多绳摩擦提升钢丝绳防滑方法

1、多绳摩擦提升钢丝绳防滑方法    摘 要:多绳摩擦提升机提升钢丝绳防滑研究一直受到矿山用户的关注,采用计算机控制技术对提升钢丝绳防滑实施检测控制。是多绳摩擦提升机提高安全性能和增加提升高度的有效途径。对竖井服役的多绳摩擦提升机,可以通过升级改造提升其安全性能。使用辅助夹紧装置增加提升钢丝绳防滑安全系数,可以有效抑制提升钢丝绳打滑,保证矿井提升安全。 关键词:多绳摩擦提升机提升钢丝绳防滑辅助夹紧装置 中图分类号:TD534 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2010)08-0149-02 目前,国内矿山竖井提升机中,因多绳提升机有独特的优点而普

2、遍应用。多绳提升机是利用提升钢丝绳与主导轮摩擦衬垫之间的摩擦力带动钢丝绳使容器移动,完成升降重物任务的。生产实践表明,如果使用不当,钢丝绳就会产生滑动,一直以来,多绳提升机钢丝绳防滑一直是亟待解决的问题。因此,应对钢丝绳滑动进行检测分析。并采取相应措施,防止钢丝绳打滑造成事故。 1 摩擦提升不打滑的条件 图1为塔式JKM型多绳提升机示意图。 1.主导轮 2.导向轮 3.提升钢丝绳 4.提升容器 5.平衡尾绳 钢丝绳与主导轮衬垫之间产生的摩擦力极限值 (1) 式中下放侧钢丝绳拉力,N; e自然对数的底,e=2.718; 钢丝绳与衬垫间摩擦系数; 钢丝绳在主导轮上围包角,rad。 主导轮两侧钢丝绳

3、拉力差 T= 式中上提侧钢丝绳拉力,N。 在摩擦传动中,T为产生滑动的力,为阻止滑动的力,所以摩擦提升中钢丝绳 不打滑的条件是 写成等式为 式中K防滑安全系数。 K是大于1的系数,其值愈大愈不会发生打滑现象。 (2) 式(2)为钢丝绳可能逆主导轮旋转方向滑动的情况。当紧急制动时,也可能产生钢丝绳顺主导轮旋转方向的滑动,此时的>,同样有防滑安全系数 (3) 如果和仅为静力时,则得静防滑安全系数以表示;如果和中还计人惯性力时,则得动防滑安全系数以表示。 由式(2)和式(3)可知,为增加防滑安全系数,可采取以下措施: (1)增加围包角加设导向轮可以增加围包角,但导向轮可使钢丝绳产生反向弯曲而影

4、响寿命,只有在主导轮直径大于两提升容器中心距时,需加设导向轮。 (2)增加钢丝绳与衬垫间的摩擦系数?选用具有高摩擦系数且耐压、耐磨的衬垫材料来达到,对于工作环境恶劣的钢丝绳,可以涂特种油或松香来提高摩擦系数。 (3)增加提升钢丝绳静张力即提升重载时增加下放侧钢丝绳拉力,而下放重载时增加提升侧钢丝绳拉力,通常用平衡尾绳来解决。 2 钢丝绳辅助夹紧装置 在多绳提升机主导轮上方加装一套辅助夹紧装置,在钢丝绳出现打滑时,油缸压力升高,夹紧轮产生向下的作用力,推动夹紧轮和衬垫一起把钢丝绳夹紧,瞬时增加提升钢丝绳静张力,使钢丝绳在衬垫绳槽内的防滑安全系数增大,阻止钢丝绳打滑。 2.1 钢丝绳滑动检测方法

5、多绳提升机正常工作时,钢丝绳同主导轮间没有相对运动,属于纯滚动,钢丝绳的线速度同主导轮线速度相等。如果不考虑钢丝绳在主导轮衬垫间的蠕动现象,则可以通过分别检测钢丝绳和主导轮运动速度来判断是否出现打滑,钢丝绳线速度 (4) 使用转速传感器分别检测钢丝绳和主导轮速度,转速信号传送到控制计算机,计算机对信号进行比对判断是否产生滑动。当出现打滑时,计算机发出指令,执行元件即可动作,夹紧轮同衬垫把钢丝绳夹紧,阻止钢丝绳打滑。 2.2 辅助夹紧装置工作原理 分别在夹紧轮和主导轮上安装转速传感器,检测钢丝绳和主导轮运动速度。夹紧轮以液压为动力,提升机正常工作时,油缸产生预压力,确保夹紧轮在钢丝绳上纯滚动,这

6、样夹紧轮转速传感器测出就是钢丝绳运行速度,此时夹紧轮轴两端的摩擦制动轮橡胶胎面同主导轮保持12mm间隙,随夹紧轮转动。如果在加、减速阶段出现钢丝绳打滑现象,传感器信号通过计算机发出指令,夹紧装置油缸油压增大,夹紧轮正向压紧钢丝绳,相当于钢丝绳对主导轮摩擦衬垫的正压力增大,从而提高防滑安全系数,此时的摩擦力可以阻止钢丝绳打滑,同时夹紧装置的2个摩擦制动轮和主导轮接触,摩擦制动轮在主导轮上纯滚动,干涉夹紧轮随钢丝绳运动,这样,辅助夹紧装置在多绳提升机正常工作时,能起到提高防滑安全系数作用,防止钢丝绳在加、减速阶段出现打滑。当传感器转速信号一致时,计算机判定钢丝绳滑动解除,油缸压力降低,夹紧装置回到

7、待命状态。 2.3 安全制动时防滑分析 多绳摩擦提升机安全制动时,必须满足矿山安全规程规定:制动力矩不得小于最大静力矩的3倍;在上提重载时,安全制动减速度5m/s2,同时小于防滑极限减速度;在下放重载时,安全制动减速度1.5m/s2,又要小于防滑极限减速度。同时满足以上条件是困难的,以某矿石主井JKM2.86提升机试验为例,在完成液压站二级制动改造后,上提重载或下放重载试验时都出现明显的钢丝绳打滑现象。 根据防滑条件,制动力矩应满足 提升重载时:(5) 下放重载时:(6) 式中提升系统总变位质量,kg; R主导轮半径,m; Q提升载重,N R矿井提升阻力,N 由式(5)、式(6)可以看出,辅助

8、夹紧装置对多绳提升系统的安全制动力矩不会造成影响,因辅助夹紧装置质量较小,对多绳提升系统总变位质量影响可以忽略不计。另外,辅助夹紧装置安装在主导轮轴承座上,其夹紧的作用力不会传到井塔或井架上。 当实现安全制动,钢丝绳打滑时,传感器将检测信息输入计算机,计算机即对辅助夹紧装置发出动作指令,油缸油压达到设定压力,夹紧轮迅速同摩擦衬垫夹紧钢丝绳,同时两端摩擦制动轮的橡胶胎面在压力作用下变形紧贴在主导轮上,迫使钢丝绳同夹紧轮同步运动而不滑动,阻止钢丝绳在主导轮上打滑。 3 结语 通过以上分析不难看出,使用辅助夹紧装置可以较好地解决钢丝绳打滑问题,在多绳提升机进行安全制动试验中看到:提升钢丝绳出现打滑,即便采用二级液压制动,钢丝绳和摩擦衬垫间也有滑动现象。针对目前竖井多