淺析礦井提升鋼絲繩選型

1、<p>　　淺析礦井提升鋼絲繩選型</p><p>　　[摘要]本文主要探討鋼絲繩按照最大靜張力和抗拉強(qiáng)度確定繩徑的方法，并通過(guò)容繩量來(lái)驗(yàn)算鋼絲繩是否滿足要求；介紹了鋼絲繩防銹、捻向、接觸形式的分類和優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)了鋼絲繩結(jié)構(gòu)與鋼絲繩工況相匹配的選型原則。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞] 提升鋼絲繩；選型。 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TU511

2、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p>　　鋼絲繩是礦山企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中提升、運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，鋼絲繩選型、使用、維護(hù)的好壞，直接關(guān)系到礦井提升、運(yùn)輸系統(tǒng)的安全運(yùn)行，對(duì)鋼絲繩進(jìn)行可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、合理地選型，對(duì)保證礦井安全生產(chǎn)及提高經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。 </p><p>　　一、鋼絲繩繩徑選擇 </p><p>　　1.提升最大靜張力計(jì)算 <

3、;/p><p>　　在提升運(yùn)輸工作中，提升實(shí)際負(fù)荷所造成的最大靜張力，必須小于或等于許用最大靜張力以保證提升機(jī)能安全運(yùn)行。 </p><p>　?、艑?duì)于立井提升系統(tǒng) </p><p><b>　　(1-1) </b></p><p>　　式中―實(shí)際最大靜張力，N；―許用最大靜張力，N； </p><p&g

4、t;　　―提升貨載重量，N；―提升容器自重，N； </p><p>　　―提升鋼絲繩每米質(zhì)量，kg； ―提升高度，m。 </p><p>　?、茖?duì)于斜井提升系統(tǒng) </p><p><b>　　(1-2) </b></p><p>　　式中―井筒傾角，（°）；―鋼絲繩牽引長(zhǎng)度，m； </p><

5、;p>　　―容器運(yùn)行阻力系數(shù)，可取0.01～0.05； </p><p>　　―鋼絲繩運(yùn)行時(shí)與托滾間的阻力系數(shù)，可取0.15～0.2。 </p><p>　　2.根據(jù)抗拉強(qiáng)度、安全系數(shù)確定鋼絲繩直徑 </p><p>　　由于鋼絲繩在實(shí)際使用過(guò)程中受到多種動(dòng)、靜應(yīng)力的作用，并且鋼絲繩結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多樣，影響因素較多。所以，礦用鋼絲繩的強(qiáng)度計(jì)算可按最大靜載荷并考慮一

6、定安全系數(shù)的方法選擇計(jì)算，鋼絲繩的強(qiáng)度必須滿足下式要求： </p><p><b>　　(1-3) </b></p><p>　　式中―鋼絲繩抗拉強(qiáng)度，Pa； </p><p>　　―鋼絲繩安全系數(shù),《煤礦安全規(guī)程》第四百條規(guī)定； </p><p>　　―鋼絲繩密度，可取近似平均密度9400kg/m3。 </p&g

7、t;<p>　　將（1-3）式代入（1-1）、（1-2）式中，便可求出鋼絲繩直徑的取值范圍。 </p><p>　　3.根據(jù)容繩量校驗(yàn)鋼絲繩直徑 </p><p>　　由于提升絞車技術(shù)參數(shù)中提供額定鋼絲繩直徑、額定容繩長(zhǎng)度，而絞車實(shí)際纏繩直徑、實(shí)際纏繩長(zhǎng)度，兩者關(guān)系如下： </p><p><b>　?。?-4） </b><

8、/p><p>　　根據(jù)（1-4）式驗(yàn)算所選鋼絲繩是否滿足鋼絲繩工況長(zhǎng)度要求。 </p><p>　　4.根據(jù)卷筒、天輪校驗(yàn)鋼絲繩直徑 </p><p>　　《煤礦安全規(guī)程》第四百一十六條規(guī)定天輪、滾筒、摩擦輪、導(dǎo)向輪的最小直徑與鋼絲繩直徑的比值要求。我們?cè)诖_定鋼絲繩直徑時(shí)，應(yīng)考慮此比值應(yīng)滿足式（1-5）要求。 </p><p><b>

9、　?。?-5） </b></p><p>　　式中―滾筒、摩擦輪、天輪、導(dǎo)向輪的最小直徑，mm； </p><p>　　―《煤礦安全規(guī)程》第四百一十六條規(guī)定。 </p><p><b>　　鋼絲繩類型選擇 </b></p><p>　　鋼絲繩類型的選擇要符合安全技術(shù)的要求，既要考慮使用壽命、價(jià)格因素、維護(hù)特點(diǎn)

10、，又要考慮鋼絲繩的使用條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 </p><p>　　1.鋼絲繩抗拉強(qiáng)度選擇 </p><p>　　鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度分為1470MPa、1570MPa、1670MPa、1770MPa、1870MPa?？估瓘?qiáng)度大的鋼絲繩可彎曲性差。選用時(shí)，一般豎井提升應(yīng)選擇1670MPa，斜井應(yīng)選擇1570MPa為宜。 </p><p>　　2.鋼絲繩表面狀態(tài)選擇 </

