信息摘要:
礦井提升機選型設計中,如果對提升系統(tǒng)和鋼絲繩在滾筒上纏繞時的繩間間隙確定不當,往往會使提升鋼絲繩在滾筒上纏繞時發(fā)生擠咬現(xiàn)象(通常稱為咬繩,確切的稱呼應是擠咬,因為
礦井提升機選型設計中,如果對提升系統(tǒng)和鋼絲繩在滾筒上纏繞時的繩間間隙確定不當,往往會使提升鋼絲繩在滾筒上纏繞時發(fā)生擠咬現(xiàn)象(通常稱為咬繩,確切的稱呼應是擠咬,因為是先發(fā)生擠壓而后相互咬著的)。出現(xiàn)這種情況后,將會在不同程度上影響鋼絲繩的使用壽命。
如何避免擠咬現(xiàn)象發(fā)生,是設計選型時應該考慮的。以下就此問題提出兩點建議。
一、應結合鋼絲繩直徑的誤差,考慮鋼絲繩在滾筒上的間隙
設計和計算鋼絲繩在提升機滾筒上的纏繞寬度時,一般將鋼絲繩在纏繞時的繩間間隙e取2~3毫米。有時為了不致加大提升機型號,而所選用的提升機纏繩寬度又受到限制,甚至不論鋼絲繩直徑的大小,皆取用較小的數(shù)值。
當繩間間隙e確定后,鋼絲繩在滾筒上纏繞時的鋼絲繩中心線間的距離即為定值(其值為鋼絲繩直徑d與繩間間隙e之和)。施工及生產(chǎn)中都將按此車制木襯上的繩槽。究竟會不會發(fā)生擠咬現(xiàn)象,將與e數(shù)值有直接的關系。
按照目前執(zhí)行的國家標準(圓股鋼絲繩)和冶金部標準(異型股鋼絲繩),各鋼絲繩廠生產(chǎn)的鋼絲繩直徑允許的偏差,一律為
“+”值,偏差允許的范圍是:圓股鋼絲繩;光面的允差為+6%
鍍鋅的允差為+7%
異型股鋼絲繩:光面的允差為+7%
鍍鋅的允差為+8%
在這個偏差范圍內(nèi)的鋼絲繩,都是合格的產(chǎn)品。
當根據(jù)這些標準而不考慮其他因素的影響時,并將e取為2或3毫米,可相應地計算出鋼絲繩在提升機滾筒上不會發(fā)生擠咬的最大直徑,見表1。
單位,毫米表1鍋絲繩品種|圓股鋼絲繩異型股鋼繪繩鋼絲表面情況|光面|鍍鋅|光面|鍍鋅糖|e=2毫米|33 |28.5 |28.5|<25器|e=3毫米|<50|42.5|42.5|<37.5國
如果鋼絲繩的直徑超過表1中的數(shù)值,就會出現(xiàn)鋼絲繩在滾筒上的擠咬現(xiàn)象。因為使用或更換新的鋼絲繩時,一旦鋼絲繩直徑有最大的偏差值,實際直徑已超過了滾筒上相鄰兩繩槽中心線間的距離,此時必然會發(fā)生擠咬現(xiàn)象。
從這里也可以看出:不論鋼絲繩直徑大小,一律將鋼絲繩間間隙定為2~3毫米是不合適的。在選型設計時,應結合鋼絲繩產(chǎn)品允許的偏差值來考慮間隙e的數(shù)值。否則,即使取e=3毫米,對于某些較粗的鋼絲繩,
·仍避免不了發(fā)生擠咬現(xiàn)象。
為了解決這個問題,最好是結合繩徑的
“+”偏差值來考慮e的數(shù)值。具體地說,可按繩徑值的8~9%,作為繩間間隙e值,即在保證當鋼絲繩實際直徑達到最大偏差后,在纏繞時仍然保持有相當于繩徑值的1~
2%繩間間隙,這樣,可保證新繩在纏繞時不會發(fā)生擠咬現(xiàn)象。
由于繩徑的規(guī)格較多,現(xiàn)結合提升機滾筒直徑是繩徑的80倍時數(shù)值進行簡化,并將繩徑值的范圍及其對應于8%和9%的數(shù)值,以及e的推薦值列于表2。
