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摩擦式提升機首繩張力檢查的多維度策略
發布時間：
2025-03-26
來源：
摩擦式提升機在礦山運輸中起著至關重要的作用，其首繩張力是否均衡直接影響到提升機的安全運行和使用壽命。準確檢查首繩張力并確保其處于合理范圍是礦井提升機維護工作的關鍵環節之一。本文將詳細闡述摩擦式提升機首繩張力的檢查方法經驗。
一、引言
摩擦式提升機在礦山運輸中起著至關重要的作用，其首繩張力是否均衡直接影響到提升機的安全運行和使用壽命。準確檢查首繩張力并確保其處于合理范圍是礦井提升機維護工作的關鍵環節之一。本文將詳細闡述摩擦式提升機首繩張力的檢查方法經驗。
二、摩擦式提升機首繩張力的重要性
1. 提升安全方面
不均衡的首繩張力會導致提升容器在運行過程中出現傾斜。在提升過程中，如果容器傾斜嚴重，可能會與井筒裝備（如罐道等）發生碰撞，這不僅會損壞井筒裝備和提升容器，還可能引發更為嚴重的安全事故。過大的張力差可能使部分鋼絲繩承受的拉力超過其極限強度，增加鋼絲繩斷裂的風險。一旦首繩斷裂，在高速運行的提升過程中，后果將不堪設想。
2. 設備使用壽命方面
不均衡的張力會使摩擦襯墊局部受力過大。摩擦襯墊是提升機產生摩擦力的關鍵部件，局部受力過大容易導致襯墊磨損加劇，縮短其使用壽命。而且襯墊磨損不均勻還會影響其與鋼絲繩之間的摩擦力分布，進一步影響提升機的正常運行。對于鋼絲繩本身，張力不均會造成不均勻的磨損。部分鋼絲繩可能因為過度受力而出現鋼絲的疲勞斷裂，提前報廢，增加了設備的維護成本。
三、檢查方法
（一）人工觀察法
1. 靜態觀察
容器水平檢查：在提升容器處于靜止狀態（如在井口或井底裝載位置）時，通過觀察提升容器的水平情況來初步判斷首繩張力是否均衡。可以在容器的邊緣或特定位置設置水平標記，用肉眼觀察容器是否傾斜。如果容器明顯傾斜，說明首繩張力存在較大差異。不過這種方法比較粗略，只能作為初步檢查手段。
繩間距觀察：在容器靜止且首繩松弛狀態下，觀察各首繩之間的間距。如果張力不均勻，鋼絲繩的松弛程度會不同，間距也會出現差異。例如，張力小的鋼絲繩會相對更松弛，其與相鄰鋼絲繩的間距可能會比其他位置大。
2. 動態觀察
運行過程中的容器擺動觀察：在提升機運行過程中，觀察提升容器的擺動情況。如果首繩張力不均衡，容器在井筒中運行時會出現不規則的擺動。現場工作人員可以站在井筒附近的觀察平臺上（在確保安全的情況下），觀察容器在通過該位置時的擺動幅度和頻率。一般來說，擺動幅度大且頻繁的一側，對應的首繩張力可能較小。
聽聲音判斷：當提升機運行時，不均衡的張力可能導致鋼絲繩與天輪或其他部件的摩擦聲音異常。有經驗的維護人員可以通過聽聲音來判斷。例如，張力過小的鋼絲繩在與天輪接觸時，可能會出現間歇性的輕微跳動，發出不同于正常運行的 “噠噠” 聲。
（二）液壓張力計測量法
1. 測量原理
液壓張力計是基于帕斯卡定律設計的。它通過將液壓油封閉在一個彈性元件（如活塞缸）中，當鋼絲繩的張力作用在張力計的受力部件上時，液壓油會產生相應的壓力變化。通過測量液壓油的壓力，再根據張力計的標定系數，就可以準確地計算出鋼絲繩的張力大小。
2. 測量步驟
安裝張力計：
