李巖松

（南京寶地梅山產(chǎn)城發(fā)展有限公司礦業(yè)分公司，江蘇南京 210041）

0 引言

纏繞式提升機(jī)是鐵礦生產(chǎn)過程中的一種重要機(jī)械設(shè)備，提升鋼絲繩是其重要組成部分。纏繞式提升機(jī)使用的鋼絲繩是易耗品，需要經(jīng)常更換。通過正確使用和維護(hù)，可以保證鋼絲繩的使用安全，提高其使用壽命。這樣不僅降低提升機(jī)的使用成本，還可以提高礦井生產(chǎn)安全，確保施工人員安全。鋼絲繩使用過程中，為保證其安全性，既要確保鋼絲繩的直徑足夠大，還要保證荷載保持在允許范圍內(nèi)。鋼絲繩使用一段時間后會出現(xiàn)損傷，影響性能，導(dǎo)致其安全性無法保證。因此，要加強(qiáng)鋼絲繩的維護(hù)，保證其安全使用。下面探討鐵礦纏繞式提升機(jī)提升鋼絲繩的安全使用與維護(hù)技術(shù)。

1 常見斷絲類型及其特征

常見的鋼絲繩斷絲類型包括疲勞斷絲、磨損斷絲、銹蝕斷絲、過載斷絲和扭結(jié)斷絲等，嚴(yán)重影響礦井生產(chǎn)安全。

（1）疲勞斷絲。疲勞斷絲的特點是鋼絲斷口處平齊，只有一小部分被拉斷。出現(xiàn)這種斷絲時，說明鋼絲繩的疲勞情況非常嚴(yán)重，已經(jīng)到了使用后期。對于這種情況，要及時更換鋼絲繩，即使不立即更換，也要加強(qiáng)檢查頻率，隨時準(zhǔn)備更換。

（2）磨損斷絲。磨損斷絲的斷口是不整齊的，斷口兩側(cè)呈現(xiàn)出斜茬，斷頭扁平，是長期磨損導(dǎo)致。

（3）銹蝕斷絲。銹蝕斷絲是鋼絲繩受到銹蝕引起，這種斷絲呈現(xiàn)出斷口不整齊、斷口呈釬尖狀的特點。

（4）過載斷絲。由于荷載過大而引起的斷絲，這種斷絲的特點是斷口呈頸縮狀。在實際應(yīng)用過程中，這種斷絲較為罕見。

（5）扭結(jié)斷絲。這種斷絲產(chǎn)生的主要原因是鋼絲繩松弛，出現(xiàn)了扭結(jié)。

2 鋼絲繩損傷類型及處理方法

2.1 磨損

磨損是鋼絲繩使用過程中不可避免的損失，包括內(nèi)部磨損和外部磨損兩種形式。

2.1.1 外部磨損

在鋼絲繩實際應(yīng)用過程中，其外周需要接觸卷筒、襯木、絞車道、鉤頭和天輪襯等物體表面。在摩擦力影響下，其外部會受到磨損，導(dǎo)致鋼絲繩被磨平、繩徑變細(xì)、截面積減少，造成其破斷拉力總和相應(yīng)降低。

鋼絲繩無法避免出現(xiàn)磨損問題，但是通過有效維護(hù)，可以降低磨損速度，提高使用壽命。在使用中期可以采取掉頭的使用方式，這樣可以延長其使用壽命1/3；在絞車道道心處，每隔25 m設(shè)置一個托繩輪，這樣能夠有效降低鋼絲繩面臨的摩擦阻力，降低其摩擦損耗，使鋼絲繩的磨損速度顯著下降，提高其使用壽命。

2.1.2 內(nèi)部磨損

在鋼絲繩實際使用過程中，由于鋼絲繩會出現(xiàn)彎曲，導(dǎo)致股與股之間接觸應(yīng)力增大，使其內(nèi)部各根鋼絲之間出現(xiàn)滑移。當(dāng)反復(fù)循環(huán)彎曲拉伸時，在深凹處則產(chǎn)生應(yīng)力集中而折斷，導(dǎo)致其出現(xiàn)內(nèi)部磨損。

在實際應(yīng)用過程中，為保證鋼絲繩使用的安全性，需要定期測量其直徑，并且對斷絲進(jìn)行檢查。特別要重點檢查一個捻距內(nèi)的斷絲面積。當(dāng)斷絲面積和鋼絲繩總斷面積達(dá)到1∶9 時，需要更換鋼絲繩。檢查鋼絲繩斷絲時要特別注意，由于鋼絲斷頭通常不會出現(xiàn)翹起現(xiàn)象，因此需要仔細(xì)檢查來確保檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性。對鋼絲繩進(jìn)行直徑測量時，需要測量其皮損最嚴(yán)重的位置。相關(guān)生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，距離鉤頭100 m 的位置是最容易出現(xiàn)斷絲、磨損的位置，因此需要特別檢查。

