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摩擦式提升机首绳张力检查的多维度策略
发布时间：
2025-03-26
来源：
摩擦式提升机在矿山运输中起着至关重要的作用，其首绳张力是否均衡直接影响到提升机的安全运行和使用寿命。准确检查首绳张力并确保其处于合理范围是矿井提升机维护工作的关键环节之一。本文将详细阐述摩擦式提升机首绳张力的检查方法经验。
一、引言
摩擦式提升机在矿山运输中起着至关重要的作用，其首绳张力是否均衡直接影响到提升机的安全运行和使用寿命。准确检查首绳张力并确保其处于合理范围是矿井提升机维护工作的关键环节之一。本文将详细阐述摩擦式提升机首绳张力的检查方法经验。
二、摩擦式提升机首绳张力的重要性
1. 提升安全方面
不均衡的首绳张力会导致提升容器在运行过程中出现倾斜。在提升过程中，如果容器倾斜严重，可能会与井筒装备（如罐道等）发生碰撞，这不仅会损坏井筒装备和提升容器，还可能引发更为严重的安全事故。过大的张力差可能使部分钢丝绳承受的拉力超过其极限强度，增加钢丝绳断裂的风险。一旦首绳断裂，在高速运行的提升过程中，后果将不堪设想。
2. 设备使用寿命方面
不均衡的张力会使摩擦衬垫局部受力过大。摩擦衬垫是提升机产生摩擦力的关键部件，局部受力过大容易导致衬垫磨损加剧，缩短其使用寿命。而且衬垫磨损不均匀还会影响其与钢丝绳之间的摩擦力分布，进一步影响提升机的正常运行。对于钢丝绳本身，张力不均会造成不均匀的磨损。部分钢丝绳可能因为过度受力而出现钢丝的疲劳断裂，提前报废，增加了设备的维护成本。
三、检查方法
（一）人工观察法
1. 静态观察
容器水平检查：在提升容器处于静止状态（如在井口或井底装载位置）时，通过观察提升容器的水平情况来初步判断首绳张力是否均衡。可以在容器的边缘或特定位置设置水平标记，用肉眼观察容器是否倾斜。如果容器明显倾斜，说明首绳张力存在较大差异。不过这种方法比较粗略，只能作为初步检查手段。
绳间距观察：在容器静止且首绳松弛状态下，观察各首绳之间的间距。如果张力不均匀，钢丝绳的松弛程度会不同，间距也会出现差异。例如，张力小的钢丝绳会相对更松弛，其与相邻钢丝绳的间距可能会比其他位置大。
2. 动态观察
运行过程中的容器摆动观察：在提升机运行过程中，观察提升容器的摆动情况。如果首绳张力不均衡，容器在井筒中运行时会出现不规则的摆动。现场工作人员可以站在井筒附近的观察平台上（在确保安全的情况下），观察容器在通过该位置时的摆动幅度和频率。一般来说，摆动幅度大且频繁的一侧，对应的首绳张力可能较小。
听声音判断：当提升机运行时，不均衡的张力可能导致钢丝绳与天轮或其他部件的摩擦声音异常。有经验的维护人员可以通过听声音来判断。例如，张力过小的钢丝绳在与天轮接触时，可能会出现间歇性的轻微跳动，发出不同于正常运行的 “哒哒” 声。
（二）液压张力计测量法
1. 测量原理
液压张力计是基于帕斯卡定律设计的。它通过将液压油封闭在一个弹性元件（如活塞缸）中，当钢丝绳的张力作用在张力计的受力部件上时，液压油会产生相应的压力变化。通过测量液压油的压力，再根据张力计的标定系数，就可以准确地计算出钢丝绳的张力大小。
2. 测量步骤
安装张力计：
首先，将提升容器停在合适的位置（如井口或井底），并且确保钢丝绳处于松弛状态。然后，将液压张力计安装在首绳上。安装时要注意张力计与钢丝绳的接触良好，并且连接牢固，防止在测量过程中出现松动或位移。
测量记录：
启动提升机，使钢丝绳逐渐拉紧，观察液压张力计的读数。在钢丝绳达到正常运行张力时，记录下各个张力计的读数。一般要进行多次测量，每次测量前要确保张力计归零，并且在不同的运行工况（如空载、半载、满载）下分别测量，以获取全面的数据。
数据分析：
将测量得到的数据进行分析，计算各首绳之间的张力差。一般要求张力差在规定的范围内，例如，对于多绳摩擦式提升机，张力差不应超过平均张力的 5% - 10%（具体数值根据提升机的型号和相关标准确定）。
（三）振弦式传感器测量法
1. 测量原理
振弦式传感器是利用振弦的频率与其所受张力之间的关系来测量张力的。当钢丝绳的张力作用在传感器上时，传感器内部的振弦会发生变形，其振动频率也会随之改变。通过测量振弦的频率变化，再根据预先标定的频率 - 张力曲线，就可以计算出钢丝绳的张力。
2. 测量步骤
传感器安装：
和液压张力计类似，先将提升容器停在合适位置，使钢丝绳松弛，然后将振弦式传感器安装在首绳上。传感器的安装要按照厂家的说明书进行，确保安装位置准确，信号传输线路连接良好。
数据采集与处理：
在提升机运行过程中，通过配套的数据采集系统采集振弦式传感器的信号，获取振弦的频率数据。将这些数据传输到计算机软件中，软件根据预先存储的标定曲线自动计算出各首绳的张力值。可以实时监测张力变化情况，并且能够自动生成张力变化曲线，方便维护人员分析张力的动态变化规律。
（四） 电磁感应式张力检测法
