提升钢丝绳的合理选用与防护.pdf

收稿日期 2008206225 作者简介熊艳华19832 , 女,硕士研究生,主要研究方向为机械设计理论与方法。 第29卷 第5期太原科技大学学报Vol . 29 No. 5 2008年10月JOURNAL OF TA IYUAN UN I VERSITYOF SCIENCE AND TECHNOLOGYOct . 2008 文章编号 1673 - 2057 2008 05 - 0384 - 73 提升钢丝绳的合理选用与防护 熊艳华,晋民杰 太原科技大学机械电子工程学院,太原030024 摘 要详细介绍了缠绕式提升机提升钢丝绳的选择方法及失效形式,并针对锈蚀损坏、 磨损、 弯 曲打结、 冲击力过大等失效形式作了预防性对策,以达到正确选用钢丝绳,提高钢丝绳使用寿命,确保钢 丝绳安全运行的目的。 关键词钢丝绳;合理选择;防护 中图分类号 TD532 文献标识码A 在矿井提升运输机械中,提升钢丝绳是矿井升 降人员和物料用的关键部件,是提升机设计中的重 要组成部分。钢丝绳在运转中受到许多应力的作 用和各种因素的影响,磨损和腐蚀也将损害钢丝绳 的性能,从而影响提升设备安全可靠性和经济性。 本文就如何对提升钢丝绳正确合理的选用,对其防 护的具体要求进行研究。 1 由原始参数选取提升钢丝绳 111 初选钢丝绳 根据矿井环境,工作温度和外部条件等因素初 选钢丝绳,具体依据如下 a.在矿井淋水大、 水的酸碱度高且处于出风井的 提升钢丝绳,因腐蚀严重,选用镀锌钢丝绳较适宜; b.以磨损为主要损坏原因时,如斜井提升,采 区上下山运输等,选用外层钢丝绳较粗的钢丝绳; c.以弯曲疲劳为主要损坏原因时,优先选用线 接触或三角股钢丝绳; d.用于温度很高或有明火的千石山等处的提 升用绳,选用带金属绳芯的钢丝绳; e.我国单绳缠绕式提升机一般选用右捻绳。 112 根据经验选择钢丝绳 根据经验从规格表中选择钢丝绳型号,按钢丝绳 的最大静载荷并考虑一定的安全系数选择钢丝绳。 a.计算提升钢丝绳每米质量mp mp≥ m g mzg σb ma 1.110 6 - Hc 1 式中m 一次提升货载质量kg mZ 提升容器质量kg mP 提升钢丝绳每米质量kg/m σb 钢丝绳抗拉强度N /m2 ma 钢丝绳的安全系数 Hc 最大悬垂长度m H c Hj Hs Hz2 式中Hj 井架高度m ; H s 井深 m Hz 装载高度m 根据计算出的mp值在规格表中选择稍大于mp 的钢丝绳,查破断力之和Qq. b.根据公式计算最大静张力 Qmax m g mZg mpgHc3 式中Qmax 钢丝绳承受的最大静张力N c.根据安全系数验证 Qq Qmax ≥ma4 式中Qq 所选钢丝绳所有钢丝拉断力之和 若能满足上式,则选择钢丝绳合适,不能满足 则重选,但应首先考虑选取大一级的公称抗拉强度 值在允许范围内和改变钢丝绳结构类型,最后才 考虑选大一级的钢丝绳,重新验算,直到满足规定。 1. 3 实例介绍 对某一煤矿根据外部条件选用钢丝绳型号6 19,为右同向捻镀锌钢丝绳。 已知参数提升容器质量5 500 kg,实际装载量8 360 kg,井架高度35 m,装载高度20 m,井深380 m. a.据公式1、2计算钢丝绳每米质量取g 10 kg/m 2 Hc435 m, mp56.8 N /m 查表选择钢丝绳单位重力为57. 17 N /m,绳径 为40 mm,钢丝拉断力之和为Q 1 025 000 N. b.据公式3计算钢丝绳最大静张力 Qmax163 468.95 N c.据公式4验证安全系数 ma6.27 6. 5,合格。 2 提升钢丝绳的性能要求 提升钢丝绳种类繁多,结构不同性能也不同, 在选择过程中要具体条件具体分析,选择合适的钢 丝绳。 提升钢丝绳是提升设备的重要承载部件,除了 应具有足够的弯曲疲劳强度外,还应该有 a.优异的耐磨性,使用寿命长; b.阻燃,抗静电,使用过程中安全性高; c.材料要具有良好的抗挤压能力、 抗腐蚀能力 和抗损坏性能。 3 提升钢丝绳失效形式及防护措施 3. 1 锈蚀损坏 提升钢丝绳使用环境比较恶劣,时常受到含有 酸性、 碱性的淋水和气流,这样不仅会冲刷掉钢丝 绳表面和内部的油脂,而且还会使钢丝锈蚀,绳芯 腐烂,股与股及钢丝与钢丝间磨损挤压,钢丝强度 和韧性损失加剧。 1认真检查并分析钢丝绳的锈蚀程度。若锈蚀 严重,无论断丝数多少或绳径是否变化都必须更换。 2改善井巷环境,加强井筒维护。