表2的e推薦值是結合提升機滾筒直徑D(米)提出來的,即繩間間隙(毫米)在數(shù)值上等于提升機的滾筒直徑(米),這是考慮到便于記憶和避免繁瑣的計算。對于井下用的提升機(滾筒直徑是繩徑的60倍),仍應按表2的鋼絲繩直徑選用相應的e值,不應隨滾筒直徑的改小而采用較小的數(shù)值。對于鍍鋅鋼絲繩,為了保證不發(fā)生擠咬,可考慮將間隙加大0.5毫米,即e'=e+0.5毫米。
這樣,按e(或e)加大后的數(shù)值纏繩寬度要增大。某些礦井將可能由于《煤礦安全規(guī)程》對纏繩層數(shù)的限制而使提升機升級,這是否合適呢?當設計中出現(xiàn)“升級”的情況時,應結合提升機在該安裝地點預計的服務年限來綜合考慮;當使用的年限較短時,則可不考慮“升級”,而壓縮e值;若使用的年限較長時,則可以按“升級”選型,這對提高鋼絲繩的安全可靠性和使用壽命是有利的(彎曲比的增大也有助于提高壽命)。
應該說明:并不是每根鋼絲繩都會出現(xiàn)最大的偏差值,但由于鋼絲繩的生產(chǎn)廠較多,出現(xiàn)最大偏差值的可能是存在的,必須予以考慮。當然,在新繩懸掛后,由于繩端提升容器及荷載的影響,以及運轉中鋼絲繩產(chǎn)生的永久變形(表現(xiàn)為繩伸長),鋼絲繩的直徑也會相應地縮小,這是隨著懸掛后的時間推移、荷載情況等因素而較緩慢變化的,決不能因為預計到這些因素而人為地縮小e值,以致造成新繩在滾筒上產(chǎn)生相互擠咬。
二、內(nèi)偏角與外偏角應采用不同的數(shù)值
《煤礦安全規(guī)程》第367條規(guī)定:“天輪到滾筒上的鋼絲繩最大內(nèi)外偏角不得超過130。作單層纏繞時,內(nèi)偏角應保證不咬繩。”這條規(guī)定如何保證不咬繩?內(nèi)偏角在什么極限時不會咬繩?都是不明確的。如絲繩受力情況來分析,見附圖。
a)外傷能為時
短穩(wěn)方向
IE2 內(nèi)候角應時
FX1F2短地方向、當鋼絲繩處在外偏角范圍內(nèi)時,鋼絲繩上受力的水平分力F2u是和鋼絲繩在滾筒上纏繞的方向是一致的〔見圖中(a)],這個力將有助于鋼絲繩在滾筒上按繩槽位置有條不紊地纏繞,所以規(guī)定外偏角子1°30'是合適的。
當鋼絲繩處于內(nèi)偏角范圍內(nèi)時,鋼絲繩上受力的水平分力F2a是和鋼絲繩在滾筒上纏繞的方向是相反的〔見圖中(b)],這個力對鋼絲繩在滾筒上按繩槽位置纏繞是有妨礙的;內(nèi)偏角的數(shù)值越大,妨礙作用也越大。
一些設計單位曾發(fā)現(xiàn):設計規(guī)定內(nèi)偏角1°30’,但許多礦井發(fā)生過鋼絲繩的擠咬現(xiàn)象。
以后,在設計中規(guī)定將內(nèi)偏角的極限值限制在1°15',才改善和避免了發(fā)生擠咬現(xiàn)象。
還應指出,當鋼絲繩在滾筒上纏繞兩層或多層時,對于第一層的外偏角部位,也應該將偏角數(shù)值限制在1°15'的范圍內(nèi)。因為對于第二層的纏繞走向,該部位已相當于內(nèi)偏角,考慮到這個情況,必須將偏角減小,以避免鋼絲繩在第二層纏繞時發(fā)生擠咬現(xiàn)象。
三、結束語
在將上述兩點建議付諸實施后,對于鍍鋅鋼絲繩,已完全消除了在滾筒上纏繞時發(fā)生的擠咬現(xiàn)象!對于光面鋼絲繩,在內(nèi)偏角接近115、且滾筒直徑等于鋼絲繩直徑的80倍時,仍可能有輕微的擠咬現(xiàn)象,但這對鋼絲繩使用壽命影響很小,可認為基本上已解決了可能發(fā)生的擠咬現(xiàn)象。
·果內(nèi)偏角達到了130',必然要產(chǎn)生咬繩現(xiàn)象,這可從鋼絲繩在滾筒上纏繞過程中的鋼