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摘 要:文章列举了矿井提升钢丝绳的损伤的现象,提出了提升钢丝绳损伤相应的预防对策,减轻了提升钢丝绳的损伤,延长了提升钢丝绳的使用寿命,降低了生产成本。
关键词:钢丝绳、损伤、防护
1、问题的提出:
我曾经工作的煤矿是两个水平开采的矿井,采用JK-2.5/20提升机,选用φ32—6χ7钢丝绳单绳提升,生产过程中,出现提升钢丝绳磨损严重,钢丝绳使用周期较短的现象,针对存在的问题,我们进行了较为全面的调查,对提升钢丝绳损伤相关因素有了一定的认识,同时,采取了相应的措施,减轻了钢丝绳的损伤,延长了钢丝绳的使用寿命。
2、提升钢丝绳的损伤
在生产过程中,提升钢丝绳的损伤(如:钢丝绳的断丝、断股、 突然拉伸…)给提升带来了诸多不利因素,给生产带来了潜在的不安全隐患,降低了钢丝绳使用周期,增大了生产成本,经过调查分析,钢丝绳的机械损伤大体可分为:
摩擦损伤、塑性损伤、疲劳损伤、锈铁损伤
3、提升钢丝绳的损伤与防护
(1)提升钢丝绳的摩擦损伤与防护:
摩擦损伤:矿井提升钢丝绳使用过程中,钢丝绳外围表面与底板、枕木、绳轮、轨道、天轮及卷筒上缠绕钢丝绳等均产生相对运动,引起程度不同的摩擦损伤,使得钢丝绳单丝的直径减小,钢丝绳破断载荷随之下降,达到一定程度时,会引发断丝等现象,在断丝处易诱发应力集中而产生断股、断绳现象。其中:钢丝绳与轨道底板的磨损为主要因素;而打结、扭曲造成的单侧不均匀磨损,虽然范围小但易产生应力集中,危害较大,是引引发钢丝绳断绳的重要因素。在产生外周表面磨损的同时,提升钢丝绳内部钢丝绳单丝之间、股之间因弹性拉伸,及在滚筒上缠绕或通过绳轮等弯曲过程中由于曲率半径的差异,都将产生一定量的相对运动,导致钢丝绳内部的摩擦损伤,就钢丝绳内部的摩擦损伤危害而言,其程度相对较小。
为了避免钢丝绳的摩擦损伤,我们对绞车提升巷道道床进行了清理,将原来的尖锐表面的道渣更换为表面较为光滑的河卵石,通过现场观测对绞车道个别地段地板坡度进行了调整,避免钢丝绳上下弹动,而在运行中产生损伤较大的冲击摩擦。对托绳轮与钢丝绳中心位置进行相应调整,减少了钢丝脱离托绳轮的频率,同时加密了托绳轮,使提升过程中钢丝绳拉紧后与道床接触产生摩擦降到最小,并对失效托绳轮及时更换。在甩车场处,为了减少提升钢丝绳偏离道床造成的摩擦,在实地观测的基础上,相应的增设了一定角度的档绳轮装置,减少提升钢丝绳与道床外无托轮地段的摩擦。并对把勾工进行专项培训,要求把勾工在提升中钢丝绳未拉紧期间,慢慢拉车,减少提升钢丝绳的相对速度,降低摩擦损伤,放车时严密监视放车位置,减少因过放而增加的钢丝绳与道床的摩擦。通过上述措施减少了提升钢丝绳的外部摩擦损伤,延长钢丝绳的使用寿命。同时,制定了定期性进行倒换提升钢丝绳头的措施,人为的使钢丝绳表面磨损得到均匀的调整。
(2)塑性变形损伤与防护
塑性损伤:提升钢丝绳在卷筒上的缠绕挤压、 错绳以及卡绳、打结、扭曲、钢丝绳突然剧烈的拉伸等均产生塑性變形,给钢丝绳带来损伤,使钢丝绳单丝直径产生不同程度的减小。其中钢丝绳局部的卡绳、打结、扭曲、拉伸等产生的塑性变形易诱发应力集中,造成断丝、断股、继绳,危害较大。在钢丝绳使用后期,如:打结、拉伸,扭曲、钢丝表面挤伤等产生的塑性变形损伤更为严重。
