矿井提升机滑轮垫片的分析与应用

天车是单绳缠绕矿井提升机的重要组成部分。天车滑轮的使用寿命很大程度上取决于法兰的使用寿命，因此可以通过延长法兰的使用寿命来延长天车滑轮的使用寿命。在早期的盆形齿轮设计中，除铸铁轮圈外，铸钢和焊接轮圈很少使用垫片。为了延长天车滑轮和钢丝绳的使用寿命，承德同兴矿业有限公司(以下简称“同兴公司”)于2003年5月开始在提升机和绞车天车滑轮铸钢轮辋上采用垫片，并对铸铁轮辋的原有垫片进行了改造。当衬绳槽磨损影响正常使用时，只需更换衬绳即可，避免了轮缘过度磨损造成天车滑轮报废，延长了天车滑轮的使用寿命；同时，衬垫使钢丝绳处于无磨损、无摩擦的状态，从而延长了钢丝绳的使用寿命。同兴公司和其他矿山几十年来采用天轮衬板的实践表明& # 34；该垫片不仅延长了天车和钢丝绳的使用寿命，减少了提升中心的变化，而且提高了提升系统的可靠性。

1天滑轮垫的应用及效果

同兴公司采用的滑轮垫主要有以下几种，并简述其使用效果-

1.1整体方形块

整体方形垫片如图一所示..它的原始材料是尼龙6。1983年5月改为耐油橡胶14。在同兴公司副井2JK-3*1.5D-20提升机中使用(主轴装置和制动系统已更新为结构相同的2JK-3/20A提升机)。3.()m铸铁轮圈滑轮，平均使用寿命约L17 a，2003年9月，同兴公司将垫片材质改为聚氨酯，平均使用寿命约6.83a..由于垫片的保护作用，现有的重锤和罐笼滑轮至今已分别使用了近35 a和39 a。

1.2分离楔块和整体矩形块

分裂楔形垫如图2所示。它由榆木制成，用于同兴公司副井2BMx 2.5-20提升机(整机已升级为2JK-2.5/20A提升机)。2.5 m铸铁滑轮木垫片的缺点是使用寿命短，平均使用寿命约为0.83a..2003年1月，同兴公司将垫改为聚氨酯整体矩形块，如图3所示。其平均使用寿命约为6.5 a，使用寿命约为木垫的7.8倍。目前两座天车于1975年5月安装，至今已使用近45年。

1.3扇形整体块I和劈楔块I

扇形整体块[垫片如图4 ■由同兴公司设计，聚氨酯材质，用于同兴公司主井KJ2x4xl.8D -11.5型提升机(主轴装置和制动系统已更新为2JK- 4/11.5A型提升机结构山)。()M铸钢法兰滑轮焊接有轭架。因轮缘和钢丝绳磨损严重而提前报废的1号和2号天轮，轮缘绳槽底部磨损超过22 mm:轮缘绳槽磨损较深后，槽底半径变小，导致钢丝绳受到过度挤压，导致两个新天轮因过度磨损断丝而提前报废。分别只用了9年和5.67年的时候，为了提高天车和钢丝绳的使用寿命，2003年5月，同兴公司在两个天车上都安装了聚氨酯垫片，平均使用寿命约为9.5年，也延长了钢丝绳的使用寿命，提高了设备的运行效率。

2015年7月，1号滑轮因轴瓦等原因更新时(已使用近22年)，采用如图5所示的劈楔I系列产品作为轮辋垫片——采用超高分子聚乙烯材质，使用4年以上更好。

2019年9月，2号天车因轮毂轴连接故障(已使用22.58 a)换新时，仍然使用剖分式楔块I作为轮辋垫片，使用聚氨酯作为材料，提高其使用寿命。

1.4扇形整体块II和劈楔块II

扇形整体N型垫片如图6所示。它由同兴公司设计，由聚氨酯制成。如图6(a)所示，该衬板用于同兴公司盲主井2JK-2.5/20提升机的2.5 m铸钢天轮，其平均使用寿命约为7.5a:图6(b)该衬板用于03。同兴公司盲副井2JK-3/11.5提升机()m铸钢天轮，原天轮无衬板，平均使用寿命超过1()a，造成轮缘和钢丝绳磨损严重。2()2003年7月，同兴公司在所有四个滑轮组上都安装了垫片，至今仍有三个滑轮组在正常使用，其中两个辅助滑轮组使用了35 a以上，主滑轮组1使用了30 a以上..

