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摩擦式提升機首繩張力檢查的多維度策略

發(fā)布時間：

2025-03-26

來源：

摩擦式提升機在礦山運輸中起著至關(guān)重要的作用，其首繩張力是否均衡直接影響到提升機的安全運行和使用壽命。準(zhǔn)確檢查首繩張力并確保其處于合理范圍是礦井提升機維護工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本文將詳細(xì)闡述摩擦式提升機首繩張力的檢查方法經(jīng)驗。

一、引言 

摩擦式提升機在礦山運輸中起著至關(guān)重要的作用，其首繩張力是否均衡直接影響到提升機的安全運行和使用壽命。準(zhǔn)確檢查首繩張力并確保其處于合理范圍是礦井提升機維護工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本文將詳細(xì)闡述摩擦式提升機首繩張力的檢查方法經(jīng)驗。 

二、摩擦式提升機首繩張力的重要性 

1. 提升安全方面 

不均衡的首繩張力會導(dǎo)致提升容器在運行過程中出現(xiàn)傾斜。在提升過程中，如果容器傾斜嚴(yán)重，可能會與井筒裝備（如罐道等）發(fā)生碰撞，這不僅會損壞井筒裝備和提升容器，還可能引發(fā)更為嚴(yán)重的安全事故。過大的張力差可能使部分鋼絲繩承受的拉力超過其極限強度，增加鋼絲繩斷裂的風(fēng)險。一旦首繩斷裂，在高速運行的提升過程中，后果將不堪設(shè)想。

2. 設(shè)備使用壽命方面

不均衡的張力會使摩擦襯墊局部受力過大。摩擦襯墊是提升機產(chǎn)生摩擦力的關(guān)鍵部件，局部受力過大容易導(dǎo)致襯墊磨損加劇，縮短其使用壽命。而且襯墊磨損不均勻還會影響其與鋼絲繩之間的摩擦力分布，進(jìn)一步影響提升機的正常運行。對于鋼絲繩本身，張力不均會造成不均勻的磨損。部分鋼絲繩可能因為過度受力而出現(xiàn)鋼絲的疲勞斷裂，提前報廢，增加了設(shè)備的維護成本。

三、檢查方法

（一）人工觀察法

1. 靜態(tài)觀察

容器水平檢查：在提升容器處于靜止?fàn)顟B(tài)（如在井口或井底裝載位置）時，通過觀察提升容器的水平情況來初步判斷首繩張力是否均衡。可以在容器的邊緣或特定位置設(shè)置水平標(biāo)記，用肉眼觀察容器是否傾斜。如果容器明顯傾斜，說明首繩張力存在較大差異。不過這種方法比較粗略，只能作為初步檢查手段。

繩間距觀察：在容器靜止且首繩松弛狀態(tài)下，觀察各首繩之間的間距。如果張力不均勻，鋼絲繩的松弛程度會不同，間距也會出現(xiàn)差異。例如，張力小的鋼絲繩會相對更松弛，其與相鄰鋼絲繩的間距可能會比其他位置大。

2. 動態(tài)觀察

運行過程中的容器擺動觀察：在提升機運行過程中，觀察提升容器的擺動情況。如果首繩張力不均衡，容器在井筒中運行時會出現(xiàn)不規(guī)則的擺動?，F(xiàn)場工作人員可以站在井筒附近的觀察平臺上（在確保安全的情況下），觀察容器在通過該位置時的擺動幅度和頻率。一般來說，擺動幅度大且頻繁的一側(cè)，對應(yīng)的首繩張力可能較小。

聽聲音判斷：當(dāng)提升機運行時，不均衡的張力可能導(dǎo)致鋼絲繩與天輪或其他部件的摩擦聲音異常。有經(jīng)驗的維護人員可以通過聽聲音來判斷。例如，張力過小的鋼絲繩在與天輪接觸時，可能會出現(xiàn)間歇性的輕微跳動，發(fā)出不同于正常運行的 “噠噠” 聲。

（二）液壓張力計測量法 

1. 測量原理

液壓張力計是基于帕斯卡定律設(shè)計的。它通過將液壓油封閉在一個彈性元件（如活塞缸）中，當(dāng)鋼絲繩的張力作用在張力計的受力部件上時，液壓油會產(chǎn)生相應(yīng)的壓力變化。通過測量液壓油的壓力，再根據(jù)張力計的標(biāo)定系數(shù)，就可以準(zhǔn)確地計算出鋼絲繩的張力大小。

2. 測量步驟

安裝張力計：

首先，將提升容器停在合適的位置（如井口或井底），并且確保鋼絲繩處于松弛狀態(tài)。然后，將液壓張力計安裝在首繩上。安裝時要注意張力計與鋼絲繩的接觸良好，并且連接牢固，防止在測量過程中出現(xiàn)松動或位移。

