摩擦衬垫在摩擦式提升机上的应用

摩擦衬垫在摩擦式提升机上的应用

王向华 

黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司峻德煤矿 黑龙江省 鹤岗市 154100  

摘  要   摩擦衬垫是提升机上的一个关键部件，它直接决定了提升机的提升能力和安全运行。峻德煤矿主井提升机在摩擦轮上使用的是K25型摩擦衬垫，本文对K25型摩擦衬垫在特点、使用及维护方面进行了详细的分析和论述。

关键词   摩擦衬垫  提升机  摩擦系数  滑动 

1、前言

峻德煤矿主井在2010年10月完成从-50水平到-250水平的延伸工程，完成绞车及电控安装，服务二水平，担负煤炭提降任务。

主井主提系统为JKM-3.25×4/Ⅲ（E）型多绳摩擦式提升机，卷筒直径3.25m，导向轮直径3m，提升绳直径32mm，提升速度9m/s，提升高度568m，井筒直径5.5m，传动为ZKTD250/50型1800kW高转矩直流电机直联滚筒拖动，采用双箕斗的等重尾绳的提升系统。主井提升机主导轮摩擦衬垫采用的是K25型摩擦衬垫，厂家为洛阳百克特摩擦材料有限公司。摩擦衬垫是摩擦式提升机用来驱动钢丝绳、提升载荷的一个非常重要的零件，其摩擦性能的好坏，将直接影响到提升机的工作能力、工作效率和安全性等。鉴于摩擦衬垫的重要作用，要求摩擦衬垫必须有足够的抗压强度，与钢丝绳之间必须有足够大的摩擦系数，以防止在提升过程中产生滑动。

2、问题的提出

提升机是煤矿生产的重要机电设备之一，提升机的正常运行不仅关系到煤炭的运输,而且承载着煤矿人员的升、入井和物料的运送任务。随着峻德煤矿生产能力的不断提高，提升机的运行次数显著增加。由于摩擦提升机依靠主提升钢丝绳与摩擦轮之间的摩擦力进行传动，因此时常存在着主提升钢丝绳与摩擦轮打滑的危险，当发生打滑时，往往造成高速过卷，导致主提升钢丝绳被拉断,提升容器坠入井底等重大恶性事件。摩擦式提升机依靠钢丝绳与衬垫之间的摩擦力来传递动力，因此提升机摩擦衬垫的质量及使用的好坏直接影响着提升机的整体性能和安全可靠程度。

3、K25型摩擦衬垫在摩擦式提升机上的应用

摩擦衬垫是提升机上的一个关键部件，它直接决定了提升机的提升能力和安全运行。K25型摩擦衬垫，适用于摩擦式提升机摩擦轮与钢丝绳之间的动力传输，也适用于其它类似场合的动力传输。按照衬垫摩擦系数的高低，摩擦衬垫分为普通摩擦衬垫和高性能摩擦衬垫。高性能摩擦衬垫是指在有油脂情况下摩擦系数≥0.25的摩擦衬垫。发达国家早在70年代就开始使用0.25摩擦系数的提升机，我国受摩擦衬垫的制约却只能生产0.20-0.23摩擦系数的提升机。为此国家将研制高性能摩擦衬垫列为国家科技攻关项目。K25型摩擦衬垫引进中国解决了长期制约我国提升机与国际接轨的瓶颈，使我国的摩擦式提升机设计、生产达到国际先进水平。

K25型摩擦衬垫摩擦系数高，弹性模量适中，能吸收钢丝绳振动能量，防止钢丝绳旋转，它具有结构密实，能抵抗油脂和腐蚀性液体的渗透，硬度适中，具有良好的绳槽可车削性，它性能稳定，不会发生热熔现象，耐磨性能好，使用寿命长的特点，基于上述特点，K25型摩擦衬垫被广泛应用于摩擦式提升机摩擦轮与钢丝绳之间的动力传输。

K25型摩擦衬垫属于热固性材料，不溶、不碎、不燃、在工作中与钢丝绳形成对偶摩擦副，不易产生静电聚集，安全可靠性高。在干燥钢丝绳上，K25摩擦衬垫最大摩擦系数≥0.6，在专用油脂状态下，允许使用最小摩擦系数≥0.25，允许表面压强＜5MPa，抗拉强度≥5.65MPa。

