模塊6多繩摩擦提升

1、第一節(jié) 概述隨著礦井開采深度的增加和一次提升量的增大，如仍采用單繩纏繞式提升，就必須制造和選用更大的提升機(jī)滾簡和直徑更粗的鋼絲繩，不但會(huì)使設(shè)備的尺寸加大，投資增加，并帶來制造、使用和維護(hù)上的一系列問題。正是在這種條件下，制成了單繩與多繩摩擦式提升機(jī)。摩擦式提升與單繩纏繞式提升的不同之處在于鋼絲繩不是纏繞在滾筒上，而是搭放在主導(dǎo)輪上。兩個(gè)提升容器分別懸掛在鋼絲繩的兩端（或一端懸掛提升容器，另一端懸掛平衡錘），當(dāng)提升電動(dòng)機(jī)通過減速器帶動(dòng)主導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主導(dǎo)輪上的摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力便帶動(dòng)鋼絲繩隨著主導(dǎo)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，完成提升和下放重物的任務(wù)。多繩摩擦式提升設(shè)備根據(jù)布置方式不同可分為井塔式和落地式

2、兩種類型，如圖11-1.圖11-2所示。井塔式多繩摩擦提升是把整套提升機(jī)安置在井塔的頂層，它的優(yōu)點(diǎn)是不受礦井地形的限制布置緊湊，節(jié)省工業(yè)廣場用地，天輪、鋼絲繩不暴露在雨雪中，改善了鋼絲繩的工作條件，但是建造井塔費(fèi)用較高，初期投資較大。落地式多繩摩擦提升是把提升機(jī)安裝在地面上，其優(yōu)點(diǎn)是井架建造費(fèi)用較小，減少了礦井的初期投資，并且可提高抵抗地震災(zāi)害的能力。我國過去多采用井塔式，20世紀(jì)70年代以來開始采用落地式。井塔式多繩摩擦提升可分為無導(dǎo)向輪和有導(dǎo)向輪兩種，有導(dǎo)向輪的優(yōu)點(diǎn)為：兩提升容器的中心距不受摩擦輪直徑的限制，可減小井筒斷面；可加大鋼絲繩在主導(dǎo)輪上的圍包角。缺點(diǎn)是鋼絲繩產(chǎn)生反向彎曲，影響使用

3、壽命。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能優(yōu)先考慮無導(dǎo)向輪系統(tǒng)。1、多繩摩擦式提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與單繩提升機(jī)比較，多繩提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：(1)因?yàn)殇摾K不是纏繞在卷筒上，而是搭在主導(dǎo)輪(卷筒)上，所以提升高度不受卷筒容繩量的限制，特別適合于深井提升；(2)由于載荷是由數(shù)根鋼繩承擔(dān)，所以提升鋼繩直徑比相同載荷下的單繩提升的小;主導(dǎo)輪直徑也較小，因此，在相同提升載荷下，多繩提升機(jī)具有體積小、重量輕，節(jié)省材料，容易制造、安裝和運(yùn)輸方便等特點(diǎn)；(3)由于多繩提升機(jī)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量小，故提升電動(dòng)機(jī)的容量和電耗就相應(yīng)減小(4)在卡罐和過卷時(shí)有打滑的可能性，可以避免斷繩事故的發(fā)生；(5)提升設(shè)備的安全性高(因?yàn)槔K數(shù)多，同時(shí)斷繩的可能性很

