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單繩纏繞式提升機鋼絲繩與天輪偏角調整方法研究（1）(圖文)

時間：2024-08-26 08:08:31  點擊數：

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      纏繞式提升機是礦山常用提升設備，是礦井連通井上和井下的重要通道。其中鋼絲繩在整個提升系統中起著重要作用，因單繩纏繞式提升機的提升載荷由單根鋼絲繩承載，若鋼絲繩出現問題未及時解決，會引發重大安全事故。

      某礦井的纏繞式提升機長期用于提升毛石，年檢時更換主提升繩后進行提礦試運行，在后續的日常檢查中發現，罐籠運行至某中段時，對應的鋼絲繩磨損嚴重，且繩徑變化迅速，經連續兩周測量，zui細處繩徑已達 27.1 mm (原繩徑為 28.0 mm)，磨損量達 1.0 mm，若不加管理，伴隨磨損的增加，勢必釀成大禍。經仔細觀察發現，鋼絲繩磨損的位置恰處于鋼絲繩換層之處，此處的鋼絲繩與天輪外偏角處于zui大值。《金屬非金屬礦山安全規程》第 6.4.4.12 條規定，在纏繞式提升系統中，卷筒至天輪的鋼絲繩zui大偏角不應超過 1°30′，超出此值，鋼絲繩與天輪輪緣會產生干涉，進而磨損鋼絲繩，而該礦山所使用的提升系統屬于該情形。

      面對此種狀況，需對鋼絲繩天輪偏角進行調整，調整方法諸多，一種方法是更換天輪襯墊，以減少鋼絲繩對天輪輪緣的磨損，但隨使用時間的延長，襯墊磨損亦會加劇，鋼絲繩終將再度產生干涉；另一方法為調整滾筒的水平位置，使滾筒整體平移，將原基礎拆除并重新施工，但工程量大且耗時費力。

      筆者提出一種簡便易行的方法，使天輪底座在水平方向上作微小角度的轉動，令天輪入繩點正對相應滾筒的中 心，使鋼絲繩的內外偏角近乎相等，從而達到偏角調整的效果。

1 調整前鋼絲繩和天輪內外偏角的測量

1.1 天輪內外偏角測定方案

      天輪內外偏角示意如圖 1 所示，為了確定是否因鋼絲繩內外偏角偏大導致的鋼絲繩異常磨損，需要對提升機的內外偏角進行測量。由圖 1 可知，α1 為天輪鋼絲繩內偏角，α2 為天輪鋼絲繩外偏角，當鋼絲繩處于左右擋繩板附近時，鋼絲繩與天輪的偏角達到zui大。

      由于該提升機卷筒中 心線、軸線已被破壞，天輪軸線無法直接測定，只能采取間接方法測定卷筒中 心線、軸線及天輪中 心線和軸線。

      在機房內選擇通視條件良好的位置架設全站儀，建立假定坐標系，取測站坐標 O(1000，1000，1000)，在每個天輪繩槽中間測定 1 組數據 (每組 3 點)，共測定 2 組；在卷筒擋繩板兩側內壁各測定 1 組數據 (每組 3 點)，共 4 組。測量的數據如表 1 所列。表中，測點 1～ 3 為 1 號天輪實測坐標，4～ 9 為 1 號天輪對應坐標，10～ 12 為 2 號天輪實測坐標，13～ 18 為 2 號天輪對應坐標。
 
1.2 計算鋼絲繩內外偏角值

      第 一步，將實測數據在 CAD 中進行三維建模處理，通過擬合成圓形并確定圓心的辦法來求取卷筒中軸線和天輪中 心線及軸線。

      第 二步，在 CAD 軟件中經過計算，測得天輪的內外偏角結果如下：

      1 號天輪的內偏角為 0°47′53″；1 號天輪的外偏角為 1°39′24″；2 號天輪的內偏角為 0°12′40″；2號天輪的外偏角為 2°15′08″。

      根據《金屬非金屬礦山安全規程》第 6.4.4.12 條規定，1 號天輪外偏角和 2 號天輪外偏角都超過了規定的 1°30′，均需要進行調整。