对竖井采 用防水堵漏和注浆堵水等方法使淋水沿井壁流下, 斜井则要对巷道顶部用水泥浆喷注,巷道两边挖水 沟,使巷道水沿水沟流下。 3加强钢丝绳的日常维护,定期涂防腐油。 4在条件允许的情况下,选用镀锌钢丝绳。 3. 2 磨损 钢丝绳在运行过程中,其外周与绳道、 底板、 档 绳器等物体表面接触引起磨损,造成钢丝绳截面减 小,外周表面钢丝磨平,破断载荷也随之降低。 1磨损严重的要停止使用,更换钢丝绳。 2定期涂润滑油,加强对太天轮,滑轮,转向 轮的润滑,降低摩擦系数。 3避免单周磨损,全长范围内尽量做到全周 磨损。 3. 3 弯曲、 打结 钢丝绳在使用过程中经常出现弯曲打结现象, 若不及时处理就会产生弯曲和扭转,严重则会引起 钢丝绳报废。所以在使用过程中要避免出现余绳 现象,定期做剁头试验。 3. 4 冲击力过大 1正确使用限速装置。 2防止钢丝绳在运行过程中卡罐,突然启动, 停车等猛烈拉力。 4 结束语 提升钢丝绳是矿井提升的重要组成部分,是确 保矿井安全提升的关键环节,直接关系到矿井正常 生产、 人员生命安全及经济运转,因此应给予特别 重视。钢丝绳的合理选用和正确维护是保证其正 常工作并延长使用寿命的重要保障。 583第29卷第5期 晋民杰,等提升钢丝绳的合理选用与防护 参考文献 [1] 汪应洛.系统工程理论、 方法与应用[M ].北京高等教育出版社, 2005. [2] 中国矿业学院.矿井提升设备[M ].北京煤矿工业出版社, 1980. [3] 洪晓华.矿井运输提升[M ].北京机械工业出版, 2000. [4] 饶绮麟. 21世纪矿山机械的研究与开发[M ].北京北京矿冶研究总院, 2003. [5] 朱建培.钢绳的断丝失效分析[J ].贵州工业大学学报, 2001, 30 5 23235. Resonable Selection and Protection of SteelW ire XIONG Yan2hua, JINM in2jie School ofMachinery and Electronics Engineering, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China AbstractThis paper gives a more detailed description on the steel wire of wrapped hoist, including the resonable selection and the s of failure. The preventive counter measurs for corrosion damage, attrition, bending knotting and so on are proposed. The aim is to select the steelwire correctly, to enhance service life of the steelwire and to guarantee the operation safe. Key words steelwire, resonable selection, protection 收稿日期 2008204220 基金项目山西省自然科学基金200611060 ;太原市专利推广项目200766 作者简介张芳萍1971 - ,女,硕士,讲师,主要研究方向为钢管张减过程的理论分析。 第29卷 第5期太原科技大学学报Vol . 29 No. 5 2008年10月JOURNAL OF TA IYUAN UN I VERSITYOF SCIENCE AND TECHNOLOGYOct . 2008 文章编号 1673 - 2057 2008 05 - 0386 - 04 用上限元法确定钢管张减过程的速度场 张芳萍,孙斌煜,赵春江 太原科技大学轧制工程中心,太原030024 摘 要根据钢管塑性变形原理及张减变形理论,运用上限元法来构造动可容速度场,把单元的塑 性变形功率、 速度间断功率及摩擦功率等表达成单元边界几何位置参数和法向速度参数的函 数,并进行速度场的优化,求出钢管张减变形区的速度场,从而为进一步分析钢管张减过程的力能参数 打下基础。 关键词钢管;上限元法;张力减径;变形区;速度场 中图分类号 TG335 文献标识码A 上限元法UBET的理论基础是上限原理。它是将坯料的塑性变形区虚拟地划分为若干基本单