4、小)，可以不設(shè)斷繩保險(xiǎn)器；(6)當(dāng)采用數(shù)目相同的左捻和右捻鋼繩時(shí)可以消除由于鋼繩松捻而形成的容器罐耳對罐道的作用壓力，從而減小容器的運(yùn)行阻力和罐道的磨損。多繩提升的缺點(diǎn)是：(1)數(shù)根鋼繩的懸掛、更換、調(diào)整、維護(hù)和檢修工作復(fù)雜；(2)當(dāng)一根鋼繩損壞而需要更換時(shí)，為了保持每根鋼繩都具有相同的工作條件，往往需要更換所有的鋼繩；(3)因?yàn)椴荒苷{(diào)節(jié)繩長，所以雙容器提升時(shí)不能同時(shí)用于多中段提升，也不適用豎井開鑿時(shí)的提升工作；(4)由于提升鋼繩和主導(dǎo)輪上的襯墊間有蠕動(dòng)現(xiàn)象，故對鋼繩及襯墊的磨損有一定的影響，對深度指示器的準(zhǔn)確性也有影響。綜上所述，多繩提升的優(yōu)點(diǎn)是顯著的。三、多繩摩擦式提升機(jī)的技術(shù)規(guī)格國產(chǎn)多繩

5、摩擦式提升機(jī)有JKM、JKMD系列和JKD系列，在我國大中型及特大型礦井中，已得到越來越廣泛的應(yīng)用。JKD型、KM型及JKMD型多繩摩擦式提升機(jī)的技術(shù)規(guī)格見表，其外形布置如圖所示。一、摩擦提升的傳動(dòng)原理多繩摩擦式提升機(jī)的工作原理不同于纏繞式提升機(jī)，它是依靠鋼絲繩與摩擦襯墊之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)的，其摩擦力對多繩摩擦提升機(jī)的正?？煽窟\(yùn)行有著極為重要的影響。如圖所示。其傳動(dòng)形式屬于撓性體摩擦傳動(dòng)。根據(jù)撓性體摩擦傳動(dòng)的歐拉公式，則有式中 重載側(cè)上升側(cè)）鋼絲繩的張力，N； 空載側(cè)（下放側(cè)）鋼絲繩的張力，N； 自然對數(shù)的底； 鋼絲繩與摩擦襯墊之間的摩擦系數(shù)，通常取 ； 鋼絲繩對主導(dǎo)輪的圍包角，rad。當(dāng)

6、主導(dǎo)輪經(jīng)減速器被電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所傳遞的最大摩擦力等于兩側(cè)鋼絲繩的張力差即eFFkzzFkFe) 1(maxeFFFFkkz多繩摩擦提升設(shè)備的工作原理與單繩纏繞式提升設(shè)備不同。因?yàn)槭恰岸嗬K”，就產(chǎn)生了數(shù)根鋼絲繩的張力如何平衡的問題，又因?yàn)槠鋫鲃?dòng)原理為“摩擦傳動(dòng)”，亦就產(chǎn)生了如何防滑的問題以上兩個(gè)方面構(gòu)成了多繩摩擦提升的特殊問題，因而其機(jī)械結(jié)構(gòu)也有其特殊性。多繩摩擦提升機(jī)由主軸裝置、制動(dòng)裝置、減速器、深度指示器、車槽裝置及其他輔助設(shè)備組成。其制動(dòng)裝置、操縱臺(tái)等與7K型單繩纏繞式提升機(jī)基本相同，在此，僅介紹其他部件的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。一、主軸裝置及導(dǎo)向輪如圖所示為多繩摩擦式提升機(jī)的主軸裝置結(jié)構(gòu)之一。

7、主軸法蘭盤(或輪毅）與摩擦輪輻采用高強(qiáng)度螺栓連接，借助螺栓壓緊輪輻與夾板間的摩擦力傳遞扭矩。這種結(jié)構(gòu)便于拆裝及運(yùn)渝，但制造要求較高。(一)主導(dǎo)輪的摩擦襯墊摩擦襯墊是摩擦提升機(jī)重要部件，它承擔(dān)著提升鋼絲繩重量、容器自重、貨載重量、平衡尾繩重量以及運(yùn)行時(shí)的各種動(dòng)載荷與沖擊載荷所以它必須有足夠的抗壓強(qiáng)度。此外，它與鋼絲繩之間還必須具有足夠的摩擦系數(shù)，從而使提升機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，并防止提升過程中的滑動(dòng)。因此摩擦村墊材質(zhì)的優(yōu)劣對摩擦提升機(jī)的工作性能、應(yīng)用范圍、工作安全等都有直接的影響摩擦襯墊材料應(yīng)具有下列性質(zhì)：(1）與鋼絲繩對偶摩擦?xí)r有較高的摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)受水和油的影響較??；(2)具有較高的比壓和

