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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：

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。

圖1 鋼絲繩與天輪輪緣偏角示意

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。

表1 測量數據匯總

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。