缠绕式提升机用钢丝绳的安全使用与维护

王仁辉

（龙煤集团鹤岗分公司富力煤矿，黑龙江鹤岗 154100）

提升钢丝绳是矿井提升设备中的重要组成部分，也是需要经常更换的易耗品，正确地使用与维护钢丝绳，以便延长钢丝绳的使用寿命，不仅有一定的经济意义，而且直接关系到矿井正常生产，对人员安全及提升设备的安全也有很重要的作用。

1 安全使用提升钢丝绳的要求

钢丝绳在投入使用后，其安全系数应符合《煤矿安全规程》要求，即

式中：Qq为钢丝绳全部钢丝破断力总和，Qq=SOσB，σB为钢丝绳钢丝的抗拉强度，SO为钢丝绳所有钢丝断面积之和；Fjmax为钢丝绳的最大静拉力；ma为钢丝绳安全系数。

由以上公式可知，安全使用钢丝绳应主要从以下2点入手：1）钢丝绳直径应保持足够大。2）载荷应保持在允许范围内。

2 钢丝绳的几种损伤

1）磨损：（1）外部磨损。钢丝绳在使用的过程中，其外周与卷筒、衬木、绞车道、钩头、天轮衬等物体表面接触而引起外部磨损后表面钢丝被磨平，绳径将变细，使钢丝绳截面积减少，破断拉力总和相应降低。如果在使用中期调头可延长1/3钢丝绳使用寿命。同时可在绞车道道心每隔25m设一个托绳轮，降低了钢丝绳的摩擦阻力，同时降低了钢丝绳的磨损速度。（2）内部磨损。在使用过程中，由于钢丝绳的弯曲，使股与股之间接触应力增大，内部各根钢丝相互产生滑移，当反复循环弯曲拉伸时在深凹处则产生应力集中而折断，构成了内部磨损。钢丝绳在使用过程中，磨损和断丝现象是不可避免的，需要对直径进行测量，并检查断丝，尤其是一个捻距内的断丝面积的检查。根据《煤矿安全规程》，断丝面积与钢丝绳总断面积之比达到10%（专为提升物料用的）时必须换绳。检查断丝一定要认真，因为钢丝断头一般不会翘起而不容易被发现，测量直径时，要测量其磨损最严重处。根据经验，是距钩头100m处，最容易断丝，磨损量最大。

2）疲劳：（1）弯曲疲劳。疲劳断丝一般出现在弯曲最厉害一侧的外层钢丝上。钢丝绳无数次重复绕过卷筒时，使钢丝韧性下降，产生疲劳，最终导致断丝。选择绳槽直径必须合理，绳槽过小时会引起钢丝绳过度挤压而提前断丝，绳槽过大时会使钢丝绳在绳槽中支持面积减小，增大其接触应力，导致绳与绳槽的加速磨损。（2）扭曲、拉伸和振动引起的疲劳。钢丝绳在起动和制动的始末，承受载荷的拉伸应力会引起金属疲劳，此时钢丝绳经常受到振动和扭曲也是产生疲劳的原因。防止疲劳损伤的方法：①使卷筒衬木圆顺，轴向平整，天轮衬整齐，绞车道托绳轮磨损不超限，使钢丝绳运转过程中减少振动。②司机操作平稳，减少钢丝绳剧烈抖动现象，总之要保持钢丝绳平稳运转。③天轮与滚筒之间的钢丝绳因受动应力较大，易出现疲劳集中断丝，因此每天检查重点放在绞车房和井口之间。

3）锈蚀：斜井提升机使用钢丝绳，尤其在绞车道的恶劣环境下使用，由于日晒雨淋受到腐蚀就更加严重，因受损的钢丝绳的表面存在氧亲和性的差异，形成了许多的小电池，从而逐步加深圆形腐蚀坑，这些坑就成了应力集中点，使钢丝绳的截面积减小，承受冲击和弹性的能力降低。防止钢丝绳锈蚀损伤的方法：（1）在钢丝绳表面涂润滑性质的油脂，并注意与钢丝绳厂家制造时所用的油脂相适应。（2）禁止提升机司机用纤维类东西在钢丝绳上作提升的位置标记，否则会导致此处严重锈蚀。

