摩擦式提升机钢丝绳抖动故障诊断与处理

宋向上

（山西三元煤业股份有限公司，山西 长治 046000）

引言

摩擦提升机工作的原理是通过摩擦力提升物体，它和缠绕提升机的区别是，提升物体是由摩擦力来完成的，提升钢丝绳是搭于摩擦轮，不是传统缠绕于滚筒上的，钢丝绳两端连接有提升的容器，利用安装于摩擦轮的绳槽与钢丝绳产生的摩擦进行动力提升，使钢丝绳两端容器完成上下的移动，进而达到人员、物料的提放工作。根据摩擦提升机工作的原理可知，提升钢丝绳在提升机运行过程中是否稳定，是决定提升机工作是否安全可靠的关键，如果提升机在运行过程中钢丝绳发生问题，将会造成提升机重大安全事故及隐患。例如，提升钢丝绳发生抖动，将会造成摩擦力不稳定，如果抖动的时间过长、抖动的幅度过大时，提升机容易发生溜绳并严重磨损摩擦垫，摩擦垫严重磨损又将加大钢丝绳抖动，这样会形成恶性的循环最终造成严重的安全事故。

1 摩擦式提升机在工作过程中发生钢丝绳异常抖动的危害

1）摩擦式的提升机在工作过程中发生钢丝绳异常抖动，将导致钢丝绳的张力出现不平衡，各钢丝绳的受力也出现不均匀的现象，这不仅加快了绳槽的磨损，而且又加大了提升机钢丝绳的抖动，这样恶性的循环最终会导致钢丝绳发生断裂，致使提升机发生重大安全事故[1]。

2）摩擦式提升机传动的原理是利用摩擦传动，提升机靠钢丝绳和摩擦垫之间产生摩擦力进行设备、工具、人员、材料的提升，因此，提升机摩擦力是否稳定是决定提升机工作好坏的重要基础。如果提升机出现钢丝绳的抖动，将会造成提升机出现安全隐患。随着钢丝绳抖动的时间延长、幅度加大，提升机容易发生溜绳故障，加剧摩擦垫的磨损。提升机长期在这种问题下工作，会给矿山带来重大安全隐患，会导致重大损失。因此，摩擦式的提升机在工作过程中发生钢丝绳异常抖动的问题，必须得到应有的重视。

2 摩擦式提升机在工作过程中发生钢丝绳异常抖动的原因

1）提升货物长期超载。在提升机运营过程中，由于操作人员管理意识差、安全意识薄弱、过于追求效益违规运行，致使提升机长期在高负荷条件下运行，导致提升机出现抖动情况[2]。

2）钢丝绳的长度不一样。由于钢丝绳每根长度不一样，造成钢丝绳每根的受力也不均匀。不均匀的受力会引起提升机的抖动。

3）罐道发生变形。井筒由于各种原因发生变形，致使提升罐轨道出现变形，提升罐在井筒运行过程中，会出现严重的抖动。

4）提升机在运行过程中发生异常制动。提升机的制动是通过升降保护装置、液压机械制动装置、电气等设备完成的。一旦液压系统、机械系统、电气系统出现问题，致使制动出现异常，会直接造成提升机抖动。

5）操作人员的违规误操作原因。操作人员在工作中，由于操作的方法不当或不用心，在进行提升机制动时，用力过小或者过大都会导致提升机出现抖动。

6）设备老化。由于设备出现老化磨损但没有及时处理，这主要表现在提升机进行起步以及减速时，提升机出现严重抖动[3]。

3 摩擦式提升机在工作过程中发生钢丝绳异常抖动的诊断

3.1 钢丝绳的张力检查诊断

钢丝绳的张力能够利用测量钢丝绳振动的频率获得。根据公式：

式中：m 是钢丝绳的质量，kg/m；L 是钢丝绳的长度，m；n 是振频阶数；fn是钢丝绳n 阶自振的频率，Hz。在钢丝绳质量m 与长度L 不变时，提升钢丝绳的张力T 和钢丝绳振频fn成平方的正比关系。利用测振仪和相关软件能够获得钢丝绳振频fn，通过公式（1）能够顺利得出提升机各钢丝绳张力数值，在经过相应计算获得钢丝绳的张力偏差。在进行钢丝绳的张力检查测试时，要在配重的井口以及配重的井底两种工况进行，进行测试的过程中，要保持提升机处于静止的状态，利用小锤敲击测试钢丝绳，使用测振设备对数据进行记录。

