提升机首绳绳长与绳槽直径偏差精准测量方法研究

于小燕，张苏闯

（山东中矿集团有限公司，山东 招远 265400）

多绳摩擦提升机首绳钢丝绳受力均衡问题一直是提升系统管理的重点和难点，目前提升容器和首绳之间多使用张力自动平衡装置进行张力调整，但张力平衡装置油缸调节范围有限，在超出调节范围时则需要调整首绳绳长偏差或者车削绳槽[1-4]。其中首绳绳长偏差、绳槽直径偏差对首绳钢丝绳受力影响起到关键，那么如何精准的测量首绳绳长偏差、绳槽直径偏差就显得尤为重要。之前在调节首绳绳长、车削绳槽时，主要以经验性操作为主，没有准确的数据来做科学支撑[5-8]。导致在调绳过程中往往出现截取钢丝绳过长，或者截取钢丝绳还没有达到预计要求的情况（《金属非金属矿山安全规程》中要求“对主导轮和导向轮的摩擦衬垫，应视其磨损情况及时车削绳槽。绳槽直径差应不大于0.8mm”）。

传统的直接测量、直径测量等方法误差大，无法准确测量出各个绳槽直径之间的偏差，因此会导致车削不准确，工作效率低下，即延长了检修时间，又没有达到所预期的效果。作业过程存在一定的盲目性，而这样的盲目性轻则导致首绳受力不均、加速卷筒摩擦衬块磨损、缩短首绳使用寿命，重则出现首绳断绳事故发生，直接影响矿山的安全生产[9-10]。

为了克服多年以来传统经验式调绳、车削绳槽带来的弊端，通过长期观察研究首绳钢丝绳、绳槽和张力自动平衡装置的工作机理，总结出了一套十分方便准确实用的测量方法，利用测量罐笼、箕斗在井口、井底四个位置的张力自动平衡装置油缸行程，反算出首绳绳长偏差和绳槽直径偏差，能够精准的指导首绳调绳、绳槽车削等检修工作，确保每根首绳钢丝绳受力均衡，提高提升系统安全可靠性。

1 测量方法

以罐笼、箕斗互为平衡的多绳摩擦式提升机为例。首先将罐笼停放在井口，量取罐笼侧张力自动平衡装置油缸行程数据，并按照顺序依次记录，同时在井底箕斗侧量取箕斗侧张力自动平衡装置油缸行程数据，并按照顺序依次记录。测量完毕后，将箕斗提升至井口，罐笼在井底，依据同样方法再次分别记录出箕斗和罐笼侧张力自动平衡装置油缸的行程并记载准确。

2 计算方法

（1）将罐笼侧及其对应的箕斗侧张力自动平衡装置油缸行程相加，得出每根首绳钢丝绳的相对绳长，取各个首绳中相对绳长的最大值和最小值，两者之间的差即为首绳绳长偏差的最大值，从而判断出首绳钢丝绳是否需要截绳及每根首绳钢丝绳需截绳长度。

（2）计算每根首绳的张力自动平衡装置油缸在井口和井底的行程差值，得出提升机提升高度内张力自动平衡装置油缸实际移动差值，并用最大值与最小值相减，除以提升高度内卷筒运行圈数再除以π，得出最大绳槽偏差。然后对比规程要求，确认是否需要车削绳槽及车削具体数据。

3 基本原理

（1）绳长偏差计算原理：每根首绳绳长+两侧张力自动平衡装置油缸行程总数的和是相等的，每根首绳两侧张力自动平衡装置油缸行程总数的差值即为首绳绳长的差值。

（2）绳槽直径偏差计算原理：张力自动平衡装置油缸在井口和井底差值为提升高度内首绳钢丝绳补偿量，取最大值与最小值相减，则得出首绳钢丝绳补偿量的最大偏差，即运行一个提升高度内首绳钢丝绳之间补偿量的最大偏差数。

式中L为提升高度，π为圆周率，D为卷筒直径，可求出运行圈数n。

式中L差为提升高度内首绳钢丝绳之间补偿量的最大偏差数,可求出D差。对比规程绳槽直径差应不大于0.8mm，如果D差≤0.8mm，则符合规范要求，如果D差＞0.8mm则按照同样方法计算与最小值差值，分别求出D差值，并以最小值为基础，按照计算的D差分别进行车削。

4 工程应用

根据上述对首绳绳长、绳槽直径偏差测量方法研究结果，在罗山金矿某盲主井提升机进行应用。首先将罐笼停放在井口，量取罐笼侧张力自动平衡装置油缸行程数据，并按照顺序依次记录，同时在井底箕斗侧量取箕斗侧张力自动平衡装置油缸行程数据，并按照顺序在表1中依次记录。测量完毕后，将箕斗提升至井口，罐笼在井底，依据同样方法再次分别记录出箕斗和罐笼侧张力自动平衡装置油缸的行程并记录，依据上述计算方法进行测算，并对比得出结论指导检修。需要注意的是，测量时任何一个张力平衡装置油缸均不应出现未到顶或到底现象，否则均应进行调节。

表1 测量方法计算实例

在绳长偏差计算中，L罐或L箕值越大，说明钢丝绳越短，应以计算最大值为基础，根据测量数据和计算结果，应取以南4为基础，ΔL为绳长差值。

在绳槽直径差值计算中，实际行程为正值代表绳伸长、绳槽浅，负值则代表为绳缩短、绳槽深。绳长差值ΔL'以行程内最短绳为基础取差值，提升高度应以井口至装载站高度为准，根据测量数据和计算结果，应以南3为基础，按照差值进行计算。

5 技术特点

与现有技术相比，这种先进的首绳绳长、绳槽直径偏差测量方法克服了盲目投绳、经验投绳的缺陷，取代了传统绳槽测量方法，使得绳槽直径差测量更加科学合理、简单易学，容易操作。通过科学的测量数据，合理调整张力自动平衡装置，确保首绳钢丝绳受力均匀，延长了首绳钢丝绳、张力自动平衡装置、卷筒绳槽的使用寿命，有效杜绝了因首绳钢丝绳张力不均匀导致的钢丝绳出油严重、摩擦衬块磨损加快、张力自动平衡装置变形等情况。

6 结论

通过长期观察研究张力自动平衡装置的工作机理，创新性地提出了提升机首绳绳长与绳槽直径偏差精准测量方法。经过一年多实际应用和检验，有效指导了矿山首绳调绳、绳槽车削等检修工作，该方法不仅可以节约维护成本，而且大大降低检修工时，具有良好的经济效益和推广价值。