单绳缠绕式提升机钢丝绳与天轮偏角调整方法研究（1）(图文)

时间：2024-08-26 08:08:31 点击数：

缠绕式提升机是矿山常用提升设备，是矿井连通井上和井下的重要通道。其中钢丝绳在整个提升系统中起着重要作用，因单绳缠绕式提升机的提升载荷由单根钢丝绳承载，若钢丝绳出现问题未及时解决，会引发重大安全事故。

某矿井的缠绕式提升机长期用于提升毛石，年检时更换主提升绳后进行提矿试运行，在后续的日常检查中发现，罐笼运行至某中段时，对应的钢丝绳磨损严重，且绳径变化迅速，经连续两周测量，zui细处绳径已达 27.1 mm (原绳径为 28.0 mm)，磨损量达 1.0 mm，若不加管理，伴随磨损的增加，势必酿成大祸。经仔细观察发现，钢丝绳磨损的位置恰处于钢丝绳换层之处，此处的钢丝绳与天轮外偏角处于zui大值。《金属非金属矿山安全规程》第 6.4.4.12 条规定，在缠绕式提升系统中，卷筒至天轮的钢丝绳zui大偏角不应超过 1°30′，超出此值，钢丝绳与天轮轮缘会产生干涉，进而磨损钢丝绳，而该矿山所使用的提升系统属于该情形。

面对此种状况，需对钢丝绳天轮偏角进行调整，调整方法诸多，一种方法是更换天轮衬垫，以减少钢丝绳对天轮轮缘的磨损，但随使用时间的延长，衬垫磨损亦会加剧，钢丝绳终将再度产生干涉；另一方法为调整滚筒的水平位置，使滚筒整体平移，将原基础拆除并重新施工，但工程量大且耗时费力。

笔者提出一种简便易行的方法，使天轮底座在水平方向上作微小角度的转动，令天轮入绳点正对相应滚筒的中心，使钢丝绳的内外偏角近乎相等，从而达到偏角调整的效果。

1 调整前钢丝绳和天轮内外偏角的测量

1.1 天轮内外偏角测定方案

天轮内外偏角示意如图 1 所示，为了确定是否因钢丝绳内外偏角偏大导致的钢丝绳异常磨损，需要对提升机的内外偏角进行测量。由图 1 可知，α1 为天轮钢丝绳内偏角，α2 为天轮钢丝绳外偏角，当钢丝绳处于左右挡绳板附近时，钢丝绳与天轮的偏角达到zui大。

图1 钢丝绳与天轮轮缘偏角示意

由于该提升机卷筒中心线、轴线已被破坏，天轮轴线无法直接测定，只能采取间接方法测定卷筒中心线、轴线及天轮中心线和轴线。

在机房内选择通视条件良好的位置架设全站仪，建立假定坐标系，取测站坐标 O(1000，1000，1000)，在每个天轮绳槽中间测定 1 组数据 (每组 3 点)，共测定 2 组；在卷筒挡绳板两侧内壁各测定 1 组数据 (每组 3 点)，共 4 组。测量的数据如表 1 所列。表中，测点 1～ 3 为 1 号天轮实测坐标，4～ 9 为 1 号天轮对应坐标，10～ 12 为 2 号天轮实测坐标，13～ 18 为 2 号天轮对应坐标。

表1 测量数据汇总

1.2 计算钢丝绳内外偏角值

第一步，将实测数据在 CAD 中进行三维建模处理，通过拟合成圆形并确定圆心的办法来求取卷筒中轴线和天轮中心线及轴线。

第二步，在 CAD 软件中经过计算，测得天轮的内外偏角结果如下：

1 号天轮的内偏角为 0°47′53″；1 号天轮的外偏角为 1°39′24″；2 号天轮的内偏角为 0°12′40″；2号天轮的外偏角为 2°15′08″。

根据《金属非金属矿山安全规程》第 6.4.4.12 条规定，1 号天轮外偏角和 2 号天轮外偏角都超过了规定的 1°30′，均需要进行调整。