铁矿缠绕式提升机提升钢丝绳安全使用与维护

李岩松

（南京宝地梅山产城发展有限公司矿业分公司，江苏南京 210041）

0 引言

缠绕式提升机是铁矿生产过程中的一种重要机械设备，提升钢丝绳是其重要组成部分。缠绕式提升机使用的钢丝绳是易耗品，需要经常更换。通过正确使用和维护，可以保证钢丝绳的使用安全，提高其使用寿命。这样不仅降低提升机的使用成本，还可以提高矿井生产安全，确保施工人员安全。钢丝绳使用过程中，为保证其安全性，既要确保钢丝绳的直径足够大，还要保证荷载保持在允许范围内。钢丝绳使用一段时间后会出现损伤，影响性能，导致其安全性无法保证。因此，要加强钢丝绳的维护，保证其安全使用。下面探讨铁矿缠绕式提升机提升钢丝绳的安全使用与维护技术。

1 常见断丝类型及其特征

常见的钢丝绳断丝类型包括疲劳断丝、磨损断丝、锈蚀断丝、过载断丝和扭结断丝等，严重影响矿井生产安全。

（1）疲劳断丝。疲劳断丝的特点是钢丝断口处平齐，只有一小部分被拉断。出现这种断丝时，说明钢丝绳的疲劳情况非常严重，已经到了使用后期。对于这种情况，要及时更换钢丝绳，即使不立即更换，也要加强检查频率，随时准备更换。

（2）磨损断丝。磨损断丝的断口是不整齐的，断口两侧呈现出斜茬，断头扁平，是长期磨损导致。

（3）锈蚀断丝。锈蚀断丝是钢丝绳受到锈蚀引起，这种断丝呈现出断口不整齐、断口呈钎尖状的特点。

（4）过载断丝。由于荷载过大而引起的断丝，这种断丝的特点是断口呈颈缩状。在实际应用过程中，这种断丝较为罕见。

（5）扭结断丝。这种断丝产生的主要原因是钢丝绳松弛，出现了扭结。

2 钢丝绳损伤类型及处理方法

2.1 磨损

磨损是钢丝绳使用过程中不可避免的损失，包括内部磨损和外部磨损两种形式。

2.1.1 外部磨损

在钢丝绳实际应用过程中，其外周需要接触卷筒、衬木、绞车道、钩头和天轮衬等物体表面。在摩擦力影响下，其外部会受到磨损，导致钢丝绳被磨平、绳径变细、截面积减少，造成其破断拉力总和相应降低。

钢丝绳无法避免出现磨损问题，但是通过有效维护，可以降低磨损速度，提高使用寿命。在使用中期可以采取掉头的使用方式，这样可以延长其使用寿命1/3；在绞车道道心处，每隔25 m设置一个托绳轮，这样能够有效降低钢丝绳面临的摩擦阻力，降低其摩擦损耗，使钢丝绳的磨损速度显著下降，提高其使用寿命。

2.1.2 内部磨损

在钢丝绳实际使用过程中，由于钢丝绳会出现弯曲，导致股与股之间接触应力增大，使其内部各根钢丝之间出现滑移。当反复循环弯曲拉伸时，在深凹处则产生应力集中而折断，导致其出现内部磨损。

在实际应用过程中，为保证钢丝绳使用的安全性，需要定期测量其直径，并且对断丝进行检查。特别要重点检查一个捻距内的断丝面积。当断丝面积和钢丝绳总断面积达到1∶9 时，需要更换钢丝绳。检查钢丝绳断丝时要特别注意，由于钢丝断头通常不会出现翘起现象，因此需要仔细检查来确保检查结果的准确性。对钢丝绳进行直径测量时，需要测量其皮损最严重的位置。相关生产实践发现，距离钩头100 m 的位置是最容易出现断丝、磨损的位置，因此需要特别检查。

2.2 疲劳

2.2.1 弯曲疲劳

在钢丝绳弯曲比较厉害的位置，其外侧出现疲劳断丝的可能性最高。钢丝绳在无数次重复绕过卷筒过程中，其韧性会逐步下降，出现疲劳，导致出现断丝问题。为此，要做好钢丝绳选择工作，确保其直径合理。如果绳槽过小，会导致钢丝绳受到过度挤压，从而容易出现断丝问题；如果绳槽过大，则会导致钢丝绳在绳槽中的支持面积减小，其接触应力就会增加，导致绳与绳槽之间出现较大摩擦，加速磨损。

2.2.2 扭曲、拉伸和振动引起的疲劳磨损

钢丝绳在起动和制动的始末，会承受荷载的拉伸应力，引起金属疲劳。此时钢丝绳经常受到振动和扭曲，导致钢丝绳出现疲劳。为了防止钢丝绳出现疲劳磨损，可以采取以下方法。

（1）使用时保持卷衬木圆顺，轴向平整，天轮衬整齐，绞车道托绳轮磨损不超限。这样在钢丝绳运转过程中振动会显著减少。

（2）要求司机采取平稳操作，避免钢丝绳出现剧烈抖动，使得钢丝绳保持平稳运转。

（3）天轮和滚筒之间的钢丝绳受动应力较大，会导致其容易出现疲劳集中断丝问题。因此在日常维护过程中，应重点检查绞车房和井口之间位置，若出现问题，要及时更换。

2.3 锈蚀

钢丝绳的使用环境比较恶劣，尤其是在绞车道的恶劣环境下使用。在日晒雨淋情况下，会受到严重腐蚀。在这样的恶劣条件下，钢丝绳受损之后，其表面会存在氧亲和性的差异，形成很多小电池，导致钢丝绳出现电化学腐蚀，出现逐步加深的深圆形腐蚀坑。这些腐蚀坑成为应力集中点，导致钢丝绳截面积逐渐减小，从而使其承受冲击和弹性的能力下降。为此，需要采取措施，防止钢丝绳出现锈蚀。

