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1、密封式钢丝绳在矿井提升中的应用■第21卷第1期1996年2月煤炭IOURNALOFCHINACOALSOCIETYVo1.2INoIFeb.1907一
2、
3、密封式钢丝绳在矿井提升中的应用1≥2c…一墙童对深井(^~>8o0m)提升,采用三角股钢丝绳存在终端荷重与钢丝绳自重之比值随井深而减小等缺点,而密封式钢丝绳具有金属断面系数大,外表光滑,不松散,延伸率小等优点,为此,提出了密封式钢丝绳是矿井提升尤其是深井提升的发展方向.关键词密封式钢丝绳一——-———●_——一矿井提升连接装置终端荷重一一)——,——/)目前,我国一些新设计的矿井,井型大,煤层赋存深,提
4、升机选用什么样结构形式的钢丝绳,是矿井提升设计中的一个额课题;为适应经济建设的发展,有些老矿区则在深部合理的集中生产,开采深度增大.千米深井国内有之,因而提升高度大,若依旧选用三角股钢丝绳提升,它将很难适应深井提升的要求.为此,提出密封式钢丝绳是深井提升的最佳选择.1密封式钢丝绳概况严格地讲,密封式钢丝绳分季重型和提升型两类.在我国矿井设计和实践中,柔性罐道已普遍采用密封式钢丝绳.它属承重型.提升型密封式钢丝绳在我国尚无使用先例;而在国外,用密封式钢丝绳提升已有近半个世纪的历史.资料表明,英国煤矿已有85的矿井提升采用密封式钢丝绳,其寿命比普通型钢丝绳提高3～5
5、倍.图1是提升型密封式钢丝绳的典型结构.从图中可直观地看出,其金属断面结构非常紧密,外表面光滑,特别耐磨损,抗腐蚀.这种钢丝绳延伸率小,弹性及永久变形皆小,且不旋转,比较容易平衡各绳之间的张力和减小罐笼承接装置的凋节高度,对于使用摇台,还可减短摇臂长度.密封式钢丝绳是一种圆型单股钢丝绳.它首先用圆形断面钢丝制成"瓦灵吞西鲁"式绳芯,这样可以减小内部钢丝层问的接触应力,提高密封式钢丝绳的疲劳强度.在绳芯的外面,编一层或数层型丝(或圆丝),相互呈面接触,最外层由z"型钢丝捻成.由于各层钢丝的捻向与绳芯的捻向相反,所以,返回力矩比任何结构的钢丝绳都小得多.图2为绳长3
6、m,绳径皿8mm的密封式钢丝绳与不旋转型多层股钢丝绳在相同载荷下张力与返旋角的关系.根据英国宜华钢丝绳有限公司提供的资料.密封式钢丝绳的返旋角与绳长不成正比,绳长1km大约返旋630.(1.7j圈).密封式钢丝绳有如下优点:图1密封式钢丝绳断面及外形Fig-1Cross-sectionandconfiguratJonoflockedcoilrope(1)具有较大的金属断面系数钢丝绳的金属断面系数即组成钢丝绳的钢丝断面积总和与钢丝绳外收稿日期:19q5?O6吨6④煤炭1996年第2l卷/:张力,kN曲2不同结构的钢丝绳张力与返旋角的关系Fig.2Tensionvs
7、reverserotationangleofropeofdifferentstructuresl——不旋转型多层股铜丝绳;2——密封式铜丝绳接圆面积之比(见表1)是评价钢丝绳品质的一项重要指标.直径相同的钢丝绳在抗拉条件相同的情况下,金属断面系数越大,其破断拉力也越大.对原有提升设备,选用金属断面系数大的钢丝绳可以提高钢丝绳的安全系数,延长使用寿命;对新设计的提升设备,选用金属断面系数大的钢丝绳,在相同的终端荷重下,可以减小钢丝绳的直径,这对整个提升系统的经济运行极为有利.(2)具有较大的接触面积密封式钢丝绳在主导轮及导向轮的绳槽内的接触面积(也称支撑面积)最大
8、(见表2).支撑面积的大小是由钢丝绳横断面的1/3圆周长与绳槽间的实际接触线长度之比来表示.支撑面积越大,作用于钢丝绳上的单位面积上的压应力越小,耐磨性能也就越好,与导轮衬垫的比压值也得到改善.裹l各种结构钢丝绳盒■断面系数TablelMetall
9、ccross—sectionalareacoeffi-cientofropeofdifferentstructures铜丝绳结构金属断面系数普通圆股点接触钢丝绳圆股线接触钢丝绳三角股钢丝绳面接触钢丝绳密封式钢丝绳O63左右090左右裹2各种结构钢丝绳与绳槽接触面积比Tahie2Contactarearatioofdi
10、fferentstrut?tureofwireropetotheropegrooves钢丝绳结构接触面积比,密封式铜墼绳三角股铜丝绳顺捻圆股钢丝绳交捻圆股铜丝绳88472924(3)具有较好的提升条件密封式钢丝绳是在单股绳基础上发展起来的.由于密封层的捻向与绳芯捻向相反,因而在载荷作用下,密封式钢丝绳基本上不旋转,不仅减小了罐耳对罐道的摩擦阻力,同时也大大地减小了容器在高速运行时给井筒装备所造成的水平振幅,改善了提升作业条件.国外研究表明,在超过1oo0～1200m的深井,对多绳提升而言,决定钢丝绳使用寿命的主要因素是钢丝绳返旋角的太小.当容器向下运行时,钢丝绳
11、即自行旋转,钢丝绳的全返