2018年5月，主井2号滑轮因轮毂轴连接故障更新时(使用28.5 a)，采用如图7所示的劈楔块N作为轮辋垫片，采用4个滑轮垫后延长了钢丝绳的使用寿命。2.2.1示例1:垫片将变薄。

图1中括号内的 40.5是焊盘减薄后的数值。原来e = H- d= 86.5-37 = 49.5。太厚；因此，E = R-d=40.5-37 =3.5是合适的；Bei f = e-e & # 39；= H-H & # 39；

1.5拼合楔块系列

【/h/】2017年9月，同兴公司斜井JTP-1.6 x 1.2/20提升机天轮采用劈楔块系列产品，材质仍为超高分子聚乙烯。

综上所述，天车是否采用垫块以及材料的不同对天车、钢丝绳、垫块的使用寿命影响很大。使用垫片可以延长天车和钢丝绳的使用寿命；合理选择垫片材料是延长其使用寿命、减少更换频率、提高设备效率的关键。安装后作为固定垫，既能保持钢丝绳的提升中心不变，又能减少新垫片的厚度，减少聚氨酯材料，降低采购成本。对于由廉价材料制成的垫子，没有必要考虑安装固定的垫子层。

2.2.2垫片减薄建议示例2

如图2所示，tan 30 = x/13 . x = 7.5 . h = 40-7.5 = 32.5 . j = 28 . e = h-d = 4.5；那么图3中括号内的32是垫变薄后的值。原来e = H-d=50-28 = 22。较厚；因此，e = d=32-28 = 4。是合适的；Belj/= e-

e & # 39；= H-H & # 39；= 18.

需要指出的是，图1中衬垫将绳槽深度和绳槽半径设置为50% d= 18.5是不合理的。根据相关文献和同兴公司近30年的实践经验，我们可以知道:

(1)绳槽深度取25% d =9.25或30% 171 =11.1比较合理。18.5的原设计分别比9.25或11.1深9.25或7.40。是不合理的。衬垫的高度可以降低到95.75或93.9。h和都不会改变；

(2)合理取绳槽半径55%/8| = 20.35，原设计18.5比20.35小1.85。钢丝会受到一定程度的挤压；

(3)天车内衬和滚筒内衬(塑料内衬)的槽深和槽半径技术要求相同。

应用2天滑轮垫的标准和要求

金属与非金属矿山安全规程(以下简称规程)的插销规定:“6.3.5.7天轮的轮缘应高于绳槽内的钢丝绳，高出部分应大于钢丝绳直径的1.5倍。对于带垫块的滑轮，垫块应固定牢固。垫片磨损深度相当于钢丝绳直径，或沿侧面磨损达到钢丝绳直径的一半时，应立即更换。”同兴公司和其他矿山几十年的实践表明，天轮衬垫的使用必须严格执行规程的规定，并符合下列标准和要求。

2.1垫片的安装和更换标准

根据规定，垫片的轴向和径向尺寸应大于其安装槽的尺寸，以便装配后能以一定的过盈量紧固，其公差g的值应取决于垫片材料:热塑性聚氯乙烯(PVC)、新PVC、尼龙6、超高分子量聚乙烯应较小。l8mm的值是合适的。此外，对于紧密排列，应根据垫片安装的* * *周向间隙值制作合适的“间隙垫片”，并用手锤敲击，确保垫片在周向上固定牢固。

垫片的更换应严格按照规定进行，尽量减少吊装中心的变化，减少导向槽(装置)的磨损，延长天车的使用寿命，保护钢丝绳等。；

2.2垫圈的径向厚度

无衬砌天车由矿上自行安装后，钢丝绳提升中心的变化一般为28 ~ 4 () mm .这是因为天车直径为2.5 ~ 4。()m，其钢丝绳直径D为28 ~ 4 () mm