首先，將提升容器停在合適的位置（如井口或井底），并且確保鋼絲繩處于松弛狀態。然后，將液壓張力計安裝在首繩上。安裝時要注意張力計與鋼絲繩的接觸良好，并且連接牢固，防止在測量過程中出現松動或位移。
測量記錄：
啟動提升機，使鋼絲繩逐漸拉緊，觀察液壓張力計的讀數。在鋼絲繩達到正常運行張力時，記錄下各個張力計的讀數。一般要進行多次測量，每次測量前要確保張力計歸零，并且在不同的運行工況（如空載、半載、滿載）下分別測量，以獲取全面的數據。
數據分析：
將測量得到的數據進行分析，計算各首繩之間的張力差。一般要求張力差在規定的范圍內，例如，對于多繩摩擦式提升機，張力差不應超過平均張力的 5% - 10%（具體數值根據提升機的型號和相關標準確定）。
（三）振弦式傳感器測量法
1. 測量原理
振弦式傳感器是利用振弦的頻率與其所受張力之間的關系來測量張力的。當鋼絲繩的張力作用在傳感器上時，傳感器內部的振弦會發生變形，其振動頻率也會隨之改變。通過測量振弦的頻率變化，再根據預先標定的頻率 - 張力曲線，就可以計算出鋼絲繩的張力。
2. 測量步驟
傳感器安裝：
和液壓張力計類似，先將提升容器停在合適位置，使鋼絲繩松弛，然后將振弦式傳感器安裝在首繩上。傳感器的安裝要按照廠家的說明書進行，確保安裝位置準確，信號傳輸線路連接良好。
數據采集與處理：
在提升機運行過程中，通過配套的數據采集系統采集振弦式傳感器的信號，獲取振弦的頻率數據。將這些數據傳輸到計算機軟件中，軟件根據預先存儲的標定曲線自動計算出各首繩的張力值。可以實時監測張力變化情況，并且能夠自動生成張力變化曲線，方便維護人員分析張力的動態變化規律。
（四） 電磁感應式張力檢測法
1. 測量原理：
電磁感應式張力檢測是基于電磁感應原理。當鋼絲繩中有電流通過時（可以通過外部激勵裝置施加微弱的交變電流），在鋼絲繩周圍會產生磁場。在鋼絲繩張力變化時，其磁導率等電磁特性也會發生改變。通過在鋼絲繩周圍設置的感應線圈來檢測磁場的變化，經過信號處理和換算，就可以得到鋼絲繩的張力信息。這種方法是非接觸式的，對鋼絲繩的物理狀態干擾較小。
2. 測量步驟：
首先需要安裝電磁感應檢測裝置，包括激勵線圈和感應線圈。激勵線圈要正確地纏繞在鋼絲繩上，以確保能夠有效地在鋼絲繩中產生電流。感應線圈要安裝在合適的位置，能夠準確地接收鋼絲繩周圍磁場變化產生的信號。開啟檢測系統后，對信號進行校準。由于不同的鋼絲繩材質、直徑等因素會影響電磁特性，所以需要根據具體的鋼絲繩參數進行校準。在提升機運行過程中，實時采集感應線圈的信號，通過專門的信號處理軟件進行分析，得到鋼絲繩的張力變化曲線。
3. 適用場景和優缺點：
這種方法適用于對鋼絲繩張力進行長期的動態監測。優點是它是非接觸式的，不會像液壓張力計或振弦式傳感器那樣需要安裝在鋼絲繩上，可能對鋼絲繩的正常運行產生一定的阻礙（盡管這種阻礙很小）。而且它可以在不停止提升機運行的情況下進行連續監測。但是，其設備成本相對較高，并且對電磁環境有一定的要求，在有較強電磁干擾的礦井環境中，可能會影響檢測精度。
四、實踐經驗
（一）定期檢查與動態監測相結合
1. 定期檢查計劃制定
根據礦井提升機的使用頻率、負荷情況等因素，制定合理的首繩張力定期檢查計劃。一般來說，對于主提升機，至少每月進行一次人工觀察檢查，每季度進行一次液壓張力計或振弦式傳感器的精確測量。對于副提升機，檢查周期可以適當延長，但也不應低于每兩個月進行一次人工觀察檢查，每半年進行一次精確測量。
