纏繞式提升機(jī)用鋼絲繩的安全使用與維護(hù)

王仁輝

（龍煤集團(tuán)鶴崗分公司富力煤礦，黑龍江鶴崗 154100）

提升鋼絲繩是礦井提升設(shè)備中的重要組成部分，也是需要經(jīng)常更換的易耗品，正確地使用與維護(hù)鋼絲繩，以便延長鋼絲繩的使用壽命，不僅有一定的經(jīng)濟(jì)意義，而且直接關(guān)系到礦井正常生產(chǎn)，對人員安全及提升設(shè)備的安全也有很重要的作用。

1 安全使用提升鋼絲繩的要求

鋼絲繩在投入使用后，其安全系數(shù)應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》要求，即

式中：Qq為鋼絲繩全部鋼絲破斷力總和，Qq=SOσB，σB為鋼絲繩鋼絲的抗拉強度，SO為鋼絲繩所有鋼絲斷面積之和；Fjmax為鋼絲繩的最大靜拉力；ma為鋼絲繩安全系數(shù)。

由以上公式可知，安全使用鋼絲繩應(yīng)主要從以下2點入手：1）鋼絲繩直徑應(yīng)保持足夠大。2）載荷應(yīng)保持在允許范圍內(nèi)。

2 鋼絲繩的幾種損傷

1）磨損：（1）外部磨損。鋼絲繩在使用的過程中，其外周與卷筒、襯木、絞車道、鉤頭、天輪襯等物體表面接觸而引起外部磨損后表面鋼絲被磨平，繩徑將變細(xì)，使鋼絲繩截面積減少，破斷拉力總和相應(yīng)降低。如果在使用中期調(diào)頭可延長1/3鋼絲繩使用壽命。同時可在絞車道道心每隔25m設(shè)一個托繩輪，降低了鋼絲繩的摩擦阻力，同時降低了鋼絲繩的磨損速度。（2）內(nèi)部磨損。在使用過程中，由于鋼絲繩的彎曲，使股與股之間接觸應(yīng)力增大，內(nèi)部各根鋼絲相互產(chǎn)生滑移，當(dāng)反復(fù)循環(huán)彎曲拉伸時在深凹處則產(chǎn)生應(yīng)力集中而折斷，構(gòu)成了內(nèi)部磨損。鋼絲繩在使用過程中，磨損和斷絲現(xiàn)象是不可避免的，需要對直徑進(jìn)行測量，并檢查斷絲，尤其是一個捻距內(nèi)的斷絲面積的檢查。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，斷絲面積與鋼絲繩總斷面積之比達(dá)到10%（專為提升物料用的）時必須換繩。檢查斷絲一定要認(rèn)真，因為鋼絲斷頭一般不會翹起而不容易被發(fā)現(xiàn)，測量直徑時，要測量其磨損最嚴(yán)重處。根據(jù)經(jīng)驗，是距鉤頭100m處，最容易斷絲，磨損量最大。

2）疲勞：（1）彎曲疲勞。疲勞斷絲一般出現(xiàn)在彎曲最厲害一側(cè)的外層鋼絲上。鋼絲繩無數(shù)次重復(fù)繞過卷筒時，使鋼絲韌性下降，產(chǎn)生疲勞，最終導(dǎo)致斷絲。選擇繩槽直徑必須合理，繩槽過小時會引起鋼絲繩過度擠壓而提前斷絲，繩槽過大時會使鋼絲繩在繩槽中支持面積減小，增大其接觸應(yīng)力，導(dǎo)致繩與繩槽的加速磨損。（2）扭曲、拉伸和振動引起的疲勞。鋼絲繩在起動和制動的始末，承受載荷的拉伸應(yīng)力會引起金屬疲勞，此時鋼絲繩經(jīng)常受到振動和扭曲也是產(chǎn)生疲勞的原因。防止疲勞損傷的方法：①使卷筒襯木圓順，軸向平整，天輪襯整齊，絞車道托繩輪磨損不超限，使鋼絲繩運轉(zhuǎn)過程中減少振動。②司機(jī)操作平穩(wěn)，減少鋼絲繩劇烈抖動現(xiàn)象，總之要保持鋼絲繩平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。③天輪與滾筒之間的鋼絲繩因受動應(yīng)力較大，易出現(xiàn)疲勞集中斷絲，因此每天檢查重點放在絞車房和井口之間。

3）銹蝕：斜井提升機(jī)使用鋼絲繩，尤其在絞車道的惡劣環(huán)境下使用，由于日曬雨淋受到腐蝕就更加嚴(yán)重，因受損的鋼絲繩的表面存在氧親和性的差異，形成了許多的小電池，從而逐步加深圓形腐蝕坑，這些坑就成了應(yīng)力集中點，使鋼絲繩的截面積減小，承受沖擊和彈性的能力降低。防止鋼絲繩銹蝕損傷的方法：（1）在鋼絲繩表面涂潤滑性質(zhì)的油脂，并注意與鋼絲繩廠家制造時所用的油脂相適應(yīng)。（2）禁止提升機(jī)司機(jī)用纖維類東西在鋼絲繩上作提升的位置標(biāo)記，否則會導(dǎo)致此處嚴(yán)重銹蝕。