8、抗疲勞性能；(3)磨損較小，磨損時(shí)的粉塵對人和機(jī)器無害；(4)在正常溫度變化范圍內(nèi)，能保持其原有性能；(5)應(yīng)具有一定的彈性，能起到調(diào)整一定張力差的作用。(二）車槽裝置摩擦襯墊在使用中會(huì)不斷磨損，而且各繩槽的磨損程度不同磨損的原因有以下幾種：（1）緊急制動(dòng)。在緊急制動(dòng)時(shí)，提升鋼絲繩可能產(chǎn)生滑動(dòng)，引起摩擦襯墊急劇磨損致使繩槽不圓。（2）鋼絲繩在主導(dǎo)輪摩擦襯墊上蠕動(dòng)。（3）幾根鋼絲繩中的一根由于某種緣故使兩側(cè)鋼絲繩張力差超過了防滑的極限，這是出現(xiàn)單根鋼絲繩滑動(dòng)的現(xiàn)象，該鋼絲繩所處的繩槽便很快磨損，結(jié)果該繩槽直經(jīng)愈小，滑動(dòng)愈嚴(yán)重，形成惡性循環(huán)。所以及時(shí)調(diào)整各繩槽直徑的偏差值，使其不超過005mm二，

9、是十分必要的在多繩提升設(shè)備中設(shè)有專用的車槽裝置車削繩槽，以調(diào)節(jié)各鋼絲繩的張力。圖11-7所示為車槽裝置，每個(gè)摩擦襯墊都有一個(gè)單獨(dú)進(jìn)刀的車刀裝置1，它固定在支撐腰架2上，車刀裝置1的結(jié)構(gòu)和車床尾架的結(jié)構(gòu)基本相同。若用手轉(zhuǎn)動(dòng)車刀裝置的手輪時(shí)車刀桿和車刀便垂直上下移動(dòng)，切削繩槽或退刀。手輪上有刻度盤。一般是每轉(zhuǎn)一格刻度進(jìn)刀量為0.1mm。多繩摩擦提升機(jī)在工作過程中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)鋼絲繩的蠕動(dòng)現(xiàn)象。因此，鋼絲繩與主導(dǎo)輪間便產(chǎn)生一相對位移。隨著提升次數(shù)增多，相對位移量亦不斷增大。同時(shí)除了蠕動(dòng)外還可能存在著鋼絲繩的滑動(dòng)與伸長等問題。這些都影響深度指示器的準(zhǔn)確性，為此，必須在多繩摩擦提升機(jī)的深度指示器上增

10、加一個(gè)自動(dòng)調(diào)零機(jī)構(gòu)。目前我國設(shè)計(jì)的調(diào)零機(jī)構(gòu)有兩種，一種是用于JKM型提升機(jī)上立式深度指示器的調(diào)零機(jī)構(gòu)：另一種是用于JKD型提升機(jī)上帶水平選擇器的調(diào)零機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)分述如下：（一）立式深度指示器及其調(diào)零機(jī)構(gòu)（二）水平選擇器的調(diào)零機(jī)構(gòu)（l）通過發(fā)送自整角機(jī)B的發(fā)送，使在司機(jī)操作臺(tái)上的接收自整角機(jī)顯示提升機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而指示提升容器在井筒中位置。（2）如果鋼絲繩因滑動(dòng)、蠕動(dòng)或伸長等原因使容器位置與深度指示器不一致時(shí)，則在每次提升停車后，可以自動(dòng)調(diào)零（3）通過軸3傳動(dòng)進(jìn)行限速保護(hù)。四、多繩摩擦提升防過卷裝置多繩摩擦提升的防過卷裝置共分三個(gè)部分，一是安裝在深度指示器上的終點(diǎn)開關(guān)；二是安裝在井塔上的過卷開關(guān)；

