摩擦式提升機(jī)鋼絲繩抖動(dòng)故障診斷與處理

宋向上

（山西三元煤業(yè)股份有限公司，山西 長治 046000）

引言

摩擦提升機(jī)工作的原理是通過摩擦力提升物體，它和纏繞提升機(jī)的區(qū)別是，提升物體是由摩擦力來完成的，提升鋼絲繩是搭于摩擦輪，不是傳統(tǒng)纏繞于滾筒上的，鋼絲繩兩端連接有提升的容器，利用安裝于摩擦輪的繩槽與鋼絲繩產(chǎn)生的摩擦進(jìn)行動(dòng)力提升，使鋼絲繩兩端容器完成上下的移動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到人員、物料的提放工作。根據(jù)摩擦提升機(jī)工作的原理可知，提升鋼絲繩在提升機(jī)運(yùn)行過程中是否穩(wěn)定，是決定提升機(jī)工作是否安全可靠的關(guān)鍵，如果提升機(jī)在運(yùn)行過程中鋼絲繩發(fā)生問題，將會(huì)造成提升機(jī)重大安全事故及隱患。例如，提升鋼絲繩發(fā)生抖動(dòng)，將會(huì)造成摩擦力不穩(wěn)定，如果抖動(dòng)的時(shí)間過長、抖動(dòng)的幅度過大時(shí)，提升機(jī)容易發(fā)生溜繩并嚴(yán)重磨損摩擦墊，摩擦墊嚴(yán)重磨損又將加大鋼絲繩抖動(dòng)，這樣會(huì)形成惡性的循環(huán)最終造成嚴(yán)重的安全事故。

1 摩擦式提升機(jī)在工作過程中發(fā)生鋼絲繩異常抖動(dòng)的危害

1）摩擦式的提升機(jī)在工作過程中發(fā)生鋼絲繩異常抖動(dòng)，將導(dǎo)致鋼絲繩的張力出現(xiàn)不平衡，各鋼絲繩的受力也出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，這不僅加快了繩槽的磨損，而且又加大了提升機(jī)鋼絲繩的抖動(dòng)，這樣惡性的循環(huán)最終會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩發(fā)生斷裂，致使提升機(jī)發(fā)生重大安全事故[1]。

2）摩擦式提升機(jī)傳動(dòng)的原理是利用摩擦傳動(dòng)，提升機(jī)靠鋼絲繩和摩擦墊之間產(chǎn)生摩擦力進(jìn)行設(shè)備、工具、人員、材料的提升，因此，提升機(jī)摩擦力是否穩(wěn)定是決定提升機(jī)工作好壞的重要基礎(chǔ)。如果提升機(jī)出現(xiàn)鋼絲繩的抖動(dòng)，將會(huì)造成提升機(jī)出現(xiàn)安全隱患。隨著鋼絲繩抖動(dòng)的時(shí)間延長、幅度加大，提升機(jī)容易發(fā)生溜繩故障，加劇摩擦墊的磨損。提升機(jī)長期在這種問題下工作，會(huì)給礦山帶來重大安全隱患，會(huì)導(dǎo)致重大損失。因此，摩擦式的提升機(jī)在工作過程中發(fā)生鋼絲繩異常抖動(dòng)的問題，必須得到應(yīng)有的重視。

2 摩擦式提升機(jī)在工作過程中發(fā)生鋼絲繩異常抖動(dòng)的原因

1）提升貨物長期超載。在提升機(jī)運(yùn)營過程中，由于操作人員管理意識(shí)差、安全意識(shí)薄弱、過于追求效益違規(guī)運(yùn)行，致使提升機(jī)長期在高負(fù)荷條件下運(yùn)行，導(dǎo)致提升機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)情況[2]。