2.2 疲勞

2.2.1 彎曲疲勞

在鋼絲繩彎曲比較厲害的位置，其外側(cè)出現(xiàn)疲勞斷絲的可能性最高。鋼絲繩在無數(shù)次重復(fù)繞過卷筒過程中，其韌性會逐步下降，出現(xiàn)疲勞，導(dǎo)致出現(xiàn)斷絲問題。為此，要做好鋼絲繩選擇工作，確保其直徑合理。如果繩槽過小，會導(dǎo)致鋼絲繩受到過度擠壓，從而容易出現(xiàn)斷絲問題；如果繩槽過大，則會導(dǎo)致鋼絲繩在繩槽中的支持面積減小，其接觸應(yīng)力就會增加，導(dǎo)致繩與繩槽之間出現(xiàn)較大摩擦，加速磨損。

2.2.2 扭曲、拉伸和振動引起的疲勞磨損

鋼絲繩在起動和制動的始末，會承受荷載的拉伸應(yīng)力，引起金屬疲勞。此時鋼絲繩經(jīng)常受到振動和扭曲，導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)疲勞。為了防止鋼絲繩出現(xiàn)疲勞磨損，可以采取以下方法。

（1）使用時保持卷襯木圓順，軸向平整，天輪襯整齊，絞車道托繩輪磨損不超限。這樣在鋼絲繩運(yùn)轉(zhuǎn)過程中振動會顯著減少。

（2）要求司機(jī)采取平穩(wěn)操作，避免鋼絲繩出現(xiàn)劇烈抖動，使得鋼絲繩保持平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）天輪和滾筒之間的鋼絲繩受動應(yīng)力較大，會導(dǎo)致其容易出現(xiàn)疲勞集中斷絲問題。因此在日常維護(hù)過程中，應(yīng)重點檢查絞車房和井口之間位置，若出現(xiàn)問題，要及時更換。

2.3 銹蝕

鋼絲繩的使用環(huán)境比較惡劣，尤其是在絞車道的惡劣環(huán)境下使用。在日曬雨淋情況下，會受到嚴(yán)重腐蝕。在這樣的惡劣條件下，鋼絲繩受損之后，其表面會存在氧親和性的差異，形成很多小電池，導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕，出現(xiàn)逐步加深的深圓形腐蝕坑。這些腐蝕坑成為應(yīng)力集中點，導(dǎo)致鋼絲繩截面積逐漸減小，從而使其承受沖擊和彈性的能力下降。為此，需要采取措施，防止鋼絲繩出現(xiàn)銹蝕。

（1）在鋼絲繩表面涂抹潤滑性質(zhì)的油脂，可以有效防止鋼絲繩表面出現(xiàn)銹蝕。需要注意的是，選用的油脂需要和廠家制造時采用的油脂相適應(yīng)。

（2）規(guī)范司機(jī)的操作，很多司機(jī)在使用過程中會采用纖維類的物品在鋼絲繩上對提升位置進(jìn)行標(biāo)記。這樣會加重鋼絲繩在該位置的銹蝕，因此應(yīng)規(guī)范司機(jī)操作，避免這種行為。

2.4 變形

2.4.1 外傷

在實際工作過程中，提升機(jī)司機(jī)如果違規(guī)操作，可能會導(dǎo)致鋼絲繩在卷筒上跳出擋繩板，造成幾十米甚至上百米的鋼絲繩出現(xiàn)局部軋壞而報廢的情況。為防止鋼絲繩出現(xiàn)外傷，可以采取以下措施。

首先，可以設(shè)置過放保護(hù)裝置。通過該裝置，在鋼絲繩圈松弛以后，提升機(jī)安全閘就會開始動作，則鋼絲繩會停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

其次，要提高司機(jī)專注度。出現(xiàn)鉤頭掉道情況后，要立刻停車，并注意鋼絲繩的排列情況。

最后，更換新鋼絲繩時，要嚴(yán)格按照相關(guān)安全規(guī)程，纏完新繩時，最外層繩低于滾筒邊緣，高度為繩徑的2.5 倍。

2.4.2 亂繩

在提升機(jī)運(yùn)行過程中，鋼絲繩在卷筒上卷亂之后，就會出現(xiàn)相互傾軋的問題，導(dǎo)致鋼絲繩局部被壓扁，并且出現(xiàn)斷絲。為此，要經(jīng)常檢查天輪游動情況，并加強(qiáng)檢查卷筒襯木繩槽的情況。