2. 動態監測系統設置
安裝在線監測系統，利用振弦式傳感器或其他先進的監測技術，實時監測首繩張力。這樣可以及時發現張力的異常變化，例如在提升過程中由于礦石裝載不均勻等突發情況導致的張力變化。一旦發現異常，系統能夠立即發出警報，提醒操作人員和維護人員采取措施。
（二）考慮環境因素對檢查結果的影響
1. 溫度因素
溫度對鋼絲繩的張力有一定的影響。在溫度較低的情況下，鋼絲繩會收縮，張力可能會增大；而在溫度較高時，鋼絲繩會伸長，張力可能會減小。在進行張力檢查時，要記錄當時的環境溫度，并且在分析數據時考慮溫度因素。例如，如果在冬季測量的張力比夏季大，在合理范圍內可以認為是溫度變化導致的正常現象。
2. 井筒淋水因素
井筒淋水可能會使鋼絲繩表面生銹或者潤滑脂被沖刷掉，增加鋼絲繩與襯墊或其他部件之間的摩擦力。這會影響張力的分布，并且可能導致測量結果不準確。在有井筒淋水的情況下，要加強對鋼絲繩的清潔和潤滑工作，并且在檢查張力時，要對淋水部位的鋼絲繩進行特殊關注，必要時進行多次測量以獲取準確的數據。
（三）根據檢查結果及時調整張力
1. 張力調整方法
如果通過檢查發現首繩張力不均衡，可以采用多種方法進行調整。一種常見的方法是通過在張力較小的鋼絲繩的懸掛裝置上增加配重塊來增大其張力。在增加配重塊時，要逐步進行，并且每次增加后要重新測量張力，防止調整過度。另一種方法是通過調整鋼絲繩的懸掛長度來平衡張力，這需要專業的工具和技術人員操作。
2. 調整后的驗證
在調整完首繩張力后，要對調整效果進行驗證。可以采用之前的檢查方法，如液壓張力計測量或振弦式傳感器測量，重新檢查各首繩的張力是否在規定范圍內，并且觀察提升容器的運行情況，確保容器運行平穩，沒有傾斜或異常擺動等現象。
（四）加強對鋼絲繩和相關部件的檢查
1. 鋼絲繩檢查
在檢查首繩張力的同時，要對鋼絲繩的表面狀況進行檢查。觀察鋼絲繩是否有斷絲、磨損、銹蝕等情況。因為這些問題可能會影響鋼絲繩的強度和彈性模量，進而影響其張力。例如，斷絲較多的鋼絲繩，其承載能力下降，在運行過程中可能會導致張力分布的變化。定期對鋼絲繩進行無損檢測，如磁粉探傷、超聲波探傷等，及時發現鋼絲繩內部的缺陷，確保鋼絲繩的質量符合要求。
2. 摩擦襯墊和天輪檢查
檢查摩擦襯墊的磨損情況。如果襯墊磨損不均勻，會影響摩擦力的分布，從而對首繩張力產生間接影響。對于磨損嚴重的襯墊，要及時更換。檢查天輪的輪槽磨損情況。磨損的輪槽會改變鋼絲繩的纏繞狀態，導致張力變化。要定期對天輪進行維護和修復，確保其正常運行。
五、結論
摩擦式提升機首繩張力的檢查是一項復雜而又關鍵的工作。通過多種檢查方法的綜合運用，以及結合豐富的實踐經驗，可以準確地判斷首繩張力是否均衡，并且及時發現和解決問題。在日常使用和維護中，要高度重視首繩張力的檢查和調整，確保提升機的安全、穩定和高效運行，為礦井的生產提供可靠的運輸保障。同時，隨著技術的不斷發展，新的檢查技術和設備也在不斷涌現，礦井提升機維護人員要不斷學習和更新知識，更好地適應工作的需要。
文章來源：礦井提升機安全與管理
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