2）鋼絲繩的長度不一樣。由于鋼絲繩每根長度不一樣，造成鋼絲繩每根的受力也不均勻。不均勻的受力會(huì)引起提升機(jī)的抖動(dòng)。

3）罐道發(fā)生變形。井筒由于各種原因發(fā)生變形，致使提升罐軌道出現(xiàn)變形，提升罐在井筒運(yùn)行過程中，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的抖動(dòng)。

4）提升機(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生異常制動(dòng)。提升機(jī)的制動(dòng)是通過升降保護(hù)裝置、液壓機(jī)械制動(dòng)裝置、電氣等設(shè)備完成的。一旦液壓系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)出現(xiàn)問題，致使制動(dòng)出現(xiàn)異常，會(huì)直接造成提升機(jī)抖動(dòng)。

5）操作人員的違規(guī)誤操作原因。操作人員在工作中，由于操作的方法不當(dāng)或不用心，在進(jìn)行提升機(jī)制動(dòng)時(shí)，用力過小或者過大都會(huì)導(dǎo)致提升機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)。

6）設(shè)備老化。由于設(shè)備出現(xiàn)老化磨損但沒有及時(shí)處理，這主要表現(xiàn)在提升機(jī)進(jìn)行起步以及減速時(shí)，提升機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重抖動(dòng)[3]。

3 摩擦式提升機(jī)在工作過程中發(fā)生鋼絲繩異常抖動(dòng)的診斷

3.1 鋼絲繩的張力檢查診斷

鋼絲繩的張力能夠利用測量鋼絲繩振動(dòng)的頻率獲得。根據(jù)公式：

式中：m 是鋼絲繩的質(zhì)量，kg/m；L 是鋼絲繩的長度，m；n 是振頻階數(shù)；fn是鋼絲繩n 階自振的頻率，Hz。在鋼絲繩質(zhì)量m 與長度L 不變時(shí)，提升鋼絲繩的張力T 和鋼絲繩振頻fn成平方的正比關(guān)系。利用測振儀和相關(guān)軟件能夠獲得鋼絲繩振頻fn，通過公式（1）能夠順利得出提升機(jī)各鋼絲繩張力數(shù)值，在經(jīng)過相應(yīng)計(jì)算獲得鋼絲繩的張力偏差。在進(jìn)行鋼絲繩的張力檢查測試時(shí)，要在配重的井口以及配重的井底兩種工況進(jìn)行，進(jìn)行測試的過程中，要保持提升機(jī)處于靜止的狀態(tài)，利用小錘敲擊測試鋼絲繩，使用測振設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。

3.2 機(jī)電設(shè)備檢查診斷

提升機(jī)機(jī)電設(shè)備工作穩(wěn)定與否直接影響提升機(jī)的振動(dòng)，判斷其工作情況最主要的方法是，測量提升機(jī)行駛的速度與電機(jī)電流變化的關(guān)系。利用智能檢測儀器對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行檢測，將運(yùn)行速度參數(shù)以及電機(jī)運(yùn)行電流參數(shù)通過軟件繪制成曲線，分析速度、電流相應(yīng)曲線的變化，判斷運(yùn)行的提升機(jī)穩(wěn)定情況[4]。

3.3 主軸承的檢查診斷

使用振動(dòng)測試儀，對(duì)正常運(yùn)行的提升機(jī)滾筒、電機(jī)軸承采取相應(yīng)的振動(dòng)測試，利用儀器將振動(dòng)信號(hào)繪制成頻譜圖像，將繪制成頻譜圖像與標(biāo)準(zhǔn)軸承頻譜進(jìn)行對(duì)比，從而對(duì)運(yùn)行中的軸承進(jìn)行判斷，判斷其頻率是否在故障區(qū)域，最終判斷其是否存在故障，主軸承測試振動(dòng)的方向及位置如圖1。