4）變形：（1）外傷。提升機(jī)司機(jī)違規(guī)操作，造成鋼絲繩在卷筒上跳出擋繩板，結(jié)果致使幾十米乃至數(shù)百米的鋼絲繩因為局部軋壞而報廢。防止外傷的方法：①設(shè)置過放繩保護(hù)裝置，一但鋼絲繩圈松弛提升機(jī)安全閘立即動作，停止運轉(zhuǎn)。②提升機(jī)司機(jī)工作時思想集中，一但鉤頭掉道，立即停車，同時注意鋼絲繩的排列情況。③換新鋼絲繩時要遵守《煤礦安全規(guī)程》，纏完新繩時最外層繩低于滾筒邊緣，高度為繩徑的2.5倍。（2）亂繩。鋼絲繩在卷筒上卷亂以后，相互傾軋，并在局部迅速出現(xiàn)壓扁與斷絲的痕跡。防止方法：①經(jīng)常檢查天輪的游動情況。②檢查卷筒襯木繩槽的情況，當(dāng)繩與繩之間的間隙過大，上層繩勒入下層中，這時鋼絲繩就應(yīng)該調(diào)頭了。（3）扭結(jié)。鋼絲繩在局部扭曲后產(chǎn)生的永久變形叫扭結(jié)。普通鋼絲繩帶有自轉(zhuǎn)性，特別是新?lián)Q鋼絲繩，受到拉伸載荷時，便會沿松捻方向轉(zhuǎn)動，這是造成扭結(jié)的內(nèi)在原因。防止方法是：①司機(jī)不多放繩，特別是剛換的新鋼絲繩。②把鉤工在換新繩時必須拔鉤作業(yè)，破一破繩勁。③不準(zhǔn)把鉤工在鋼絲繩扭結(jié)的情況下拉車，發(fā)現(xiàn)扭結(jié)跡象立即停止操作，并釋放還原。④換新鋼絲繩時，從繩盤引繩需要改變引繩方向時，必須加設(shè)定滑輪，從而防止新鋼絲繩扭結(jié)和出死彎，同時注意新繩有無斷絲情況。

5）咬繩：根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》多層纏繞提升機(jī)最多纏3層鋼絲繩，特別是在過渡段咬繩現(xiàn)象嚴(yán)重，為了避免上下層鋼絲繩總是在一個地方過渡，每季度要采取定期剁頭的方法，使鋼絲繩錯動約1/4圈。其次是保證內(nèi)偏角不大于1°30′。

6）過載：當(dāng)載荷超過彈性極限時，鋼絲繩就可能斷裂，因過載而破斷，鋼絲繩的斷口呈松散狀，繩芯外露，這是鋼絲繩因過載而斷裂的特征。過載的鋼絲繩即使不發(fā)生斷裂事故也會大大縮短使用壽命。防止方法：（1）提升機(jī)司機(jī)在起車、停車時應(yīng)盡量減少動載荷。（2）監(jiān)視主電機(jī)定子電流不超過額定值，確保不過載。

7）人為因素：除了上述六種基本損傷外，還要教育員工，增強責(zé)任心，按施工措施作業(yè)，杜絕人為因素影響鋼絲繩壽命。例如橋頭架上燒焊作業(yè)，電弧燒傷鋼絲繩；鋼絲繩與牽引網(wǎng)絡(luò)回流線相搭接，產(chǎn)生電火花燒傷鋼絲繩等人為現(xiàn)象，埋下了安全隱患。

3 幾種常見斷絲的類型及其特征

1）疲勞斷絲。鋼絲的斷口平齊，僅有一小部分是最后拉斷的，假如這種情況相繼出現(xiàn)時，說明鋼絲已到疲勞極限。已接近使用后期，應(yīng)特別加強檢查或更換新繩。

2）磨損斷絲。鋼絲的斷口不整齊，斷口兩側(cè)呈斜茬，斷頭扁平。

3）銹蝕斷絲。鋼絲的斷口不整齊，斷口呈釬尖狀。

4）過載斷絲。鋼絲的斷口呈頸縮狀。這種斷絲使用過程中很少出現(xiàn)。

5）扭結(jié)斷絲。由于鋼絲繩松弛后，“扭結(jié)”而出現(xiàn)的斷絲。

4 結(jié)語

在鋼絲繩使用期間，斷絲數(shù)突然增加或伸長量突然加快，表現(xiàn)為提升機(jī)司機(jī)短時間內(nèi)頻繁調(diào)整提升標(biāo)記，這時就應(yīng)該引起注意，該換繩了。在鋼絲繩使用期間，其全長各段的強度下降是不均勻的，既要每天檢查斷絲情況，更要每周用游標(biāo)卡尺仔細(xì)測量繩徑，并把結(jié)果記入鋼絲繩記錄本，作為今后換繩依據(jù)。只有加強現(xiàn)場管理和日常的保養(yǎng)工作，才能大大提高鋼絲繩的使用壽命，避免斷繩跑車事故的發(fā)生。