4、提升钢丝绳在摩擦衬垫表面产生滑动原因分析

《煤矿安全规程》第427条规定：“在各种载荷和提升状态下，制动装置发生作用时，钢丝绳都不出现滑动”。

提升钢丝绳在摩擦衬垫表面产生滑动的主要原因是摩擦力≤提升力。造成摩擦力≤提升力有三方面的情况：

（1）摩擦衬垫、钢丝绳、油脂方面：

①衬垫绳槽与钢丝绳直径不负荷规定；

②油脂选择不对，摩擦系数达不到要求；

③衬垫绳槽包裹钢丝绳的包裹角小于120°。

（2）在使用方面：

①过载、过速；

②钢丝绳长度不一致；

③绳槽磨损不均匀；

④张力平衡装置失去作用；

（3）系统方面：

系统出现问题，原因很多，分析和确定比较困难，必要时应使用仪器检测，因此，遇到具体问题必须仔细地分析。

提升钢丝绳在摩擦衬垫表面产生滑动，一旦发现，必须立刻查出问题原因，并设法解决，否则会出现过卷和蹲罐的严重事故。

5、提升钢丝绳在摩擦衬垫表面产生滑动的解决方法

由于摩擦衬垫最重要的技术参数是摩擦系数，摩擦系数的大小直接决定着提升机的提升能力和运行安全。而系统的摩擦系数是指对偶摩擦副衬垫、钢丝绳、钢丝绳油脂三者之间的摩擦系数，因此，摩擦衬垫、钢丝绳、钢丝绳油脂对其有着最直接的影响。

（1）按照提升机设计选择相应摩擦系数的衬垫。

（2）选择符合标准的提升钢丝绳专用油脂。油脂是影响系统摩擦系数的重要因素，钢丝绳在生产及后期防腐时所有的油脂一定要选用符合国家标准，即油脂的摩擦系数要大于0.25。

（3）钢丝绳可选用圆股或三角股钢丝绳。

（4）杜绝超速、超载。

（5）调节各提升钢丝绳的张力差。

衬垫材料本身在各种情况下的摩擦系数必须满足提升能力的要求。《煤矿安全规程》对摩擦轮式提升机提出了严格的防滑要求，对摩擦提升装置的绳槽衬垫及钢丝绳的使用也提出明确规定。但多绳摩擦式提升机在实际工作中出现钢丝绳滑动现象是经常发生的，从使用过程中分析产生滑动的主要原因是由提升钢丝绳张力差超限引起,钢丝绳张力差的产生主要取决于衬垫绳槽的直径,也与钢丝绳的直径和摩擦衬垫的弹性有关。在实际工作中钢丝绳的直径和摩擦衬垫的弹性是不能改变的,只能通过改变绳槽直径来补偿。《煤矿安全规程》第411条规定：“多绳提升的任意一根钢丝绳的张力与平均张力之差不得超过±10％”。要将张力差控制在±10%的范围内,在每次更换摩擦衬垫后必须进行张力差测定,在提升机使用过程中钢丝绳直径和衬垫弹性的变化也不可能是均衡的,同样会引起张力差的变化,要做到定期进行张力差测定工作,及时调节各绳的张力,使之达到平衡。使用钢丝绳张力自动平衡首绳悬挂装置来平衡钢丝绳张力时,一定要消除钢丝绳的偏窜现象，即消除在运行中出现一端悬挂油缸活塞杆伸出到极限,另一端油缸活塞杆缩回到极限的状态，绝对禁止将其中的任一悬挂油缸的油压独立于其他油缸。

（6）消除造成钢丝绳自转的外力和内力。

（7）切削绳槽，衬垫和钢丝绳的包裹角大于120°。

6、摩擦衬垫在使用中的维护保养

当钢丝绳油脂过多时，要及时除油，避免造成衬垫摩擦力下降，出现滑绳事故。钢丝绳出现锈蚀，钢丝绳粗糙的表面会对衬垫造成损害，极大程度影响衬垫及钢丝绳的使用寿命，应用专用油脂对钢丝绳进行防锈处理。当发现衬垫绳槽与钢丝绳直径不符时（尤其是更换新提升钢丝绳后），应及时车削绳槽，使二者直径相匹配。在日常使用中，要注意观察衬垫是否有掉块、剥落、摩擦不均匀及缝隙等异常现象，如发现，应及时处理或更换衬垫。

7、结束语

摩擦式提升机的工作特点使得摩擦衬垫起着很重要的作用。因此，摩擦衬垫性能的优劣，直接关系到提升机的工作能力、工作效率和安全可靠性。因此，摩擦衬垫对提升设备的安全可靠运行影响很大，是摩擦提升机的关键基础元件。为确保提升机的安全稳定运行，必须采用安全性能符合国家标准，并按照提升机设计要求，选用对应提升机使用的摩擦衬垫。

参考文献   

{1} JB/T10347-2002《摩擦式提升机摩擦衬垫》设计规范。  商务印书馆出版  2002