圖1 主軸承測試振動(dòng)的方向及位置

在設(shè)備工作時(shí)，對(duì)主軸承非驅(qū)動(dòng)、驅(qū)動(dòng)端以及主軸承軸向、垂直、水平等三個(gè)位置進(jìn)行振動(dòng)測試，測試振動(dòng)情況參數(shù)，結(jié)合電機(jī)速度曲線與電流曲線判斷主軸承是否存在故障，是否鋼絲繩振動(dòng)由此產(chǎn)生。

4 摩擦式提升機(jī)在工作過程中發(fā)生鋼絲繩異常抖動(dòng)的預(yù)防

1）要保證各鋼絲繩具有一致的物理特性，要保證鋼絲繩的長度、質(zhì)量的一致。要經(jīng)常檢查鋼絲繩磨損情況，對(duì)磨損的鋼絲繩要及時(shí)進(jìn)行更換。在進(jìn)行鋼絲繩的更換時(shí)，要同組進(jìn)行更換。

2）要嚴(yán)格檢查摩擦墊質(zhì)量與磨損情況，要及時(shí)設(shè)定摩擦墊的平衡，改善摩擦墊與鋼絲繩張力的平衡情況，應(yīng)使用良好的彈性摩擦墊。

3）要制定完善的檢測制度，加大培訓(xùn)力度，禁止不合理、違規(guī)、超載等操作，避免人為原因造成的安全隱患[5]。

5 摩擦式的提升機(jī)在工作過程中發(fā)生鋼絲繩異常抖動(dòng)的解決措施

1）提升機(jī)各個(gè)鋼絲繩繩槽的直徑必須相等，要經(jīng)常對(duì)鋼絲繩進(jìn)行測力、標(biāo)定，實(shí)時(shí)了解鋼絲繩使用情況。

2）保證滾筒的圓度、徑向跳動(dòng)值，要保證提升機(jī)各關(guān)鍵設(shè)備能夠正常工作，能夠很大程度減少鋼絲繩抖動(dòng)的問題，提高提升機(jī)的安全運(yùn)行能力。

3）使用盤式的制動(dòng)器，能夠降低制動(dòng)可靠性低的問題，確保制動(dòng)過程的平穩(wěn)，減輕提升機(jī)制動(dòng)過程鋼絲繩的振動(dòng)，降低事故產(chǎn)生的機(jī)率。提升機(jī)運(yùn)行過程的制動(dòng)能力，影響著提升機(jī)的抖動(dòng)，直接關(guān)系著礦井安全生產(chǎn)的大問題，因此，必須定期對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行檢查，確保制動(dòng)器處于良好狀態(tài)。定期檢查項(xiàng)目如下：定期檢查、保養(yǎng)制動(dòng)器；經(jīng)常檢查制動(dòng)片磨損情況，及時(shí)調(diào)整間隙，使制動(dòng)器處于最佳制動(dòng)狀態(tài)；制動(dòng)片安裝檢測裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)視制動(dòng)器的技術(shù)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題能夠及時(shí)處理[6]；定期對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行除灰、除污、除油，加大日常維護(hù)檢查；對(duì)磨損元件要及時(shí)進(jìn)行更換。

6 結(jié)語

提升機(jī)目前是礦山使用廣泛的機(jī)械傳送設(shè)備，它是礦山主要設(shè)備之一，它的運(yùn)行好壞直接關(guān)系著礦山安全生產(chǎn)以及經(jīng)濟(jì)效益。許多煤礦企業(yè)對(duì)摩擦式的提升機(jī)在工作過程中發(fā)生鋼絲繩異常抖動(dòng)不夠重視，導(dǎo)致礦山提升機(jī)頻頻發(fā)生事故。礦山提升機(jī)既肩負(fù)著貨物的運(yùn)輸，同時(shí)也是礦井備用安全撤離通道，關(guān)乎著礦井人員的安全，因此，提升機(jī)性能好壞不能忽視，必須加強(qiáng)對(duì)提升機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)，要重視提升機(jī)出現(xiàn)的抖動(dòng)問題，及時(shí)找出原因徹底解決，減少事故的發(fā)生。