11、三是設(shè)置在井塔和井底的兩套楔形罐道裝置。當(dāng)提升容器過卷時(shí)，安裝在深度指示器上的終點(diǎn)開關(guān)首先動(dòng)作，提升機(jī)立即進(jìn)行工作制動(dòng)，防止發(fā)生過卷事故。但是由于控制失靈或誤操作，提升速度沒有及時(shí)減慢下來，再加上鈉絲繩的蠕動(dòng)、滑動(dòng)與伸長等原因，探度指示器不能正確地反映容器的位置，往往是容器過卷2m4m時(shí)深度指示器的終點(diǎn)開頭才動(dòng)作。因此要想保證容器過卷05m即進(jìn)行安全制動(dòng)，必須依靠安裝在井塔上的過卷開關(guān)。但是，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)說明，只有在過卷速度（通過井塔過卷開關(guān)時(shí)的速度）低于2ms時(shí)，過卷開關(guān)才能保證在過卷2m距離內(nèi)停住提升容器。如果速度過高，其制動(dòng)距離勢必較長或者盡管提升機(jī)已閘住，但安全制動(dòng)減速度常易于超過防滑條件

12、要求的數(shù)值而出現(xiàn)滑動(dòng)這時(shí)，容器因滑動(dòng)而靠系統(tǒng)的慣性繼續(xù)過卷。因此多繩摩擦提升設(shè)備一般都在井塔和井底設(shè)置兩套懊形罐道，以保證在較高速度過卷時(shí)也能防止嚴(yán)重過卷事故。五、多繩摩擦提升機(jī)的減速器我國多繩摩擦提升機(jī)配套使用的減速器多為彈簧基礎(chǔ)減速器。這種減速器的主要優(yōu)點(diǎn)是可以減少在啟動(dòng)、停車和安全制動(dòng)過程中動(dòng)負(fù)荷對提升系統(tǒng)的影響，同時(shí)也具有簡化安裝和縮小尺寸等優(yōu)點(diǎn)。六、多繩摩擦提升鋼絲繩張力平衡多繩摩擦提升的幾根鋼絲繩，在懸掛和提升過程中，必然會(huì)長度偏差。導(dǎo)致鋼絲繩張力不平衡的因素：1、鋼絲繩才質(zhì)、加工精度的不同，會(huì)導(dǎo)致鋼絲彈性摸數(shù)和斷面積的不同；2、主導(dǎo)輪繩槽直徑的偏差；3、在提升過程中，各繩槽直徑的

13、磨損程度不同。為了解決張力不平衡問題，必須在提升容器與鋼絲繩連接處安裝張力平衡裝置。張力平衡裝置1）平衡桿式平衡裝置2）角桿式平衡裝置3）彈簧式平衡裝置4）液壓式平衡裝置（效果好）七、活動(dòng)框架式罐籠及其承接裝置在立井提升中一般都采用罐籠作為輔助提升。因罐籠提升的載荷是經(jīng)常變化的，這將使提升鋼絲繩產(chǎn)生不同的彈性伸長，再加上鋼絲繩的永久伸長以及司機(jī)操作誤差等，這三者將使罐籠的停罐位置產(chǎn)生相應(yīng)的不同誤差。提升載重越大、提升高度越深，則誤差越大。對于雙罐籠提升來說，一個(gè)罐籠停在井口卸載位置。而另一個(gè)罐籠則會(huì)因上述原因停在井底低于裝載水平的位置。兩罐籠不能同時(shí)進(jìn)行裝卸載，需要等到井口的罐籠裝卸載完畢之后，二次開動(dòng)提升機(jī)，把井底罐籠提到井下裝載水平，才能使井下罐籠進(jìn)行裝卸載。八、