測量記錄：

啟動提升機，使鋼絲繩逐漸拉緊，觀察液壓張力計的讀數(shù)。在鋼絲繩達(dá)到正常運行張力時，記錄下各個張力計的讀數(shù)。一般要進(jìn)行多次測量，每次測量前要確保張力計歸零，并且在不同的運行工況（如空載、半載、滿載）下分別測量，以獲取全面的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)分析：

將測量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計算各首繩之間的張力差。一般要求張力差在規(guī)定的范圍內(nèi)，例如，對于多繩摩擦式提升機，張力差不應(yīng)超過平均張力的 5% - 10%（具體數(shù)值根據(jù)提升機的型號和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定）。 

（三）振弦式傳感器測量法 

1. 測量原理

振弦式傳感器是利用振弦的頻率與其所受張力之間的關(guān)系來測量張力的。當(dāng)鋼絲繩的張力作用在傳感器上時，傳感器內(nèi)部的振弦會發(fā)生變形，其振動頻率也會隨之改變。通過測量振弦的頻率變化，再根據(jù)預(yù)先標(biāo)定的頻率 - 張力曲線，就可以計算出鋼絲繩的張力。

2. 測量步驟 

傳感器安裝：

和液壓張力計類似，先將提升容器停在合適位置，使鋼絲繩松弛，然后將振弦式傳感器安裝在首繩上。傳感器的安裝要按照廠家的說明書進(jìn)行，確保安裝位置準(zhǔn)確，信號傳輸線路連接良好。

數(shù)據(jù)采集與處理：

在提升機運行過程中，通過配套的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集振弦式傳感器的信號，獲取振弦的頻率數(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C軟件中，軟件根據(jù)預(yù)先存儲的標(biāo)定曲線自動計算出各首繩的張力值?？梢詫崟r監(jiān)測張力變化情況，并且能夠自動生成張力變化曲線，方便維護人員分析張力的動態(tài)變化規(guī)律。 

（四） 電磁感應(yīng)式張力檢測法

1. 測量原理：

電磁感應(yīng)式張力檢測是基于電磁感應(yīng)原理。當(dāng)鋼絲繩中有電流通過時（可以通過外部激勵裝置施加微弱的交變電流），在鋼絲繩周圍會產(chǎn)生磁場。在鋼絲繩張力變化時，其磁導(dǎo)率等電磁特性也會發(fā)生改變。通過在鋼絲繩周圍設(shè)置的感應(yīng)線圈來檢測磁場的變化，經(jīng)過信號處理和換算，就可以得到鋼絲繩的張力信息。這種方法是非接觸式的，對鋼絲繩的物理狀態(tài)干擾較小。

2. 測量步驟： 

首先需要安裝電磁感應(yīng)檢測裝置，包括激勵線圈和感應(yīng)線圈。激勵線圈要正確地纏繞在鋼絲繩上，以確保能夠有效地在鋼絲繩中產(chǎn)生電流。感應(yīng)線圈要安裝在合適的位置，能夠準(zhǔn)確地接收鋼絲繩周圍磁場變化產(chǎn)生的信號。開啟檢測系統(tǒng)后，對信號進(jìn)行校準(zhǔn)。由于不同的鋼絲繩材質(zhì)、直徑等因素會影響電磁特性，所以需要根據(jù)具體的鋼絲繩參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。在提升機運行過程中，實時采集感應(yīng)線圈的信號，通過專門的信號處理軟件進(jìn)行分析，得到鋼絲繩的張力變化曲線。

3. 適用場景和優(yōu)缺點： 

這種方法適用于對鋼絲繩張力進(jìn)行長期的動態(tài)監(jiān)測。優(yōu)點是它是非接觸式的，不會像液壓張力計或振弦式傳感器那樣需要安裝在鋼絲繩上，可能對鋼絲繩的正常運行產(chǎn)生一定的阻礙（盡管這種阻礙很?。?。而且它可以在不停止提升機運行的情況下進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。但是，其設(shè)備成本相對較高，并且對電磁環(huán)境有一定的要求，在有較強電磁干擾的礦井環(huán)境中，可能會影響檢測精度。

四、實踐經(jīng)驗

（一）定期檢查與動態(tài)監(jiān)測相結(jié)合 

1. 定期檢查計劃制定 

根據(jù)礦井提升機的使用頻率、負(fù)荷情況等因素，制定合理的首繩張力定期檢查計劃。一般來說，對于主提升機，至少每月進(jìn)行一次人工觀察檢查，每季度進(jìn)行一次液壓張力計或振弦式傳感器的精確測量。對于副提升機，檢查周期可以適當(dāng)延長，但也不應(yīng)低于每兩個月進(jìn)行一次人工觀察檢查，每半年進(jìn)行一次精確測量。

