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哪些因素会影响钢丝绳的使用寿命?

来源:www.ynsjgspf.com         发布时间:2019-08-21

钢丝绳的运用很多,尤其是在一些大型工程的牵引上,这就关乎很大的安全问题,所以钢丝绳的质量以及使用寿命都是至关重要的,今天,云南钢丝绳批发就来谈谈,影响钢丝绳使用寿命的因素有哪些。

云南钢丝绳批发

01

矿井提升高度

结合国内外大量摩擦式提升机的使用情况来看,深井提升钢丝绳的使用寿命普遍比浅井的寿命要短,究其原因有:①随着井深的增加,提升钢丝绳的扭转应力越大,扭转疲劳增加了钢丝绳的断丝概率;②随着井深的增加,提升钢丝绳终端负载变化率 (应力幅) 逐渐增大,促使钢丝绳的疲劳破坏加速。张小楼煤矿、冬瓜山铜矿主井的提升高度分别为1 039.6、1 094.0 m,应力幅分别达到了10.02%、11.08%,接近于极限值11.5%,是导致这两座矿山的主井提升钢丝绳使用寿命较短的原因之一,只有6 个月左右。

02

D/d

D/d比即摩擦轮与钢丝绳的直径比。《煤矿安全规程》第四百一十九条规定:落地式摩擦提升装置的摩擦轮及天轮,围抱角大于180°的摩擦式提升装置的摩擦轮,其最小直径与提升钢丝绳直径之比,井上安装时不小于90,井下安装时不小于80;摩擦式提升装置的导向轮的最小直径与钢丝绳直径之比,不小于80。《金属非金属矿山安全规程》6.3.5.1 条款也做了类似规定。同等情况下,D/d 比值越大,提升钢丝绳产生的弯曲应力越小,对提升钢丝绳越有利;但绳径比越大,提升机规格越大,设备造价越高,因此需要综合分析,合理确定。

03

摩擦轮和导向轮中心高

提升钢丝绳经过摩擦轮和导向轮(天轮) 时,要不断地承受正向和反向弯曲应力的作用。尤其是井塔上安装有导向轮的摩擦式提升机,如果摩擦轮与导向轮间的中心高相差较小而提升速度偏大时,提升钢丝绳的弯曲应力来不及释放,容易造成提升钢丝绳的疲劳断丝。冬瓜山铜矿摩擦轮和导向轮之间的中心高差为6 m,提升速度为12 m/s,提升钢丝绳使用寿命仅有6 个月左右。张小楼煤矿摩擦轮和导向轮之间的中心高差为5 m,当提升速度为10 m/s 时,提升钢丝绳的使用寿命为半年;当提升速度为12 m/s 时,钢丝绳寿命缩短为3 个月。唐口煤矿提升高度为1 050 m,提升速度为12.36 m/s,与张小楼煤矿和冬瓜山铜矿采用相同的三角股钢丝绳,但因其采用落地式摩擦提升机,摩擦轮和天轮之间距离较大,提升钢丝绳承受的正向和反向弯曲应力得到了较充分的释放,提升钢丝绳使用寿命接近2 年

04

提升钢丝绳选型

提升钢丝绳的选型是否合理,对其使用寿命有着直接的影响。提升钢丝绳的选型主要包括以下内容。

(1)钢丝绳表面状态 如是否涂增摩脂、镀锌等。

(2)钢丝绳结构形式 如股数、绳股中钢丝间接触形式、外层钢丝直径,是否为密封绳或压实股绳等。对于提升钢丝绳磨损比较严重的矿井,若选用提升钢丝绳绳股外层钢丝直径较细时,则容易因磨损引发断丝,使钢丝绳过早受损;当选用点接触钢丝绳时,会由于绳股中钢丝间、股间较大的接触应力引起钢丝绳断丝。

(3)钢丝绳捻向 深井提升时,若采用同向捻钢丝绳,会因钢丝绳在井筒中比较剧烈的旋转引起绳股中钢丝疲劳断丝。

(4)钢丝绳强度等级 钢丝绳抗拉强度等级越高,其钢丝韧性就越差,抗弯曲疲劳的能力相应有所降低,会直接影响提升钢丝绳的使用寿命。

05

运行时的冲击载荷及弹性振动

提升钢丝绳在运行过程中,要承受启动加速、制动减速、装卸载以及发生过卷、卡罐、托罐、操作失误等情况时产生的冲击载荷及弹性振动。提升机启动加速时,如果启动加速度从零突然上升到最大,启动冲击值(启动加速度变化率) 就会很大,在提升钢丝绳中造成很大的动张力。尤其是采用恒力矩制动的提升系统,在重载提升、空载运行、重载下放等不同的工况下,制动减速度的变化范围较大,提升系统相应会产生较大的冲击载荷,加剧提升钢丝绳的疲劳损伤。

06

钢丝绳的制造质量

钢丝绳制造使用的原材料的质量等级,拉丝、表面处理、捻股、合股等制造设备以及制造工艺均会影响提升钢丝绳的质量。若提升钢丝绳制造质量较差,就会过早地产生断丝损伤,直接影响其使用寿命。

07

安装及使用维护方面的影响

提升钢丝绳在安装或更换时,新绳与尖锐物体相碰或新旧钢丝绳打卡子固定过程中,会对新绳绳股外层钢丝产生一定程度的损伤,成为钢丝绳投入运行之后的薄弱环节。此外,摩擦轮上衬垫绳槽直径不同、各绳提升速度不同,或提升钢丝绳张力自动平衡悬挂装置失效等,都会造成某根提升钢丝绳受力偏大,可能会提前破坏。摩擦轮、导向轮绳槽的断面形状不合适或粘有附着物,也会使提升钢丝绳受到额外挤压,产生额外的接触应力,进而对提升钢丝绳造成损坏。

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