3.2 机电设备检查诊断

提升机机电设备工作稳定与否直接影响提升机的振动，判断其工作情况最主要的方法是，测量提升机行驶的速度与电机电流变化的关系。利用智能检测仪器对上述参数进行检测，将运行速度参数以及电机运行电流参数通过软件绘制成曲线，分析速度、电流相应曲线的变化，判断运行的提升机稳定情况[4]。

3.3 主轴承的检查诊断

使用振动测试仪，对正常运行的提升机滚筒、电机轴承采取相应的振动测试，利用仪器将振动信号绘制成频谱图像，将绘制成频谱图像与标准轴承频谱进行对比，从而对运行中的轴承进行判断，判断其频率是否在故障区域，最终判断其是否存在故障，主轴承测试振动的方向及位置如图1。

图1 主轴承测试振动的方向及位置

在设备工作时，对主轴承非驱动、驱动端以及主轴承轴向、垂直、水平等三个位置进行振动测试，测试振动情况参数，结合电机速度曲线与电流曲线判断主轴承是否存在故障，是否钢丝绳振动由此产生。

4 摩擦式提升机在工作过程中发生钢丝绳异常抖动的预防

1）要保证各钢丝绳具有一致的物理特性，要保证钢丝绳的长度、质量的一致。要经常检查钢丝绳磨损情况，对磨损的钢丝绳要及时进行更换。在进行钢丝绳的更换时，要同组进行更换。

2）要严格检查摩擦垫质量与磨损情况，要及时设定摩擦垫的平衡，改善摩擦垫与钢丝绳张力的平衡情况，应使用良好的弹性摩擦垫。

3）要制定完善的检测制度，加大培训力度，禁止不合理、违规、超载等操作，避免人为原因造成的安全隐患[5]。

5 摩擦式的提升机在工作过程中发生钢丝绳异常抖动的解决措施

1）提升机各个钢丝绳绳槽的直径必须相等，要经常对钢丝绳进行测力、标定，实时了解钢丝绳使用情况。

2）保证滚筒的圆度、径向跳动值，要保证提升机各关键设备能够正常工作，能够很大程度减少钢丝绳抖动的问题，提高提升机的安全运行能力。

3）使用盘式的制动器，能够降低制动可靠性低的问题，确保制动过程的平稳，减轻提升机制动过程钢丝绳的振动，降低事故产生的机率。提升机运行过程的制动能力，影响着提升机的抖动，直接关系着矿井安全生产的大问题，因此，必须定期对制动器进行检查，确保制动器处于良好状态。定期检查项目如下：定期检查、保养制动器；经常检查制动片磨损情况，及时调整间隙，使制动器处于最佳制动状态；制动片安装检测装置，实时监视制动器的技术状态，发现问题能够及时处理[6]；定期对制动器进行除灰、除污、除油，加大日常维护检查；对磨损元件要及时进行更换。

6 结语

提升机目前是矿山使用广泛的机械传送设备，它是矿山主要设备之一，它的运行好坏直接关系着矿山安全生产以及经济效益。许多煤矿企业对摩擦式的提升机在工作过程中发生钢丝绳异常抖动不够重视，导致矿山提升机频频发生事故。矿山提升机既肩负着货物的运输，同时也是矿井备用安全撤离通道，关乎着矿井人员的安全，因此，提升机性能好坏不能忽视，必须加强对提升机的维护保养，要重视提升机出现的抖动问题，及时找出原因彻底解决，减少事故的发生。