礦井提升機(jī)鋼絲繩使用與維護(hù)研究
引言
提升機(jī)是礦山生產(chǎn)的重要設(shè)備,但傳統(tǒng)傳感器和數(shù)據(jù)傳輸不能實現(xiàn)在線監(jiān)測。 因此,在實際設(shè)備運行中,很難及時發(fā)現(xiàn)起鋼絲繩存在的超載、張力不平衡等安全隱患,導(dǎo)致發(fā)生較大的安全重大事故。因此,技術(shù)人員必須加強通過考察提升鋼絲繩張力監(jiān)測系統(tǒng)和相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)測,才能保證礦山生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
1礦山提升鋼絲繩的分類
1.1鋼絲繩捻向分類
如果要按捻向分類,可分為同向捻、交替捻和混捻。扭轉(zhuǎn)方向用字母(Z 或 S)表示。首字母代表鋼絲的捻轉(zhuǎn)方法,第二字母代表股的扭轉(zhuǎn)方法,如SZ代表向右可變扭轉(zhuǎn),SS 表示左轉(zhuǎn)同向。通常情況下,礦用摩擦絞車鋼絲繩為4繩或6繩。鋼繩在左旋方向和右旋方向交替放置。該方式使鋼絲繩收緊均勻,對松動極為敏感。鋼繩同向編織的優(yōu)點是,纏繞方向相同形成鋼索繩。具有良好的柔韌性。與交互式編織方式相比,該方法使繩與卷筒槽的接觸面積更大,摩擦力也會更強。但其缺點是如不進(jìn)行預(yù)變形措施處理,容易松脫和彎曲。交替放置提升繩的優(yōu)點是當(dāng)提升繩成條帶時,纏繞方向相反,在使用時不易松脫。與同向絞合的鋼絲繩相比不易產(chǎn)生斷絲。一般多用于高功率絞車的操作應(yīng)用中。該方法的缺點是柔韌性差,繩與卷筒接觸面積相對要小,導(dǎo)致摩擦力也比較小。因此,設(shè)置第一卷鋼絲繩的效果非常重要。
1.2鋼絲繩的接觸狀態(tài)分類
根據(jù)鋼索接觸狀態(tài),可分為點、線、面三種接觸。首先點接觸類型的鋼繩。鋼絲層間會有接觸點。鋼絲線材與同規(guī)格的鋼絲進(jìn)行絞合,但鋼絲間的應(yīng)力較大,尤其繞卷筒和導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)時,鋼絲會發(fā)生二次彎曲和變形。由于其橫向壓縮受力復(fù)雜,導(dǎo)致鋼絲容易打滑,使鋼索抗疲勞性低。該類型的鋼絲繩很少在起重設(shè)備中使用。其次是線型鋼繩接觸。線接觸電類型的鋼絲繩,其與相鄰的鋼絲按等距絞合,絞合中的鋼繩相互平行。這種類型的鋼絲繩抗疲勞性能好,相對滑移小,結(jié)構(gòu)緊湊,也存在一定的二次彎曲現(xiàn)象,使用壽命通常比較較長。最后是鋼繩表面接觸類型。這是由線型接觸鋼繩發(fā)展而來,在應(yīng)用時,它會纏繞或擠壓線鋼索,使鋼索發(fā)生變形而達(dá)到面接觸效果。面接觸型的鋼繩具有結(jié)構(gòu)緊湊、不易變形、接觸面積大、韌性強的優(yōu)點。三次彎曲應(yīng)力也小,破斷力高,但該種鋼索幾乎沒有彈性。
2 礦山提升鋼絲繩監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用
起重機(jī)鋼絲繩監(jiān)測系統(tǒng),由壓力傳感器、防爆電池組、槽輪取力器、主機(jī)軟件系統(tǒng)、信號采集接收裝置以及箱體等組成。電裝置發(fā)電給本安防爆電池進(jìn)行充電。并成為傳感器和采集傳輸設(shè)備的供電電源。傳感器要安裝在楔形環(huán)和礦井罐籠之間,將受力轉(zhuǎn)換成信號饋送到數(shù)據(jù)傳輸裝置。這些信號被采樣后,通過無線采集發(fā)射裝置發(fā)射至中繼器,然后再送至接收裝置。上位機(jī)通接口與接收裝置連接。從而使用上位機(jī)軟件讀取數(shù)據(jù)并顯示和報警。系統(tǒng)的主要部件包括,傳感器:在生產(chǎn)過程中,通常采用壓阻式壓力傳感器。電阻應(yīng)變計是傳感器的主要部件。通過應(yīng)變片吸附在基材上,電阻隨力的變化而引起的機(jī)械應(yīng)變而變化,也可稱作電阻應(yīng)變效應(yīng)。信號采集傳輸裝置:該裝置通常用msp430做為主控芯片,同時使用AD7705為轉(zhuǎn)換芯片,通過無線傳輸模塊進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。主控芯片將轉(zhuǎn)換的信號,經(jīng)處理后送入串口,再由發(fā)射模塊進(jìn)行發(fā)送。解碼器:它同樣以msp430為主芯片,通過無線模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。模塊接收信號后,由主控芯片處理數(shù)據(jù),再由模塊進(jìn)行發(fā)送,以發(fā)揮橋接器和發(fā)射設(shè)備的作用。信號接收裝置:它主要由無線傳輸模塊組成,負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)并持續(xù)將數(shù)據(jù)發(fā)送至工控機(jī)。