2.4.3 扭結(jié)

扭結(jié)是指鋼絲繩出現(xiàn)局部扭曲后產(chǎn)生的永久性形變情況。普通鋼絲繩具有自轉(zhuǎn)性，尤其是新?lián)Q的鋼絲繩，在其受到拉伸荷載之后，就會出現(xiàn)沿松捻方向轉(zhuǎn)動的問題，進(jìn)而造成扭結(jié)。為防止出現(xiàn)扭結(jié)問題，可以采取4 個措施。

（1）司機(jī)要加強(qiáng)對繩的控制，不能夠都放繩，尤其是剛換過鋼絲繩以后，更需要控制好繩的長度。

（2）更換新繩子時，需要拔鉤作業(yè)，破一破繩勁。

（3）在鋼絲繩扭結(jié)的狀態(tài)下，不能夠拉車。若出現(xiàn)扭結(jié)情況，需要馬上停止操作，釋放還原。

（4）更換新鋼絲繩時，如果從繩盤引繩需要改變引繩方向時，需要通過定滑輪進(jìn)行，這樣可以有效避免新鋼絲繩出現(xiàn)扭結(jié)以及死彎等問題。更換新鋼絲繩時，需要對鋼絲進(jìn)行檢查，確保沒有斷絲問題。

2.5 咬繩

根據(jù)煤礦安全規(guī)程中的相關(guān)規(guī)定，多層纏繞提升機(jī)最多纏繞3 層鋼絲繩。在實際應(yīng)用過程中，過渡段容易出現(xiàn)比較嚴(yán)重的咬繩問題。因此應(yīng)做好相關(guān)應(yīng)對措施，例如，避免上下層鋼絲繩總是在一個地方過渡，每季度要采取定期去頭的方法，使鋼絲繩錯動約1/4 圈，確保其內(nèi)偏角不大于1030′。

2.6 過載

在實際應(yīng)用中，如果荷載較大，超過了鋼絲繩的彈性極限，則可能導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)斷裂問題。由于過載而破斷的鋼絲繩，其端口會呈現(xiàn)出松散狀，繩芯會出現(xiàn)外漏，這是過載導(dǎo)致鋼絲繩斷裂的顯著特征。在實際運(yùn)行過程中，若出現(xiàn)鋼絲繩過載問題，即使鋼絲繩沒有斷裂，也會極大影響鋼絲繩質(zhì)量，嚴(yán)重縮短其使用壽命。針對這一問題，可以采取兩方面措施：①司機(jī)在起車和停車過程中，應(yīng)注意這個問題，盡量減少動荷載；②監(jiān)視主電機(jī)定子電流，確保其不超過額定值，避免出現(xiàn)過載問題。

人為因素也是導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)損傷的重要原因。因此除了加強(qiáng)上述基本損傷的防范工作之外，還需要加強(qiáng)員工培訓(xùn)，提高其責(zé)任心和技術(shù)能力，確保其按照施工措施開展作業(yè)，防止人為因素導(dǎo)致鋼絲繩的壽命受到影響。人為因素可能導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)以下?lián)p傷情況：在橋頭架的燒焊作業(yè)過程中電弧燒傷鋼絲繩；鋼絲繩與牽引網(wǎng)絡(luò)回流線相搭接，產(chǎn)生電火花燒傷鋼絲繩。

3 結(jié)語

鋼絲繩運(yùn)行過程中如果出現(xiàn)斷絲情況，或者是伸長量突然加快的情況，司機(jī)短時間內(nèi)會頻繁調(diào)整標(biāo)記位置。出現(xiàn)這種情況，司機(jī)應(yīng)提高認(rèn)識，對鋼絲繩進(jìn)行檢查，必要時應(yīng)聯(lián)系維修人員對鋼絲繩進(jìn)行更換。在鋼絲繩使用過程中，其全段的強(qiáng)度下降并不是均勻的。因此在檢查斷絲情況的同時，還需要使用游標(biāo)卡尺測量并記錄繩徑，將其作為換繩依據(jù)。通過加強(qiáng)現(xiàn)場管理和日常的保養(yǎng)維護(hù)，才能夠有效提升鋼絲繩使用壽命，提高鋼絲繩的安全性，保證生產(chǎn)安全。