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煤矿提升用钢丝绳及其合理选择

作者: admin 编辑: admin 来源:admin 发布日期:2023-05-23 10:43
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一、过去提升用钢丝绳概况以往煤矿竖井和斜井提升多选用普通圆般钢丝绳。竖井中多选用6股19丝右同向捻钢丝绳,因为6股19丝较6股37丝的使用寿命长一些,所以当所需钢丝绳直径大于
一、过去提升用钢丝绳概况以往煤矿竖井和斜井提升多选用普通圆般钢丝绳。竖井中多选用6股19丝右同向捻钢丝绳,因为6股19丝较6股37丝的使用寿命长一些,所以当所需钢丝绳直径大于46.5毫米而无6股19丝可选时,才选用6股37丝右同向捻钢丝绳。斜井箕斗提升多选用6股7丝右同向捻钢丝绳,斜井串车提升则多选用6股7丝右交互捻钢丝绳。由于提升机滚筒多为右螺旋缠绕,所以钢丝绳也随之选用右捻的,以避免钢丝绳绳股有被捻开的趋势。
因为竖井及斜井箕斗提升钢丝绳绳端与提升容器固定,钢丝绳无自由端,所以应从钢丝绳绳股是否易捻开和钢丝与外界的接触面是否均匀的观点出发,而选用较交互捻耐弯曲、耐疲劳又柔软的同向捻钢丝绳。由于同向捻钢丝绳存在易于松散和反驳打卷甚至可能打结而不能使用的缺点,所以在斜井串车提升需常常摘挂钩即有自由端的情况下,多选用钢丝绳结构较稳定的交互捻钢丝绳。
钢丝绳在使用中受力情况是很复杂的,对于斜井提升钢丝绳损坏的突出矛盾表现在钢丝绳与外界摩擦上。在相同的破断拉力情况下,6股7丝钢丝绳的丝径要比6股19丝的丝径粗得多,钢丝捻距较大,接触面也较大,较耐磨,其使用寿命约比6股19丝长一倍,所以斜井提升常选用6股7丝钢丝绳。
6股7丝钢丝绳的缺点是较硬、反驳力较大,故在更换钢丝绳时应注意安全。随着煤矿事业的发展,今后所需钢丝绳数量还会不断增加,若局限于选用寿命较短的普通圆股钢丝绳,则远远不敷应用。在目前我国已有大量制造各种不同结构的圆股及异型股钢丝绳的能力情况下,如何在各种不同的提升系统中选用与其相适应的钢丝绳,是减少钢丝绳消耗量和节省钢丝绳的倒头及换绳时间,从而达到降低提升费用和增加提升能力的重要环节。
二、钢丝绳结构
1.钢丝绳的组成
钢丝绳是由钢丝捻成绳股,由股捻制成绳的。绳芯多为纤维制成,也有用金属芯的。(1)钢丝的抗拉强度分140公斤/
毫米,155公斤/毫米2、170公斤/毫米2、185公斤/毫米2和200公斤/毫米(注:见目前应用的圆股钢丝绳国家标准GB1102-74和异型股钢丝绳冶金工业部标准YB829-73)5种,一般矿井提升多采用抗拉强度为170公斤/
毫米及以下的钢丝绳,因为高强度钢丝绳有欠柔软易断丝的缺点,特别在斜井提升选用较粗丝径的钢丝绳时,其抗拉强度以低于170公斤/毫米为好。
按钢丝耐受反复弯曲和扭转次数不同分特号、I号和Ⅱ号3种,对于用来升降人员或人和物混合提升的钢丝绳,应选用特号钢丝制成的钢丝绳,只作为提升物料的钢丝绳才选用I号钢丝制成的钢丝绳。
从钢丝表面情况又分为光面钢丝制成的钢丝绳和镀锌钢丝制成的钢丝绳两种。镀锌钢丝绳又分甲、乙两种,在重腐蚀条件下选甲种,较轻腐蚀条件下选用乙种。采用电镀法镀锌不影响钢丝的抗拉强度,但目前不能大量供货,热镀锌法要降低钢丝的耐反复弯曲和扭转次数,钢丝直径较粗者尤甚,同时使抗拉强度亦降低约4~
10%,价格约高百分之十几,所以除在摩擦轮提升及需要耐腐蚀的矿井中可采用镀锌钢丝绳外,在单绳缠绕式提升机上多采用光面钢丝制成的钢丝绳。