（1）在钢丝绳表面涂抹润滑性质的油脂，可以有效防止钢丝绳表面出现锈蚀。需要注意的是，选用的油脂需要和厂家制造时采用的油脂相适应。

（2）规范司机的操作，很多司机在使用过程中会采用纤维类的物品在钢丝绳上对提升位置进行标记。这样会加重钢丝绳在该位置的锈蚀，因此应规范司机操作，避免这种行为。

2.4 变形

2.4.1 外伤

在实际工作过程中，提升机司机如果违规操作，可能会导致钢丝绳在卷筒上跳出挡绳板，造成几十米甚至上百米的钢丝绳出现局部轧坏而报废的情况。为防止钢丝绳出现外伤，可以采取以下措施。

首先，可以设置过放保护装置。通过该装置，在钢丝绳圈松弛以后，提升机安全闸就会开始动作，则钢丝绳会停止运转。

其次，要提高司机专注度。出现钩头掉道情况后，要立刻停车，并注意钢丝绳的排列情况。

最后，更换新钢丝绳时，要严格按照相关安全规程，缠完新绳时，最外层绳低于滚筒边缘，高度为绳径的2.5 倍。

2.4.2 乱绳

在提升机运行过程中，钢丝绳在卷筒上卷乱之后，就会出现相互倾轧的问题，导致钢丝绳局部被压扁，并且出现断丝。为此，要经常检查天轮游动情况，并加强检查卷筒衬木绳槽的情况。

2.4.3 扭结

扭结是指钢丝绳出现局部扭曲后产生的永久性形变情况。普通钢丝绳具有自转性，尤其是新换的钢丝绳，在其受到拉伸荷载之后，就会出现沿松捻方向转动的问题，进而造成扭结。为防止出现扭结问题，可以采取4 个措施。

（1）司机要加强对绳的控制，不能够都放绳，尤其是刚换过钢丝绳以后，更需要控制好绳的长度。

（2）更换新绳子时，需要拔钩作业，破一破绳劲。

（3）在钢丝绳扭结的状态下，不能够拉车。若出现扭结情况，需要马上停止操作，释放还原。

（4）更换新钢丝绳时，如果从绳盘引绳需要改变引绳方向时，需要通过定滑轮进行，这样可以有效避免新钢丝绳出现扭结以及死弯等问题。更换新钢丝绳时，需要对钢丝进行检查，确保没有断丝问题。

2.5 咬绳

根据煤矿安全规程中的相关规定，多层缠绕提升机最多缠绕3 层钢丝绳。在实际应用过程中，过渡段容易出现比较严重的咬绳问题。因此应做好相关应对措施，例如，避免上下层钢丝绳总是在一个地方过渡，每季度要采取定期去头的方法，使钢丝绳错动约1/4 圈，确保其内偏角不大于1030′。

2.6 过载

在实际应用中，如果荷载较大，超过了钢丝绳的弹性极限，则可能导致钢丝绳出现断裂问题。由于过载而破断的钢丝绳，其端口会呈现出松散状，绳芯会出现外漏，这是过载导致钢丝绳断裂的显著特征。在实际运行过程中，若出现钢丝绳过载问题，即使钢丝绳没有断裂，也会极大影响钢丝绳质量，严重缩短其使用寿命。针对这一问题，可以采取两方面措施：①司机在起车和停车过程中，应注意这个问题，尽量减少动荷载；②监视主电机定子电流，确保其不超过额定值，避免出现过载问题。

人为因素也是导致钢丝绳出现损伤的重要原因。因此除了加强上述基本损伤的防范工作之外，还需要加强员工培训，提高其责任心和技术能力，确保其按照施工措施开展作业，防止人为因素导致钢丝绳的寿命受到影响。人为因素可能导致钢丝绳出现以下损伤情况：在桥头架的烧焊作业过程中电弧烧伤钢丝绳；钢丝绳与牵引网络回流线相搭接，产生电火花烧伤钢丝绳。

3 结语

钢丝绳运行过程中如果出现断丝情况，或者是伸长量突然加快的情况，司机短时间内会频繁调整标记位置。出现这种情况，司机应提高认识，对钢丝绳进行检查，必要时应联系维修人员对钢丝绳进行更换。在钢丝绳使用过程中，其全段的强度下降并不是均匀的。因此在检查断丝情况的同时，还需要使用游标卡尺测量并记录绳径，将其作为换绳依据。通过加强现场管理和日常的保养维护，才能够有效提升钢丝绳使用寿命，提高钢丝绳的安全性，保证生产安全。