摩擦衬垫厂家揭秘：影响提升钢丝绳使用寿命的因素

1.1 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%，接近于文献[1]中提出的极限值 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。

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1.2 D/d比
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。

1.3 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。

1.4 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。

1.5 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。

1.6 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。

1.7 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。