为了避免塑性变形的损伤,我们根据实际情况重新确定了天轮的位置,调整了出绳的偏角,并及时进行排绳,减少钢丝绳的挤压损伤。在滚筒错绳处增加辅料,保证平整,降低挤压,并按要求留有一定的串绳绳量,定期的进行串绳,降低错绳位置的塑性伤损。新挂设的钢丝绳在其自由端设置旋转装置,以达到破劲的效果,避免弯曲打结现象。同时对把勾工,绞车司机进行了专项培训,要求司机平稳操作,保证提升速度均匀,根据路标位置适当的控制运行速度,使钢丝绳运行中受力变化均匀。把勾工在运行中停车时,根据停车的位置,控制车速,先打慢点,减速后适当停车,避免提升钢丝绳突然拉伸。
(3)疲劳损伤与防护
疲劳损伤:提升钢丝绳在天轮、挡绳轮的围包通过,卷筒上的缠绕,会引起弯曲疲劳,使剪切强度下降。提升载荷及钢丝绳的垂重,会引起拉伸疲劳,使提升钢丝绳的抗拉强度下降,它们都将不同程度导致钢丝绳安全系数降低。
对于疲劳强度损伤的预防,我们采取了调整天轮的位置及增大天轮半径,减小提升钢丝绳在天轮上的围包角,并在甩车场处适当加密挡绳轮和调整挡绳轮布置方位等方法,降低钢丝绳的弯曲变形。对于已使用的提升机调整滚筒半径是不适宜的,这一点在新设的提升机造型中应预以适当的考虑。同时对提升重量做了严格的限制,避免超重时引起拉伸损伤,降低抗拉强度。并规范了司机操车制度,避免造成加速度过大的起车、停车等不良影响的操车行为。
另外,我们对井下钢丝绳的化学腐蚀,采取了保证绞车道水沟畅通不上道,降低钢丝绳的湿度措施,减少锈蚀,延缓钢丝绳的使用寿命
在对钢丝绳损伤原因的探究、验证的基础上,逐一采取了简单易行的针对性措施,制定相关规章制度,自措施实施以来,其节资带来的效益是非常可观的,有效地降低了提升钢丝绳损伤的发生,每根钢丝绳使用寿命由原来8—10个月提高到15—18个月,是不采取防护措施前钢丝绳使用寿命的2倍左右,既延长了钢丝绳的使用寿命,又大幅的降低了提升成本,提高了经济效益。随着保护措施的不断完善,提升钢丝绳的损伤将得到更好防护, 其节资带来的效益会非常可观的。
关键词:钢丝绳、损伤、防护
1、问题的提出:
我曾经工作的煤矿是两个水平开采的矿井,采用JK-2.5/20提升机,选用φ32—6χ7钢丝绳单绳提升,生产过程中,出现提升钢丝绳磨损严重,钢丝绳使用周期较短的现象,针对存在的问题,我们进行了较为全面的调查,对提升钢丝绳损伤相关因素有了一定的认识,同时,采取了相应的措施,减轻了钢丝绳的损伤,延长了钢丝绳的使用寿命。
2、提升钢丝绳的损伤
在生产过程中,提升钢丝绳的损伤(如:钢丝绳的断丝、断股、 突然拉伸…)给提升带来了诸多不利因素,给生产带来了潜在的不安全隐患,降低了钢丝绳使用周期,增大了生产成本,经过调查分析,钢丝绳的机械损伤大体可分为:
摩擦损伤、塑性损伤、疲劳损伤、锈铁损伤
3、提升钢丝绳的损伤与防护
(1)提升钢丝绳的摩擦损伤与防护:
摩擦损伤:矿井提升钢丝绳使用过程中,钢丝绳外围表面与底板、枕木、绳轮、轨道、天轮及卷筒上缠绕钢丝绳等均产生相对运动,引起程度不同的摩擦损伤,使得钢丝绳单丝的直径减小,钢丝绳破断载荷随之下降,达到一定程度时,会引发断丝等现象,在断丝处易诱发应力集中而产生断股、断绳现象。其中:钢丝绳与轨道底板的磨损为主要因素;而打结、扭曲造成的单侧不均匀磨损,虽然范围小但易产生应力集中,危害较大,是引引发钢丝绳断绳的重要因素。在产生外周表面磨损的同时,提升钢丝绳内部钢丝绳单丝之间、股之间因弹性拉伸,及在滚筒上缠绕或通过绳轮等弯曲过程中由于曲率半径的差异,都将产生一定量的相对运动,导致钢丝绳内部的摩擦损伤,就钢丝绳内部的摩擦损伤危害而言,其程度相对较小。
