多繩摩擦式提升機(jī):技術(shù)演進(jìn)與結(jié)構(gòu)剖析
發(fā)布時(shí)間:
2025-01-07
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多繩摩擦式提升機(jī):技術(shù)演進(jìn)與結(jié)構(gòu)剖析
一、引言
在礦井提升領(lǐng)域,多繩摩擦式提升機(jī)作為關(guān)鍵設(shè)備,承載著高效、安全運(yùn)輸人員與物料的重任。自其誕生以來(lái),歷經(jīng)了從無(wú)到有、從借鑒到創(chuàng)新的曲折發(fā)展歷程,其結(jié)構(gòu)特性也在不斷優(yōu)化,以適應(yīng)日益復(fù)雜的礦山開采需求。本文將帶您深入探尋多繩摩擦式提升機(jī)的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)、結(jié)構(gòu)奧秘及其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
二、多繩摩擦式提升機(jī)的技術(shù)發(fā)展之路
我國(guó)礦山機(jī)械制造起步階段,單繩纏繞式提升機(jī)率先登場(chǎng),1953 年,撫順重型機(jī)器廠成功制造出我國(guó)第一臺(tái)單繩纏繞式雙筒提升機(jī),為后續(xù)提升機(jī)技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
1958 年,洛陽(yáng)礦山機(jī)器廠勇挑重?fù)?dān),設(shè)計(jì)制造出我國(guó)首臺(tái)井塔式多繩摩擦式提升機(jī) JKM - 2x4,開啟了多繩摩擦式提升機(jī)國(guó)產(chǎn)化的征程。緊接著,1960 年,該廠再度發(fā)力,推出 JKM - 3x4 井塔式多繩摩擦式提升機(jī),并逐步實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),一舉打破國(guó)外技術(shù)壟斷,讓我國(guó)礦山企業(yè)用上了自主制造的多繩摩擦式提升機(jī)。
然而,隨著應(yīng)用深入,井塔式多繩摩擦式提升機(jī)的短板逐漸顯現(xiàn)。由于安裝在鋼筋混凝土井塔上,其耐振性能遠(yuǎn)不及鋼結(jié)構(gòu)井架,在應(yīng)對(duì)礦井復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境,如流沙層及地質(zhì)條件差的區(qū)域時(shí),鋼筋混凝土井塔產(chǎn)生的地壓較大。為攻克這一難題,1977 年,洛陽(yáng)礦山機(jī)器廠成功研制我國(guó)第一臺(tái)落地式多繩摩擦式提升機(jī) JKMD - 2x2,為礦山提升提供了新選擇。
在鋼絲繩配置方面,受礦井深度、載荷、安全系數(shù)等多種因素制約,結(jié)合我國(guó)礦井實(shí)情,多繩摩擦式提升機(jī)首繩以 4 根和 6 根為宜,優(yōu)先選用 4 根,特殊工況下才考慮 8 根。且鋼絲繩半數(shù)左捻,半數(shù)右捻,相互交錯(cuò)排列,以此保障提升過程的平穩(wěn)與安全。
放眼國(guó)外,多繩提升機(jī)技術(shù)同樣高歌猛進(jìn),資料顯示,其直徑已達(dá) 9m,鋼絲繩達(dá) 10 根,井深超 2000m,載荷至 50t,為我國(guó)提升機(jī)技術(shù)發(fā)展提供了借鑒方向。
三、多繩摩擦式提升機(jī)的結(jié)構(gòu)全景洞察
(一)布置方式:井塔式與落地式
1.井塔式多繩摩擦式提升機(jī):
- 優(yōu)點(diǎn):
-
結(jié)構(gòu)緊湊,占地空間小,能有效利用礦井井口周邊有限場(chǎng)地,尤其適用于場(chǎng)地局促的礦山。 -
無(wú)需天輪,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)架構(gòu),減少了設(shè)備部件數(shù)量,降低了維護(hù)成本與故障風(fēng)險(xiǎn)。 -
全部載荷垂直向下,賦予井塔出色的穩(wěn)定性,可在高負(fù)荷運(yùn)行下確保安全。 -
能夠獲得較大包角,增大了鋼絲繩與摩擦輪之間的摩擦力,提升提升能力與效率。 -
鋼絲繩處于井塔內(nèi)部,避免了雨雪侵蝕,穩(wěn)定摩擦系數(shù),延長(zhǎng)使用壽命。