2. 動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置

安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用振弦式傳感器或其他先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)，實時監(jiān)測首繩張力。這樣可以及時發(fā)現(xiàn)張力的異常變化，例如在提升過程中由于礦石裝載不均勻等突發(fā)情況導(dǎo)致的張力變化。一旦發(fā)現(xiàn)異常，系統(tǒng)能夠立即發(fā)出警報，提醒操作人員和維護人員采取措施。

（二）考慮環(huán)境因素對檢查結(jié)果的影響 

1. 溫度因素

溫度對鋼絲繩的張力有一定的影響。在溫度較低的情況下，鋼絲繩會收縮，張力可能會增大；而在溫度較高時，鋼絲繩會伸長，張力可能會減小。在進(jìn)行張力檢查時，要記錄當(dāng)時的環(huán)境溫度，并且在分析數(shù)據(jù)時考慮溫度因素。例如，如果在冬季測量的張力比夏季大，在合理范圍內(nèi)可以認(rèn)為是溫度變化導(dǎo)致的正常現(xiàn)象。

2. 井筒淋水因素 

井筒淋水可能會使鋼絲繩表面生銹或者潤滑脂被沖刷掉，增加鋼絲繩與襯墊或其他部件之間的摩擦力。這會影響張力的分布，并且可能導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。在有井筒淋水的情況下，要加強對鋼絲繩的清潔和潤滑工作，并且在檢查張力時，要對淋水部位的鋼絲繩進(jìn)行特殊關(guān)注，必要時進(jìn)行多次測量以獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。 

（三）根據(jù)檢查結(jié)果及時調(diào)整張力

1. 張力調(diào)整方法

如果通過檢查發(fā)現(xiàn)首繩張力不均衡，可以采用多種方法進(jìn)行調(diào)整。一種常見的方法是通過在張力較小的鋼絲繩的懸掛裝置上增加配重塊來增大其張力。在增加配重塊時，要逐步進(jìn)行，并且每次增加后要重新測量張力，防止調(diào)整過度。另一種方法是通過調(diào)整鋼絲繩的懸掛長度來平衡張力，這需要專業(yè)的工具和技術(shù)人員操作。

2. 調(diào)整后的驗證

在調(diào)整完首繩張力后，要對調(diào)整效果進(jìn)行驗證。可以采用之前的檢查方法，如液壓張力計測量或振弦式傳感器測量，重新檢查各首繩的張力是否在規(guī)定范圍內(nèi)，并且觀察提升容器的運行情況，確保容器運行平穩(wěn)，沒有傾斜或異常擺動等現(xiàn)象。 

（四）加強對鋼絲繩和相關(guān)部件的檢查

1. 鋼絲繩檢查

在檢查首繩張力的同時，要對鋼絲繩的表面狀況進(jìn)行檢查。觀察鋼絲繩是否有斷絲、磨損、銹蝕等情況。因為這些問題可能會影響鋼絲繩的強度和彈性模量，進(jìn)而影響其張力。例如，斷絲較多的鋼絲繩，其承載能力下降，在運行過程中可能會導(dǎo)致張力分布的變化。定期對鋼絲繩進(jìn)行無損檢測，如磁粉探傷、超聲波探傷等，及時發(fā)現(xiàn)鋼絲繩內(nèi)部的缺陷，確保鋼絲繩的質(zhì)量符合要求。

2. 摩擦襯墊和天輪檢查

檢查摩擦襯墊的磨損情況。如果襯墊磨損不均勻，會影響摩擦力的分布，從而對首繩張力產(chǎn)生間接影響。對于磨損嚴(yán)重的襯墊，要及時更換。檢查天輪的輪槽磨損情況。磨損的輪槽會改變鋼絲繩的纏繞狀態(tài)，導(dǎo)致張力變化。要定期對天輪進(jìn)行維護和修復(fù)，確保其正常運行。 

五、結(jié)論 

摩擦式提升機首繩張力的檢查是一項復(fù)雜而又關(guān)鍵的工作。通過多種檢查方法的綜合運用，以及結(jié)合豐富的實踐經(jīng)驗，可以準(zhǔn)確地判斷首繩張力是否均衡，并且及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。在日常使用和維護中，要高度重視首繩張力的檢查和調(diào)整，確保提升機的安全、穩(wěn)定和高效運行，為礦井的生產(chǎn)提供可靠的運輸保障。同時，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新的檢查技術(shù)和設(shè)備也在不斷涌現(xiàn)，礦井提升機維護人員要不斷學(xué)習(xí)和更新知識，更好地適應(yīng)工作的需要。

文章來源：礦井提升機安全與管理

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