1. 测量原理：
电磁感应式张力检测是基于电磁感应原理。当钢丝绳中有电流通过时（可以通过外部激励装置施加微弱的交变电流），在钢丝绳周围会产生磁场。在钢丝绳张力变化时，其磁导率等电磁特性也会发生改变。通过在钢丝绳周围设置的感应线圈来检测磁场的变化，经过信号处理和换算，就可以得到钢丝绳的张力信息。这种方法是非接触式的，对钢丝绳的物理状态干扰较小。
2. 测量步骤：
首先需要安装电磁感应检测装置，包括激励线圈和感应线圈。激励线圈要正确地缠绕在钢丝绳上，以确保能够有效地在钢丝绳中产生电流。感应线圈要安装在合适的位置，能够准确地接收钢丝绳周围磁场变化产生的信号。开启检测系统后，对信号进行校准。由于不同的钢丝绳材质、直径等因素会影响电磁特性，所以需要根据具体的钢丝绳参数进行校准。在提升机运行过程中，实时采集感应线圈的信号，通过专门的信号处理软件进行分析，得到钢丝绳的张力变化曲线。
3. 适用场景和优缺点：
这种方法适用于对钢丝绳张力进行长期的动态监测。优点是它是非接触式的，不会像液压张力计或振弦式传感器那样需要安装在钢丝绳上，可能对钢丝绳的正常运行产生一定的阻碍（尽管这种阻碍很小）。而且它可以在不停止提升机运行的情况下进行连续监测。但是，其设备成本相对较高，并且对电磁环境有一定的要求，在有较强电磁干扰的矿井环境中，可能会影响检测精度。
四、实践经验
（一）定期检查与动态监测相结合
1. 定期检查计划制定
根据矿井提升机的使用频率、负荷情况等因素，制定合理的首绳张力定期检查计划。一般来说，对于主提升机，至少每月进行一次人工观察检查，每季度进行一次液压张力计或振弦式传感器的精确测量。对于副提升机，检查周期可以适当延长，但也不应低于每两个月进行一次人工观察检查，每半年进行一次精确测量。
2. 动态监测系统设置
安装在线监测系统，利用振弦式传感器或其他先进的监测技术，实时监测首绳张力。这样可以及时发现张力的异常变化，例如在提升过程中由于矿石装载不均匀等突发情况导致的张力变化。一旦发现异常，系统能够立即发出警报，提醒操作人员和维护人员采取措施。
（二）考虑环境因素对检查结果的影响
1. 温度因素
温度对钢丝绳的张力有一定的影响。在温度较低的情况下，钢丝绳会收缩，张力可能会增大；而在温度较高时，钢丝绳会伸长，张力可能会减小。在进行张力检查时，要记录当时的环境温度，并且在分析数据时考虑温度因素。例如，如果在冬季测量的张力比夏季大，在合理范围内可以认为是温度变化导致的正常现象。
2. 井筒淋水因素
井筒淋水可能会使钢丝绳表面生锈或者润滑脂被冲刷掉，增加钢丝绳与衬垫或其他部件之间的摩擦力。这会影响张力的分布，并且可能导致测量结果不准确。在有井筒淋水的情况下，要加强对钢丝绳的清洁和润滑工作，并且在检查张力时，要对淋水部位的钢丝绳进行特殊关注，必要时进行多次测量以获取准确的数据。
（三）根据检查结果及时调整张力
1. 张力调整方法
如果通过检查发现首绳张力不均衡，可以采用多种方法进行调整。一种常见的方法是通过在张力较小的钢丝绳的悬挂装置上增加配重块来增大其张力。在增加配重块时，要逐步进行，并且每次增加后要重新测量张力，防止调整过度。另一种方法是通过调整钢丝绳的悬挂长度来平衡张力，这需要专业的工具和技术人员操作。
2. 调整后的验证
在调整完首绳张力后，要对调整效果进行验证。可以采用之前的检查方法，如液压张力计测量或振弦式传感器测量，重新检查各首绳的张力是否在规定范围内，并且观察提升容器的运行情况，确保容器运行平稳，没有倾斜或异常摆动等现象。
（四）加强对钢丝绳和相关部件的检查
1. 钢丝绳检查
在检查首绳张力的同时，要对钢丝绳的表面状况进行检查。观察钢丝绳是否有断丝、磨损、锈蚀等情况。因为这些问题可能会影响钢丝绳的强度和弹性模量，进而影响其张力。例如，断丝较多的钢丝绳，其承载能力下降，在运行过程中可能会导致张力分布的变化。定期对钢丝绳进行无损检测，如磁粉探伤、超声波探伤等，及时发现钢丝绳内部的缺陷，确保钢丝绳的质量符合要求。
2. 摩擦衬垫和天轮检查
检查摩擦衬垫的磨损情况。如果衬垫磨损不均匀，会影响摩擦力的分布，从而对首绳张力产生间接影响。对于磨损严重的衬垫，要及时更换。检查天轮的轮槽磨损情况。磨损的轮槽会改变钢丝绳的缠绕状态，导致张力变化。要定期对天轮进行维护和修复，确保其正常运行。
五、结论
摩擦式提升机首绳张力的检查是一项复杂而又关键的工作。通过多种检查方法的综合运用，以及结合丰富的实践经验，可以准确地判断首绳张力是否均衡，并且及时发现和解决问题。在日常使用和维护中，要高度重视首绳张力的检查和调整，确保提升机的安全、稳定和高效运行，为矿井的生产提供可靠的运输保障。同时，随着技术的不断发展，新的检查技术和设备也在不断涌现，矿井提升机维护人员要不断学习和更新知识，更好地适应工作的需要。
文章来源：矿井提升机安全与管理
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