-
- 缺點(diǎn):
-
設(shè)備造價(jià)高昂,井塔建設(shè)需耗費(fèi)大量鋼材,施工難度大、周期長(zhǎng),成本居高不下。 -
井塔高聳,在戰(zhàn)備和地震頻發(fā)地區(qū)存在安全隱患,一旦遭遇災(zāi)害,修復(fù)難度極大。
-
2.落地式多繩摩擦式提升機(jī):
鑒于井塔式的不足,落地式應(yīng)運(yùn)而生。它采用鋼結(jié)構(gòu)井架,克服了井塔式耐振性差、地壓大等問題,且建設(shè)成本相對(duì)較低、施工便捷,近年來(lái)用戶選用比例逐漸攀升。
(二)井塔式多繩摩擦式提升機(jī)有無(wú)導(dǎo)向輪之分
1.無(wú)導(dǎo)向輪型:
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)約,減少了設(shè)備復(fù)雜度與故障點(diǎn),適用于對(duì)井筒空間要求不高、提升工藝相對(duì)簡(jiǎn)單的場(chǎng)景。
2.有導(dǎo)向輪型:
雖使結(jié)構(gòu)稍顯復(fù)雜,但能突破主導(dǎo)輪直徑對(duì)提升容器在井筒中中心距的限制,縮減井筒斷面,優(yōu)化礦井空間利用;同時(shí),加大鋼絲繩在主導(dǎo)輪上的圍包角,提升摩擦力,增強(qiáng)提升能力。然而,鋼絲繩的反向彎曲不可避免,加速了鋼絲繩磨損,縮短使用壽命,需在維護(hù)中重點(diǎn)關(guān)注。
(三)傳動(dòng)形式多樣
- I 型:?jiǎn)坞妱?dòng)機(jī)帶減速器多繩摩擦式提升機(jī)
動(dòng)力傳輸穩(wěn)定,減速器可有效調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速與扭矩,適用于中、小型礦山的常規(guī)提升作業(yè)。 - Ⅱ 型:雙電動(dòng)機(jī)帶減速器多繩摩擦式提升機(jī)
雙電機(jī)配置提供更強(qiáng)動(dòng)力,應(yīng)對(duì)大型礦山重載、頻繁提升需求游刃有余,可靠性高。 - Ⅲ 型:?jiǎn)坞妱?dòng)機(jī)聯(lián)結(jié)構(gòu)多繩摩擦式提升機(jī)
結(jié)構(gòu)緊湊,省去部分中間連接件,降低成本,常用于對(duì)空間和成本控制嚴(yán)格的礦山。 - V 型:雙電動(dòng)機(jī)直聯(lián)結(jié)構(gòu)多繩摩擦式提升機(jī)
電機(jī)與摩擦輪直聯(lián),傳動(dòng)效率極高,動(dòng)力響應(yīng)迅速,適配對(duì)提升效率有極致追求的大型現(xiàn)代化礦山。
(四)組成部件繁雜精細(xì)
- 井塔式多繩摩擦式提升機(jī)
- I 型
由主軸裝置、盤形制動(dòng)器裝置、液壓站、導(dǎo)向輪裝置、深度指示系統(tǒng)、測(cè)速傳動(dòng)裝置、車槽裝置、齒輪聯(lián)軸器、彈性棒銷聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器、操作臺(tái)、制動(dòng)盤偏擺監(jiān)測(cè)裝置、鋼絲繩滑動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置、減速器、潤(rùn)滑站等構(gòu)成。各部件協(xié)同工作,確保提升機(jī)精準(zhǔn)、安全運(yùn)行。例如,主軸裝置作為核心,承載摩擦輪與鋼絲繩載荷;盤形制動(dòng)器裝置配合液壓站,在緊急時(shí)刻實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)。
- Ⅱ 型
組成與 I 型相近,僅在減速器類型等細(xì)節(jié)上有別,采用平行軸減速器,適配不同工況下的扭矩與轉(zhuǎn)速需求。
- Ⅲ 型
相較前兩者,部件有所精簡(jiǎn),去掉了部分聯(lián)軸器等,由主軸裝置、盤形制動(dòng)器裝置、液壓站、導(dǎo)向輪、車槽裝置、操作臺(tái)、制動(dòng)盤偏擺監(jiān)測(cè)裝置、信號(hào)接口裝置、鋼絲繩滑動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置等組成,滿足特定場(chǎng)景下的簡(jiǎn)約高效需求。
- IV 型
與 Ⅲ 型類似,同樣聚焦關(guān)鍵功能部件,保障基本提升作業(yè)的安全可靠。