4）变形：（1）外伤。提升机司机违规操作，造成钢丝绳在卷筒上跳出挡绳板，结果致使几十米乃至数百米的钢丝绳因为局部轧坏而报废。防止外伤的方法：①设置过放绳保护装置，一但钢丝绳圈松弛提升机安全闸立即动作，停止运转。②提升机司机工作时思想集中，一但钩头掉道，立即停车，同时注意钢丝绳的排列情况。③换新钢丝绳时要遵守《煤矿安全规程》，缠完新绳时最外层绳低于滚筒边缘，高度为绳径的2.5倍。（2）乱绳。钢丝绳在卷筒上卷乱以后，相互倾轧，并在局部迅速出现压扁与断丝的痕迹。防止方法：①经常检查天轮的游动情况。②检查卷筒衬木绳槽的情况，当绳与绳之间的间隙过大，上层绳勒入下层中，这时钢丝绳就应该调头了。（3）扭结。钢丝绳在局部扭曲后产生的永久变形叫扭结。普通钢丝绳带有自转性，特别是新换钢丝绳，受到拉伸载荷时，便会沿松捻方向转动，这是造成扭结的内在原因。防止方法是：①司机不多放绳，特别是刚换的新钢丝绳。②把钩工在换新绳时必须拔钩作业，破一破绳劲。③不准把钩工在钢丝绳扭结的情况下拉车，发现扭结迹象立即停止操作，并释放还原。④换新钢丝绳时，从绳盘引绳需要改变引绳方向时，必须加设定滑轮，从而防止新钢丝绳扭结和出死弯，同时注意新绳有无断丝情况。

5）咬绳：根据《煤矿安全规程》多层缠绕提升机最多缠3层钢丝绳，特别是在过渡段咬绳现象严重，为了避免上下层钢丝绳总是在一个地方过渡，每季度要采取定期剁头的方法，使钢丝绳错动约1/4圈。其次是保证内偏角不大于1°30′。

6）过载：当载荷超过弹性极限时，钢丝绳就可能断裂，因过载而破断，钢丝绳的断口呈松散状，绳芯外露，这是钢丝绳因过载而断裂的特征。过载的钢丝绳即使不发生断裂事故也会大大缩短使用寿命。防止方法：（1）提升机司机在起车、停车时应尽量减少动载荷。（2）监视主电机定子电流不超过额定值，确保不过载。

7）人为因素：除了上述六种基本损伤外，还要教育员工，增强责任心，按施工措施作业，杜绝人为因素影响钢丝绳寿命。例如桥头架上烧焊作业，电弧烧伤钢丝绳；钢丝绳与牵引网络回流线相搭接，产生电火花烧伤钢丝绳等人为现象，埋下了安全隐患。

3 几种常见断丝的类型及其特征

1）疲劳断丝。钢丝的断口平齐，仅有一小部分是最后拉断的，假如这种情况相继出现时，说明钢丝已到疲劳极限。已接近使用后期，应特别加强检查或更换新绳。

2）磨损断丝。钢丝的断口不整齐，断口两侧呈斜茬，断头扁平。

3）锈蚀断丝。钢丝的断口不整齐，断口呈钎尖状。

4）过载断丝。钢丝的断口呈颈缩状。这种断丝使用过程中很少出现。

5）扭结断丝。由于钢丝绳松弛后，“扭结”而出现的断丝。

4 结语

在钢丝绳使用期间，断丝数突然增加或伸长量突然加快，表现为提升机司机短时间内频繁调整提升标记，这时就应该引起注意，该换绳了。在钢丝绳使用期间，其全长各段的强度下降是不均匀的，既要每天检查断丝情况，更要每周用游标卡尺仔细测量绳径，并把结果记入钢丝绳记录本，作为今后换绳依据。只有加强现场管理和日常的保养工作，才能大大提高钢丝绳的使用寿命，避免断绳跑车事故的发生。