3加強礦井鋼絲繩的日常維護(hù)的相關(guān)措施
3.1防止鋼絲繩脫槽
在井筒提升過程中,由于受井筒質(zhì)量、罐耳以及摩擦襯墊等的影響。在提升作業(yè)時提升鋼絲繩的擺動量會發(fā)生巨大的變化,導(dǎo)致提升鋼絲繩擺動量會發(fā)生變化。所以在提升機(jī)及鋼絲繩的維護(hù)過程中,技術(shù)人員要加強對首根油槽的調(diào)整,避免出現(xiàn)鋼繩拉緊問題的出現(xiàn),使槽部調(diào)整影響提升機(jī)繩索的運行。此外,外界環(huán)境的影響,鋼絲繩產(chǎn)油量也增加。尤其在低溫條件下,油液容易積聚,運行時油室處于活動狀態(tài)時,容易使鋼絲繩從槽中脫出。造成提升繩磨損,甚至損壞提升機(jī)。因此,技術(shù)人員礦井正常生產(chǎn)過程中,應(yīng)加強系統(tǒng)維護(hù),監(jiān)測提升繩的擺幅度,避免提升繩出現(xiàn)脫槽事故的發(fā)生。
3.2加強對提升繩的潤滑保養(yǎng)
礦用起重機(jī)鋼絲繩通常采用AB級鍍鋅鋼絲繩材料制成,其線芯采用纖維繩芯,芯內(nèi)存有定量的增摩擦油脂。以減少在鋼索運行時產(chǎn)生的磨損。起重機(jī)在運行中,會受到拉力、彎曲力等不同作用。導(dǎo)致鋼絲繩間或其與摩擦片間產(chǎn)生磨損,能合理的進(jìn)行潤滑脂保養(yǎng),有效減少了繩間的磨損程度。增加提升繩的作用效果。因此,技術(shù)人員必須加強日常保養(yǎng)中,必須注意觀察鋼絲繩的潤滑情況,以便及時補充。此外,提升機(jī)安裝在礦井中,礦井水也會對鋼絲繩起到一定的侵蝕。為了防止纖維芯中失油過多,必須對鋼繩及時進(jìn)行潤滑處理[1]。
3.3提升鋼絲繩繩制造質(zhì)量,加強安裝過程管理力度
起重鋼絲繩的材料質(zhì)量,對使其設(shè)備的使用壽命和正常生產(chǎn)都會產(chǎn)生影響。其絞合工藝、拉索批號、麻芯質(zhì)量、使用時的預(yù)應(yīng)力處理、使用的潤滑脂質(zhì)量等會對提升的使用效果和安全性產(chǎn)生重要作用。在選擇提升繩時,要使用技術(shù)成熟、產(chǎn)品質(zhì)量可靠、信譽好的廠家合作,嚴(yán)禁使用劣質(zhì)提升繩。在使用前做好現(xiàn)場驗收和相關(guān)試驗,以確保鋼絲繩質(zhì)量合格。同時要注意提升安裝或更換過程,避免繩體損壞。在進(jìn)行提升繩的安裝或更換時,施工人員須采取科學(xué)的保護(hù)措施,以免對提升繩和相關(guān)設(shè)備造成損壞。新繩帶舊繩時,每隔20m用夾子固定,以避免損壞新繩。近年許多礦山采用了換纜車更換提升繩,提升了換繩質(zhì)量和速度,有效延長了提升繩的正常使用壽命。由于該方法具有操作步驟工少,強度低的特點。因此逐步在全國礦山開展了有效的推廣[2]。
3.4加強對提升系統(tǒng)的使用維護(hù)管理
在整個提升系統(tǒng)中,包括機(jī)械部件、制動、電控、提升繩、開關(guān)等,都會對提升繩的使用及整體提升系統(tǒng)的運行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此,技術(shù)人員必須加強對提升系統(tǒng)的使用和維護(hù)管理。保證提升機(jī)提升系統(tǒng)部件處于良好運行狀態(tài),避免跑繩、斷繩、過載等安全事故的發(fā)生。同時加強日常檢查力度,避免異物掉入軸內(nèi),造成設(shè)備損壞,確保設(shè)備沒有對提升繩施加額外的作用力。當(dāng)潤滑脂的粘度增加摩擦力增大時,及時進(jìn)行潤滑處理,保證設(shè)備的運行性能[3]。
結(jié)束語
總之,礦山立井鋼絲繩在使用中會受到很多因素影響。技術(shù)人員必須應(yīng)根據(jù)不同因素制定科學(xué)的維護(hù)措施。 在日常使用過程中,謹(jǐn)慎使用鋼絲繩,并加強維修以及時消除安全隱患,在操作時還要注意吊裝過程的安全性。加強對起重機(jī)加速時對提升繩作用的監(jiān)管,避免提升運輸事故的發(fā)生,延長其使用壽命,保證礦石運輸系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。
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