- I 型
- 落地式多繩摩擦式提升機(jī)
- I 型
在井塔式 I 型基礎(chǔ)上,新增天輪裝置與撥繩裝置。天輪裝置引導(dǎo)鋼絲繩轉(zhuǎn)向,撥繩裝置確保鋼絲繩有序排列,防止纏繞混亂,提升運(yùn)行穩(wěn)定性。 - Ⅱ 型
組成同 I 型落地式,為不同礦山工況提供標(biāo)準(zhǔn)化解決方案。 - Ⅲ 型
類似井塔式 Ⅲ 型落地式,聚焦核心功能,滿足部分礦山對(duì)簡(jiǎn)約結(jié)構(gòu)的偏好。 - IV 型
亦與 Ⅲ 型落地式相近,以精簡(jiǎn)高效保障提升作業(yè)。
- I 型
(五)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)突顯優(yōu)勢(shì)
-
主軸裝置:采用全焊接式摩擦輪,焊接工藝確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與整體性;搭配高摩擦系數(shù)摩擦襯墊、酚醛壓塊和固定塊,增大摩擦力,保障提升動(dòng)力傳輸;選用調(diào)心滾子軸承,自動(dòng)適應(yīng)軸的撓曲,穩(wěn)定運(yùn)行;摩擦輪與主軸通過大平面摩擦連接,傳遞扭矩可靠高效。 -
導(dǎo)向輪 / 天輪:焊接式結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用,楔形襯墊保護(hù)鋼絲繩,減少磨損,延長(zhǎng)壽命。 -
制動(dòng)系統(tǒng):盤形制動(dòng)器裝置結(jié)合帶有恒力矩或恒減速功能的液壓制動(dòng)系統(tǒng),制動(dòng)迅速、平穩(wěn),能在緊急情況下精準(zhǔn)控制提升機(jī)停下,保障人員與設(shè)備安全。 -
減速器:I 型采用行星齒減速器,體積小、傳動(dòng)效率高,適用于緊湊空間;Ⅱ 型采用平行軸減速器,承載能力強(qiáng),適配重載工況;Ⅲ 型或 V 型無(wú)減速器,簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),降低成本,滿足不同動(dòng)力傳輸需求。 -
聯(lián)軸器:低速軸采用齒輪聯(lián)軸器,承載大扭矩,連接可靠;高速軸采用彈性棒銷聯(lián)軸器,緩沖減震,保護(hù)設(shè)備;Ⅲ 型或 IV 型無(wú)聯(lián)軸器,依工況靈活配置,優(yōu)化成本與性能。 -
深度指示系統(tǒng):采用機(jī)械式或電子式牌坊式深度指示器,直觀顯示提升容器位置,精度高,為操作人員提供精準(zhǔn)操控依據(jù)。 -
監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置:設(shè)有鋼絲繩滑動(dòng)監(jiān)測(cè)、制動(dòng)盤偏擺監(jiān)測(cè)、深度指示失效、制動(dòng)閘瓦過磨損、制動(dòng)碟形彈簧疲勞等多種監(jiān)測(cè)、保護(hù)裝置,全方位守護(hù)提升機(jī)運(yùn)行安全,一旦出現(xiàn)異常,立即報(bào)警并采取保護(hù)措施,確保萬(wàn)無(wú)一失。 -
部件通用性:盤形制動(dòng)器裝置、液壓站、操作臺(tái)、彈性棒銷聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器等采用與 JK 型單繩纏繞式提升機(jī)相同的通用部件,極大方便了生產(chǎn)制造、維修保養(yǎng)以及備品備件管理,降低礦山企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本,提高設(shè)備全生命周期管理效率。
綜上所述,多繩摩擦式提升機(jī)憑借其獨(dú)特的技術(shù)發(fā)展軌跡與精妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在礦山提升領(lǐng)域持續(xù)發(fā)光發(fā)熱,為我國(guó)礦山事業(yè)的蓬勃發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力,未來(lái)隨著技術(shù)創(chuàng)新,必將邁向更高臺(tái)階。
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