11、p><p>　　鋼絲繩的表面狀態(tài)有光面和鍍鋅兩種，鍍鋅鋼絲繩又分為A級(jí)鍍鋅（ZAA）、AB級(jí)鍍鋅（ZAB）、B級(jí)鍍鋅（ZBB），鍍層厚度遞減。對(duì)于巷道淋水大、淋水酸堿度高，以及在回風(fēng)井巷腐蝕嚴(yán)重，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩；對(duì)于依靠摩擦傳動(dòng)的設(shè)備（摩擦式提升機(jī)、無(wú)極繩絞車、架空乘人裝置等），為提高摩擦因數(shù)選用鍍鋅鋼絲繩。對(duì)于纏繞式提升機(jī)多選用光面鋼絲繩，但使用時(shí)要定期涂油以防腐蝕。 </p><p>　

12、　3.鋼絲繩捻向選擇 </p><p>　　鋼絲繩股的捻向應(yīng)與鋼絲繩在卷筒上纏繞的螺旋方向一致，以防在纏繞時(shí)鋼絲繩松勁，影響鋼絲繩的使用壽命。同向捻鋼絲繩柔軟，表面光滑，接觸面積大，耐彎曲，使用壽命長(zhǎng)，斷絲后絲頭即翹起，易發(fā)現(xiàn)。交互捻鋼絲繩剛性大，使用壽命短，但不易旋轉(zhuǎn)、松散。 </p><p>　　在纏繞式提升機(jī)中鋼絲繩應(yīng)根據(jù)車槽方向選擇鋼絲繩繩股的捻向，由于國(guó)內(nèi)卷筒均為右車槽，因此應(yīng)選

13、用右捻鋼絲繩。在立井纏繞式提升和多繩摩擦式提升中使用同向捻鋼絲繩，其中多繩摩擦式提升機(jī)左同向捻和右同向捻鋼絲繩各半。在斜井串車提升中多采用結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定的交互捻鋼絲繩。 </p><p>　　4.鋼絲間接觸形式 </p><p>　　按鋼絲繩鋼絲之間的接觸狀態(tài)分，有點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸三種。 </p><p>　　點(diǎn)接觸鋼絲繩造價(jià)較低，但鋼絲繩間接接觸應(yīng)力大，特別在

14、鋼絲繩經(jīng)過(guò)滾筒和天輪時(shí)，鋼絲受到二次彎曲、拉伸和橫向擠壓，使用壽命較短。 </p><p>　　線接觸鋼絲繩工作時(shí)應(yīng)力降低，耐疲勞性能好，結(jié)構(gòu)緊密，金屬斷面利用系數(shù)較高，比普通鋼絲繩的壽命長(zhǎng)0.75倍。 </p><p>　　面接觸鋼絲繩結(jié)構(gòu)緊密，間隙小、不易變形、股內(nèi)絲與絲間接觸面積大、剛性強(qiáng)、耐磨損。 </p><p><b>　　三、結(jié)束語(yǔ) <

15、/b></p><p>　　綜上所述，在選擇使用提升鋼絲繩時(shí)要注意以下幾點(diǎn)： </p><p>　　1.對(duì)于單繩纏繞式提升，一般宜選用光面右同向捻、斷面形狀為圓形股或三角股、接觸形式為線接觸的鋼絲繩；對(duì)于礦井淋水大、酸堿度高或在出風(fēng)井的井筒中使用時(shí)，為防鋼絲繩銹蝕，宜選用鍍鋅鋼絲繩。 </p><p>　　2.對(duì)于斜井提升，因鋼絲繩與地面摩擦，為了抗磨損和腐蝕

16、，宜選用繩股表面鋼絲較粗、纖維芯的鋼絲繩，一般多采用6股7絲的普通圓股鋼絲繩(6×7)、線接觸的西魯式6股19絲鋼絲繩（6×19S）、三角股鋼絲繩（6V×18），選用時(shí)以股的外層鋼絲直徑比內(nèi)層粗為宜。 </p><p>　　3.對(duì)于立井提升可選用三角股鋼絲繩（6V×37S、6V×36、6V×33、6V×30、6V×43、6V×

17、;21）、線接觸鋼絲繩（6×19S、6×19W、6×25Fi、6×29Fi、6×26SW、6×31SW、6×36SW、6×41SW，同向捻）；當(dāng)開(kāi)鑿立井提升時(shí)可選用多層股鋼絲繩及異型股鋼絲繩（6Q×33+6V×21、17×7、18×7、34×7、36×7、6Q×19+6V×21、

18、4V×39S、4V×48S）。 </p><p>　　4.對(duì)于多繩摩擦式提升，一般宜選用鍍鋅同向捻的鋼絲繩，斷面形狀最好是用三角股。 </p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)] </b></p><p>　　[1]王文彬，林忠欽，李奇，等. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. </p>&

19、lt;p>　　[2]陳維健，齊秀麗,肖林京，等. 礦山運(yùn)輸與提升設(shè)備 [M]. 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2007. </p><p>　　[3]孫繼平，宋秋爽. 礦井輔助運(yùn)輸設(shè)備 [M]. 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008. </p><p><b>　　[作者簡(jiǎn)介] </b></p><p>　　程星旗（1982-），男，山東棗莊人