第6.33.8条规定了提升容器的导向槽(装置)与导向槽之间的间隙，第6.33.9条规定了导向槽(装置)与导向槽之间的磨损置换度，是这些间隙和磨损的累积和。如木质导轨的* * *值为1() 15 = 25 mm，提升中心的变化也是钢丝绳导轨单绳多级提升“卡罐”的原因之一& # 34；七

减少导向装置和导向道磨损的有效方法是选择合理的衬板径向厚度H，使钢丝绳提升中心的变化值最小:H的值应为d与更换衬板前* * *小厚度e之和，6|1 H = d eo。根据作者的经验，如果天车没有衬板，e应该是()~ 1()；如果天车的原垫片，考虑到新垫片的性能普遍优于原垫片，则采用更换新垫片前的* * *小厚度e & # 39

2.3绳槽尺寸

2.3.1绳槽深度

根据参考文献[7]的要求，“卷筒衬绳槽深度应为钢丝绳直径的30%”c根据同兴公司的经验，当绳槽深度约为25%d时，即可满足使用要求。洛阳矿山机械厂设计的绳槽深度只有18%..绳槽会随着使用逐渐加深，不会出现钢丝绳“跳槽”现象。同兴公司的5台提升机都是按(20% ~ 25%) d切割的卷筒木衬或定制塑料衬使用了30多年，所以取(20% ~ 25%) d作为绳槽深度是合理的:2.3.2绳槽半径。

绳槽半径过小，钢丝绳会被过度挤压，提前断绳；过大会减少钢丝绳的支撑面积，增加其接触应力，导致绳和绳槽磨损加速。合理的绳槽半径应使钢丝绳紧密贴在槽底，并保持必要的间隙，这是考虑到工作时钢丝绳有向两侧分离的趋势。根据文献[8]，取55% d作为绳槽半径是合理的:

2.4垫片材料的选择

天车垫片的主要作用是避免天车与钢丝绳直接接触造成的相互磨损，所以性能指标要求低且低。在中国，热塑性聚氯乙烯(PVC)垫片自20世纪80年代初开始使用。因为价格低，用了近3年。由于PVC垫片是硬的无弹性塑料制品，使用过程中垫片之间有较大的空隙，安全性能受到影响。然后在原有生产工艺和配方的基础上，开发了一种新型PVC垫，比原来的PVC垫性能提高了20%。同时推出了聚氨酯和超高分子量聚乙烯垫，解决了PVC材料的不足，成为滑轮垫的* * *材料。根据同兴公司几十年来使用垫片的经验，以及相关文件和厂家的介绍，作者认为聚氨酯垫片虽然价格较高，但使用寿命长。超高分子聚乙烯垫片虽然价格低，但使用寿命不如前者。根据使用环境和工作条件，各矿可将其作为皮带轮垫片的首选材料C。

3结论

为了延长轮缘和钢丝绳的使用寿命，同兴公司在提升机和绞车滑轮铸钢轮缘上采用了垫片，并对早期铸铁轮缘上的垫片进行了改造，均取得了良好的应用效果，可供同行参考。

(1)严格按照规定执行垫片的安装和更换标准，以保证在减少提升中心变化、减少导向槽导向槽(装置)磨损、延长天车使用寿命、保护钢丝绳等方面有良好的应用效果。

(2)垫片材料应根据使用环境和工作条件选择，目的是延长其使用寿命周期，减少更换频率，提高设备运行效率。

(3)合理的衬垫径向厚度、绳槽深度和绳槽半径是衬垫优化的关键。

引用

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[5] ***生产监督管理总局。GB 16423-2 (x) 6金属和非金属矿山安全规程[S] .2 (x) 6: 42.91-103。

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[9]《矿井提升机故障处理与技术改造》编辑委员会。矿井提升机的故障处理与技术改造[M].北京:机械:Dlk出版社，2005: 352。

(接收日期:2019年10月14日)(修订日期:2020年1月20日)

文章内容摘自:http://www.zsgcsl.com/.

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