摩擦襯墊廠家揭秘：影響提升鋼絲繩使用壽命的因素

1.1 礦井提升高度
結合國內外大量摩擦式提升機的使用情況來看，深井提升鋼絲繩的使用壽命普遍比淺井的壽命要短，究其原因有：① 隨著井深的增加，提升鋼絲繩的扭轉應力越大，扭轉疲勞增加了鋼絲繩的斷絲概率；②隨著井深的增加，提升鋼絲繩終端負載變化率(應力幅)逐漸增大，促使鋼絲繩的疲勞破壞加速。張小樓煤礦、冬瓜山銅礦主井的提升高度分別為 1 039.6、1 094.0 m，應力幅分別達到了 10.02%、11.08%，接近于文獻[1]中提出的極限值 11.5%，是導致這兩座礦山的主井提升鋼絲繩使用壽命較短的原因之一，只有6 個月左右。

摩擦襯墊，天倫襯墊，絞車襯墊
1.2 D/d比
D/d 比即摩擦輪與鋼絲繩的直徑比。《煤礦安全規(guī)程》第四百一十九條規(guī)定：落地式摩擦提升裝置的摩擦輪及天輪，圍抱角大于 180°的摩擦式提升裝置的摩擦輪，其最小直徑與提升鋼絲繩直徑之比，井上安裝時不小于 90，井下安裝時不小于 80；摩擦式提升裝置的導向輪的最小直徑與鋼絲繩直徑之比，不小于 80。《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》6.3.5.1 條款也做了類似規(guī)定。同等情況下，D/d 比值越大，提升鋼絲繩產(chǎn)生的彎曲應力越小，對提升鋼絲繩越有利；但繩徑比越大，提升機規(guī)格越大，設備造價越高，因此需要綜合分析，合理確定。

1.3 摩擦輪和導向輪中心高
提升鋼絲繩經(jīng)過摩擦輪和導向輪(天輪)時，要不斷地承受正向和反向彎曲應力的作用。尤其是井塔上安裝有導向輪的摩擦式提升機，如果摩擦輪與導向輪間的中心高相差較小而提升速度偏大時，提升鋼絲繩的彎曲應力來不及釋放，容易造成提升鋼絲繩的疲勞斷絲。冬瓜山銅礦摩擦輪和導向輪之間的中心高差為 6 m，提升速度為 12 m/s，提升鋼絲繩使用壽命僅有 6 個月左右。張小樓煤礦摩擦輪和導向輪之間的中心高差為 5 m，當提升速度為 10 m/s 時，提升鋼絲繩的使用壽命為半年；當提升速度為 12 m/s 時，鋼絲繩壽命縮短為 3 個月。唐口煤礦提升高度為 1 050 m，提升速度為 12.36 m/s，與張小樓煤礦和冬瓜山銅礦采用相同的三角股鋼絲繩，但因其采用落地式摩擦提升機，摩擦輪和天輪之間距離較大，提升鋼絲繩承受的正向和反向彎曲應力得到了較充分的釋放，提升鋼絲繩使用壽命接近 2年。

1.4 提升鋼絲繩選型
提升鋼絲繩的選型是否合理，對其使用壽命有著直接的影響。提升鋼絲繩的選型主要包括以下內容。

(1)鋼絲繩表面狀態(tài) 如是否涂增摩脂、鍍鋅等。

(2)鋼絲繩結構形式 如股數(shù)、繩股中鋼絲間接觸形式、外層鋼絲直徑，是否為密封繩或壓實股繩等。對于提升鋼絲繩磨損比較嚴重的礦井，若選用提升鋼絲繩繩股外層鋼絲直徑較細時，則容易因磨損引發(fā)斷絲，使鋼絲繩過早受損；當選用點接觸鋼絲繩時，會由于繩股中鋼絲間、股間較大的接觸應力引起鋼絲繩斷絲。

(3)鋼絲繩捻向 深井提升時，若采用同向捻鋼絲繩，會因鋼絲繩在井筒中比較劇烈的旋轉引起繩股中鋼絲疲勞斷絲。

(4)鋼絲繩強度等級 鋼絲繩抗拉強度等級越高，其鋼絲韌性就越差，抗彎曲疲勞的能力相應有所降低，會直接影響提升鋼絲繩的使用壽命。

1.5 運行時的沖擊載荷及彈性振動
提升鋼絲繩在運行過程中，要承受啟動加速、制動減速、裝卸載以及發(fā)生過卷、卡罐、托罐、操作失誤等情況時產(chǎn)生的沖擊載荷及彈性振動。提升機啟動加速時，如果啟動加速度從零突然上升到最大，啟動沖擊值(啟動加速度變化率)就會很大，在提升鋼絲繩中造成很大的動張力。尤其是采用恒力矩制動的提升系統(tǒng)，在重載提升、空載運行、重載下放等不同的工況下，制動減速度的變化范圍較大，提升系統(tǒng)相應會產(chǎn)生較大的沖擊載荷，加劇提升鋼絲繩的疲勞損傷。

1.6 鋼絲繩的制造質量
鋼絲繩制造使用的原材料的質量等級，拉絲、表面處理、捻股、合股等制造設備以及制造工藝均會影響提升鋼絲繩的質量。若提升鋼絲繩制造質量較差，就會過早地產(chǎn)生斷絲損傷，直接影響其使用壽命。

1.7 安裝及使用維護方面的影響
提升鋼絲繩在安裝或更換時，新繩與尖銳物體相碰或新舊鋼絲繩打卡子固定過程中，會對新繩繩股外層鋼絲產(chǎn)生一定程度的損傷，成為鋼絲繩投入運行之后的薄弱環(huán)節(jié)。此外，摩擦輪上襯墊繩槽直徑不同、各繩提升速度不同，或提升鋼絲繩張力自動平衡懸掛裝置失效等，都會造成某根提升鋼絲繩受力偏大，可能會提前破壞。摩擦輪、導向輪繩槽的斷面形狀不合適或粘有附著物，也會使提升鋼絲繩受到額外擠壓，產(chǎn)生額外的接觸應力，進而對提升鋼絲繩造成損壞。