关于钢丝绳易损段防治措施的探讨

摘 要：根据对本厂区的斜巷提矸系统钢丝绳易损段的跟踪观测，分析归纳得出钢丝绳与大地滚初始状态的滑动摩擦是造成钢丝绳局部急剧磨损的主因，提出改变钢丝绳与大地滚初始状态的滑动摩擦为滚动摩擦的设想，经实施已证明其提高钢丝绳安全系数和延长使用寿命的效果。

关键词：钢丝绳 滑动摩擦磨损 滚动摩擦磨损

中图分类号：TN2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（a）-0068-01

我厂在排矸系统斜巷使用的提升钢丝绳直径为15.5 mm，长120 m，其中斜巷段60 m，底部水平段15 m，上部水平段为15 m，缠绕在卷筒中约30 m。在斜巷段按常规装设了10个直径为100×320 mm的小地滚轮，上部变坡点位置装设了一个直径为350×320 mm的大地滚轮，该地滚重量约35 kg。因处于变坡点位置，此地滚所承受钢丝绳的压力最大，钢丝绳与大地滚间的摩擦力也大，容易磨损。我们在钢丝绳的使用、维护检查过程中发现有这样一种异常情况：每次断丝数、磨损量大的均固定在同一个位置上，即在离钢丝绳钩头8.20～8.40 m之间，约20 cm长。钢丝绳其他部位的磨损量，断丝数都较小，属于正常的磨损。

以往做法：此段钢丝绳磨损断丝量一不符合《规程》要求时就砍掉，（一次剁掉约10 m），每35～40天就需砍一次。或砍掉、或插绳、或调头。这样，一条钢丝绳的使用寿命只有四个月左右。

为此，我们对易损段的钢丝绳做记号多次进行跟踪观察，除地滚外（各地滚都运转自如）均无发现异物与之摩擦。都处于正常合理的使用状态。这样，大家各抒己见，有的认为钢丝绳质量差，有的认为维护保养不够，有的则认为也属于正常磨损。我们一一采取了相应的措施，但这种局部急剧磨损的现象并没有消除。后又进一步深入的观察、分析探讨，发现了易磨损段的磨损断丝原因。

当矿车下放行至离变坡点（大地滚）约8.20 m时，钢丝绳与第一个大地滚接触产生摩擦。

我们知道，机械磨损取决于正压力的大小和摩擦方式，在正压力相同的情况下，滑动摩擦磨损远大于滚动摩擦磨损。

当钢丝绳下放与第一个大地滚（处于静止状态）接触时的初始摩擦形式为滑动摩擦，由于大地滚的自身重量，只有当钢丝绳与大地滚的摩擦力达到一定值时，即钢丝绳对大地滚的正压力随钢丝绳下放达到一定值时，钢丝绳才能带动大地滚而产生滚动。之后，钢丝绳与大地滚的摩擦为滚动摩擦。

正常情况下，我厂一个月的提矸量约为1500车左右，每下放一车，钢丝绳与大地滚就产生一次滑动摩擦，这样数以千次的滑动摩擦，导致了钢丝绳的局部磨损加剧。

从以上的分析得知，要消除钢丝绳的局部急剧磨损，就要克服钢丝绳与大地滚初始状态的滑动摩擦，也就是要想办法使大地滚在与钢丝绳接触产生摩擦之前转动起来使之成为滚动摩擦，从而消除钢丝绳的局部急剧磨损现象。这里介绍一种简单可行的办法。

在大地滚轮两侧边圆周上各均匀焊接上16根直径14 mm长度为60 mm的圆钢作为碰撞杆，且成22.5度角相互错开。碰撞杆高出大地滚轮沿的部分（垂直水平面的一根）以碰到矿车轮轴5 mm为宜，当矿车下放行至变坡点时，矿车的前轮轴碰到大地滚其中的一根碰撞杆，便转动起来，并达到一定的速度，再经过后轮轴的碰撞，大地滚转动的线速度进一步提高，并接近或达到（这主要取决于矿车轮轴与碰撞杆碰撞的力度）钢丝绳下放与之接触时的速度。这样，钢丝绳与大地滚接触时初始的摩擦即成为滚动摩擦，减小了钢丝绳与大地滚间的磨损。从而达到预期目的。

上述做法中，将大地滚两侧边的碰撞杆（圆钢）成22.5度角相互错开，目的是为提高碰撞杆在垂直水平面上的概率。

考虑到碰撞杆所处位置不正（大地滚两侧边16根圆钢没有一根垂直水平面）时，偶尔产生的“顶死”时轮轴的现象，可以将碰撞杆顶部做成圆弧形，使矿车轮轴在“顶死”时能得以顺利“滑过”。

在提升时，大地滚受到钢丝绳一定的压力，且钢丝绳提升时的速度较慢。两者之间初始的摩擦即为滚动摩擦，对钢丝绳的磨损影响不大。

经过上述的改进后，在此后的检查、维护中发现，钢丝绳这种局部急剧磨损的现象得以消除。这样不仅消除了因钢丝绳这种局部急剧磨损而可能产生的断绳飞车事故，提高了钢丝绳使用的安全系数，同时钢丝绳的使用寿命也延长了一倍以上。