行業揭秘：天輪襯墊使用時需要注意的要求

《金屬非金屬礦山安全規程》(以下簡稱《規程》)規定：“6.3.5.7 天輪的輪緣應高于繩槽內的鋼絲繩，高出部分應大于鋼絲繩直徑的 1.5 倍。帶天輪襯墊的天輪，襯墊應緊密固定。襯墊磨損深度相當于鋼絲繩直徑，或沿側面磨損達到鋼絲繩直徑的一半時，應立即更換”。銅興公司及其他礦山采用天輪襯墊數十年的實踐表明，采用襯墊須嚴格執行《規程》規定并應符合以下標準及要求。

一、襯墊的安裝與更換標準

根據《規程》規定，襯墊的軸向和徑向外形尺寸應大于其安裝槽的尺寸，使其裝配后產生一定的過盈而緊密固定，其公差 G 的值應視襯墊材質而定。熱塑性聚氯乙烯塑料 (PVC)及新型 PVC、尼龍 6 和超高分子聚乙烯應較小，G 值＜1.0 mm 為宜；聚氨酯宜居中，G 值為 1.0～ 1.8 mm 合適；利用報廢的運輸膠帶或由一般橡膠的制成品可稍大，G 值 ＞ 1.8 mm 為宜。此外，為緊密排列，還應根據襯墊安裝的最后周向間隙值，制作合適的“間隙襯墊”，以手錘打入，保證襯墊的周向緊密固定。

襯墊的更換要嚴格按《規程》規定執行，以盡量減小提升中心的變化，減輕罐道及其導向槽 (器)的磨損，延長天輪使用壽命，保護鋼絲繩等。

二、襯墊徑向厚度

無襯墊的天輪由礦山自行安裝襯墊后，鋼絲繩提升中心的變化一般在 28～40 mm。這是因為，天輪直徑在 2.5～4.0 m，其鋼絲繩直徑 d 為 28～40 mm。《規程》6.3.3.8 對提升容器的導向槽 (器)與罐道之間的間隙做出規定，《規程》6.3.3.9 對導向槽 (器)和罐道之間的磨損更換程度做出規定。這些間隙和磨損的累計之和，如木罐道的最大值為 10＋15=25 mm，仍然無法彌補因安裝襯墊而產生的鋼絲繩提升中心的變化值，因此必將增加容器在罐道上的摩擦力，加劇容器導向裝置與罐道的磨損。對于鋼絲繩罐道單繩多段提升而言，提升中心的變化也是造成“卡罐”的原因之一。

減輕導向裝置與罐道磨損的有效方法，就是選擇一個比較合理的襯墊徑向厚度 H，以盡量縮小鋼絲繩提升中心的變化值。H 值應為 d 與襯墊更換前的最小厚度 e 之和，即 H＝d＋e。筆者根據經驗認為，若天輪原無襯墊，e 取 0～10 為宜；若天輪原有襯墊，考慮到新襯墊性能一般優于原襯墊，故取新襯墊更換前的最小厚度 e′＜ e。顯然，當 H 或 H′值居中時，鋼絲繩提升中心與提升容器設計提升中心相重合 (原有襯墊時)或接近 (原無襯墊時)。采用聚氨酯時，當 H′與H 相差較大時，襯墊減薄值 f (f＝e－e′=H－H′)可安裝為“固定墊層”，這樣既可保持鋼絲繩提升中心不變或少變，又可減薄新襯墊厚度，以降低其購價。

1、 襯墊擬減薄示例

括號內 40.5 為襯墊減薄后數值。原 e＝Hd＝86.5－37＝49.5，太厚；故取 e′=H′-d＝40.5 -37=3.5，合適；則 f＝e -e′=H -H′=46。

f 安裝為固定墊層后，既可保持鋼絲繩提升中心不變，亦可減薄新襯墊厚度，減少聚氨酯用料，降低采購成本。廉價材質的襯墊不必考慮安裝固定墊層。

可得，tan 30°=x/13，x=7.5。H=40 -7.5=32.5，d=28，e＝H－d＝4.5；則圖 3 括號內 32為襯墊減薄后數值。原 e＝H－d＝50－28＝22，較厚；故取 e′=H′-d＝32－28＝4，合適；則 f＝ee′=H -H′=18。

應當指出，圖 1 襯墊中繩槽深度與繩槽半徑均設計為 50% d＝18.5 不合理。根據有關文獻和銅興公司近 30 a 的實踐經驗可知：

(1)繩槽深度取 25% d＝9.25 或 30% d ＝11.1，較合理，原設計 18.5 比 9.25 或 11.1 分別深 9.25 或7.40，不合理。襯墊高度可減小至 95.75 或 93.9，H與 H′均不改變；

(2)繩槽半徑取 55%d＝20.35 較合理，原設計18.5 比 20.35 小 1.85，鋼絲繩會產生一定程度的擠壓；

(3)天輪襯墊與卷筒襯木 (塑襯)的繩槽深度與繩槽半徑的技術要求相同。

三、 繩槽尺寸

1 繩槽深度

按要求，“卷筒襯木繩槽深度應為鋼絲繩直徑的 30%”。根據銅興公司經驗，當繩槽深度約為 25% d 時，即可滿足使用要求。原洛陽礦山機器廠設計的繩槽深度僅為 18% d。繩槽隨著使用會逐漸加深，不會出現鋼絲繩“跳槽”現象。銅興公司 5 臺提升機按 (20%～25%) d 銑削的卷筒襯木或定制的卷筒塑襯，使用 30 余年從未出現過鋼絲繩跳槽現象，故繩槽深度取 (20%～25%) d 比較合理。

2 繩槽半徑

繩槽半徑過小會引起鋼絲繩過度擠壓而提前斷絲；過大又會使鋼絲繩支撐面積減小，增大其接觸應力而導致繩與繩槽的加速磨損。合理的繩槽半徑，應使鋼絲繩與槽底緊密貼合并保持必要的間隙，此間隙是考慮到鋼絲繩在工作時有向兩側分開的傾向。根據要求，繩槽半徑取 55% d 比較合理。