(2)绳芯主要起支撑各绳股使钢丝绳受横向力时断面不易变形的作用。纤维绳芯多为剑麻、黄麻或棉纱以及符合要求的纤维制成。纤维芯用防腐防锈油浸透,对钢丝绳起到润滑和蓄油池的作用。金属绳芯多为一绳股填充了绳芯的位置,如7股7丝和7股19丝等。金属绳芯比纤维绳芯在相同断面内金属面积大、破断拉力大,具有耐横向压力大、不易变形的优点,但柔软性差,不耐腐蚀,所以矿井提升多用带有纤维芯的钢丝绳。
2.钢丝绳的捻法
钢丝绳的捻法见图1。
图1钢丝绳的捻法
1一交互右捻;2一交互左捻;3一同向右捻;4一同向左捻
圆股钢丝绳有上述4种捻制方法,而异型股钢丝绳只有同向右捻和同向左捻两种捻制方法,但四股三角形不旋转钢丝绳例外。
交互捻和同向捻两种捻法的钢丝绳耐疲劳性能见图2。
三、怎样合理选择矿井提升钢丝绳
1.斜井提升钢丝绳的选择斜井提升钢丝绳损坏的主要原因是与地滚、地面的摩擦,所以应当选用绳股表层钢丝直径较粗有纤维芯的钢丝绳,以达到耐磨损、抗腐蚀、寿命长的目的。以往常选用6股7丝钢丝绳,和线接触的西鲁式6股19丝钢丝绳。根据我国和外国新产品生产供应情况,斜井采用面接触钢丝绳最为经济合理,例如1973年从日本引进二根6股7丝加一绳纤维芯直径26毫米的面接触钢丝绳(图12),在北京矿务局城子矿二斜井(倾角36°)试用,效果甚佳,使用寿命长达12个月之久,而原使用的6股7丝钢丝绳,2个月即需倒换绳头,使用4个月即报废。
目前,鞍山钢丝绳厂、天津钢丝绳厂、湘潭钢丝绳厂已经成批生产面接触钢丝绳。
斜井中使用适当的三角股钢丝绳效果也较好,其寿命较6股7丝钢丝绳约长一倍。鞍山钢丝绳厂可大量供应三角股钢丝绳。
2.坚井提升钢丝绳的选择(1)竖井提升要求钢丝绳具有韧性好,强度高,耐疲劳,抗腐蚀,因此竖井卷筒提升和多绳摩擦轮提升最好选用三角股钢丝绳。例如平顶山矿务局一、四、七矿竖井卷筒提升使用6股19丝普通钢丝绳,使用寿命一般为10个月左右,改用三角股钢丝绳后,使用寿命达2年以上。
单绳摩擦轮提升机,最好使用椭圆股不旋转钢丝绳,当然也可选用三角股钢丝绳。
(2)摩擦轮提升机用钢丝绳油的问题。为保护钢丝绳不生锈,又能增加钢丝绳与绳槽衬垫之间的摩擦系数,应选用摩擦轮提升机钢丝绳专用油——疏干油。这种油脂,目前我国正在研制过程中。如用普通钢丝绳油,则要降低摩擦系数,因此有的矿井在悬挂钢丝绳之前把油煮掉,有的要求制造厂交付不涂油的钢丝绳。这种钢丝绳在使用中抗腐蚀能力低,短期内生锈严重,运转中钢丝与钢丝之间摩擦挤压严重,使寿命大为缩短。如果选用镀锌钢丝绳使用起来尚较理想,但国内不易订货。
(3)平衡尾绳。过去多选用鞍山钢丝绳厂生产的扁型钢丝绳作尾绳。扁绳有抗横向振动性强,运行稳定等优点,缺点是受到煤、研石冲击时容易破损,且这种钢丝绳系手工编制起来,生产能力低不能大量供货,生产成本也高,故又改用多层股不旋转钢丝绳,但经验证明现已被广泛采用的普通圆股钢丝绳作尾绳,运转效果是很好的。因为尾绳只承担自身重力,所以抗拉强度以选用140公斤/毫米为宜,且无需校验其安全系数。
3.凿井用不旋转钢丝绳凿井筒时所用吊桶、吊盘、吊挂抓岩机、吊泵、吊装风管、水管和电缆等,都需要大量的不旋转钢丝绳。
多层股不旋转钢丝绳和椭圆股不旋转钢丝绳在生产设备、生产工序、生产工艺上都比普通钢丝绳要复杂得多,价钱也较贵,货源也较缺。在使用不旋转钢丝绳时要严格照要领操作,否则极易变形,轻者尚可修补,重者如局部呈鸟笼形时即得报废。当天轮磨损超限在换上新绳时由于咬绳也很容易产生严重变形,当然也有因捻制质量不佳而变形的。
椭圆股钢丝绳变形的可能性要比圆股多层股不旋转钢丝绳小,使用寿命也较长,因此应优先加以选择。
除椭圆股和圆股多层股不旋转钢丝绳外。四股三角型不旋转钢丝绳(图21)更适宜凿井使用。该钢丝绳为交互捻制,不旋转的特点尤为突出,即使单绳起吊或无罐道提升也不易旋转。

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