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矿用提升机垂悬钢丝绳回收装置设计研究
发布时间：2021-02-18 16:51 文章来源：未知 文章作者：admin 点击数：
引言 在煤矿深井运输中最常用的提升机类型为摩擦型提升机，并安装有多根钢丝绳进行拉伸运输。钢丝绳在长时间作业后容易出现磨损、锈蚀，甚至断裂的情况。根据《煤矿安全规程》
引言
在煤矿深井运输中最常用的提升机类型为摩擦型提升机，并安装有多根钢丝绳进行拉伸运输"。钢丝绳在长时间作业后容易出现磨损、锈蚀，甚至断裂的情况。根据《煤矿安全规程》的规定，应及时对钢丝绳进行更换。对于多绳摩擦型提升机的钢丝绳更换工艺也是对专业技术要求较高的工作过程，目前常采用的垂悬钢丝绳更换回收方法主要分为绞车法和旧绳带新绳法，两种方法都具有各自的工程特点，但也同时存在一定的技术缺陷，无法有效保证在钢丝绳回收过程中的安全性、可靠性2。在回收钢丝绳时，主要出现的问题为钢丝绳在扭矩作用力下会有离心力的产生，导致钢丝绳之间的缠绕；人工拉拽回收钢丝绳，必须对钢丝绳进行阻断切割，这样的方法安全性较低，对人力、物力的成本投入不具有经济性。因此，设计出一种能够对钢丝绳进行连续回收的装置，在回收过程中能够减小钢丝绳内部扭力，防止缠绕发生，降低工作成本，最终达到保护作业人员安全的目的。
1钢丝绳扭转作用机理
1.1钢丝绳结构特点
在设计钢丝绳回收装置之前，应对钢丝绳的内部结构进行了解掌握，才能设计出有针对性的回收装置。提升机所用的钢丝绳可以分为两大类，当钢丝和绳股捻制方向不一致的时候，该类型为交互捻钢丝绳；相反，当钢丝和绳股捻制方向一致的时候，该类型为同向捻钢丝绳。两类钢丝绳结构类型在技术特点上完全不同，交互捻制钢丝绳的外表比较僵硬，在表面的粗糙度较大，具有较强的弯曲应力，但是在受到力后的恢复力较好：同向捻钢丝绳的外表面比较光滑，弯曲应力较弱，因此该类型钢丝绳比较柔软，具有较长的使用寿命。同时，提升钢丝绳主要采用单层股的结构形式，结构示意图如图1所示。
1.2钢丝绳扭转原理
了解钢丝绳的扭转原理是设计钢丝绳回收装置的前提。在矿井垂直提升时，提升机在拉动钢丝绳时都要经过天轮，此时钢丝绳就会发生频繁的正反向弯曲。无论钢丝绳是提升或者是下降，都会使得钢丝绳在天轮处呈弯曲状态。钢丝绳在弯曲时截面所受到的载荷主要与截面的拉伸载荷、终端挂载的载荷、单位长度质量，截面下端距离等因素有关。在实际应用过程中，为了保证钢丝绳的弯曲应力平衡，都会在左右两个方向布置同等数目的钢丝绳，使得钢丝绳的自旋方向具有稳定性画，常用的钢丝绳布置图如下页图2所示。
2钢丝绳回收装置设计方案
2.1设计思路
回收装置要具有随动随停的功能，可以及时对速度进行控制：回收装置要设置灵活的支撑结构，能够随时更换绳盘并减轻绳盘的质量；最重要的设计需要减小钢丝绳的扭力，防止钢丝绳的缠绕，并有效地减小离心力：根据设计思路，对回收装置的参数进行设定。驱动电机功率为125kW、驱动电压为380V、回收速度为0~10m/min、回收长度最大值为800m。
在回收装置回卷钢丝绳时应保持与钢丝绳离开滚筒的速度相一致，虽然回收装置的速度可以进行调节，但一般采用的送绳速度为0~5m/min.
2.2整体方案
钢丝绳回收装置主要分为三大模块，分别为：驱动模块、夹紧模块、排绳与扭力释放模块。其中驱动模块主要是输出动力，实现回收装置能够将钢丝绳收回：夹紧模块是绳盘支撑功能模块，能够使绳盘方便安装和拆卸：排绳与扭力释放模块主要的功能是保障钢丝绳在回收过程中的安全性。基于整体方案的设计，将回收装置的整体结构设计如图3所示。
2.3回收装置功能结构设计
2.3.1驱动机构
驱动机构设计主要包括动力装置设计和链传动设计。其中动力装置采用以JD-2型绞车为驱动装置，绞车应属于防爆型绞车，额定转速为1550
r/min。通过链轮将动力输送至驱动轴，从而带动回收装置的旋转。动力输出能够使得工作载荷能够在最合适的位置输出功率。回收装置选取的小链轮型号为16A、齿数为32，大链轮型号为16A、齿数为45。
链传动的设计主要是保证回收装置在收回钢丝绳时的低速运动状态下，能够保证链条不被拉断。