒繩槽的使用壽命，有效杜絕了因首繩鋼絲繩張力不均勻?qū)е碌匿摻z繩出油嚴(yán)重、摩擦襯塊磨損加快、張力自動平衡裝置變形等情況。

6 結(jié)論

通過長期觀察研究張力自動平衡裝置的工作機(jī)理，創(chuàng)新性地提出了提升機(jī)首繩繩長與繩槽直徑偏差精準(zhǔn)測量方法。經(jīng)過一年多實(shí)際應(yīng)用和檢驗(yàn)，有效指導(dǎo)了礦山首繩調(diào)繩、繩槽車削等檢修工作，該方法不僅可以節(jié)約維護(hù)成本，而且大大降低檢修工時，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價值。