为了避免钢丝绳的摩擦损伤,我们对绞车提升巷道道床进行了清理,将原来的尖锐表面的道渣更换为表面较为光滑的河卵石,通过现场观测对绞车道个别地段地板坡度进行了调整,避免钢丝绳上下弹动,而在运行中产生损伤较大的冲击摩擦。对托绳轮与钢丝绳中心位置进行相应调整,减少了钢丝脱离托绳轮的频率,同时加密了托绳轮,使提升过程中钢丝绳拉紧后与道床接触产生摩擦降到最小,并对失效托绳轮及时更换。在甩车场处,为了减少提升钢丝绳偏离道床造成的摩擦,在实地观测的基础上,相应的增设了一定角度的档绳轮装置,减少提升钢丝绳与道床外无托轮地段的摩擦。并对把勾工进行专项培训,要求把勾工在提升中钢丝绳未拉紧期间,慢慢拉车,减少提升钢丝绳的相对速度,降低摩擦损伤,放车时严密监视放车位置,减少因过放而增加的钢丝绳与道床的摩擦。通过上述措施减少了提升钢丝绳的外部摩擦损伤,延长钢丝绳的使用寿命。同时,制定了定期性进行倒换提升钢丝绳头的措施,人为的使钢丝绳表面磨损得到均匀的调整。
(2)塑性变形损伤与防护
塑性损伤:提升钢丝绳在卷筒上的缠绕挤压、 错绳以及卡绳、打结、扭曲、钢丝绳突然剧烈的拉伸等均产生塑性變形,给钢丝绳带来损伤,使钢丝绳单丝直径产生不同程度的减小。其中钢丝绳局部的卡绳、打结、扭曲、拉伸等产生的塑性变形易诱发应力集中,造成断丝、断股、继绳,危害较大。在钢丝绳使用后期,如:打结、拉伸,扭曲、钢丝表面挤伤等产生的塑性变形损伤更为严重。
为了避免塑性变形的损伤,我们根据实际情况重新确定了天轮的位置,调整了出绳的偏角,并及时进行排绳,减少钢丝绳的挤压损伤。在滚筒错绳处增加辅料,保证平整,降低挤压,并按要求留有一定的串绳绳量,定期的进行串绳,降低错绳位置的塑性伤损。新挂设的钢丝绳在其自由端设置旋转装置,以达到破劲的效果,避免弯曲打结现象。同时对把勾工,绞车司机进行了专项培训,要求司机平稳操作,保证提升速度均匀,根据路标位置适当的控制运行速度,使钢丝绳运行中受力变化均匀。把勾工在运行中停车时,根据停车的位置,控制车速,先打慢点,减速后适当停车,避免提升钢丝绳突然拉伸。
(3)疲劳损伤与防护
疲劳损伤:提升钢丝绳在天轮、挡绳轮的围包通过,卷筒上的缠绕,会引起弯曲疲劳,使剪切强度下降。提升载荷及钢丝绳的垂重,会引起拉伸疲劳,使提升钢丝绳的抗拉强度下降,它们都将不同程度导致钢丝绳安全系数降低。
对于疲劳强度损伤的预防,我们采取了调整天轮的位置及增大天轮半径,减小提升钢丝绳在天轮上的围包角,并在甩车场处适当加密挡绳轮和调整挡绳轮布置方位等方法,降低钢丝绳的弯曲变形。对于已使用的提升机调整滚筒半径是不适宜的,这一点在新设的提升机造型中应预以适当的考虑。同时对提升重量做了严格的限制,避免超重时引起拉伸损伤,降低抗拉强度。并规范了司机操车制度,避免造成加速度过大的起车、停车等不良影响的操车行为。
另外,我们对井下钢丝绳的化学腐蚀,采取了保证绞车道水沟畅通不上道,降低钢丝绳的湿度措施,减少锈蚀,延缓钢丝绳的使用寿命
在对钢丝绳损伤原因的探究、验证的基础上,逐一采取了简单易行的针对性措施,制定相关规章制度,自措施实施以来,其节资带来的效益是非常可观的,有效地降低了提升钢丝绳损伤的发生,每根钢丝绳使用寿命由原来8—10个月提高到15—18个月,是不采取防护措施前钢丝绳使用寿命的2倍左右,既延长了钢丝绳的使用寿命,又大幅的降低了提升成本,提高了经济效益。随着保护措施的不断完善,提升钢丝绳的损伤将得到更好防护, 其节资带来的效益会非常可观的。