立井和傾斜井巷中使用的提升絞車的保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí),全部機(jī)械的減速度必須符合表9的要求。
立井和傾斜井巷中使用的提升絞車的保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí),全部機(jī)械的減速度必須符合表9的要求。
表9 全部機(jī)械的減速度規(guī)定值
*Ac=g(sinθfcosθ)
式中 Ac——自然減速度,m/s2;
g——重力加速度,m/s2;
θ——井巷傾角,(°)
f——繩端載荷的運(yùn)行阻系數(shù),一般取0.010~0.015。
對摩擦輪式提升絞車常用閘和保險(xiǎn)閘制動(dòng),除必須符合本規(guī)程第四百三十一條和第四百三十二條的規(guī)定外,還必須滿足以下防滑要求:
?、甯鞣N載何(滿載或空載)和各種提升狀態(tài)(上提或下放重物)下,保險(xiǎn)閘所能產(chǎn)生的制動(dòng)減速度的計(jì)算值,不得超過滑動(dòng)極限。鋼絲繩與摩擦輪間摩擦系數(shù)的取值不得大于0.25。由鋼絲繩自重所引起的不平衡重必須計(jì)入。
㈡在各種載荷及提升狀態(tài)下,保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí),鋼絲繩都不出現(xiàn)滑動(dòng)。
嚴(yán)禁用常用閘進(jìn)行緊急制動(dòng)。
計(jì)算或驗(yàn)算,以本條第二款第(一)項(xiàng)為準(zhǔn);在用設(shè)備,以本條第二款第(二)項(xiàng)為準(zhǔn)。
【解讀】本條是關(guān)于立井和斜井保險(xiǎn)制動(dòng)減速度的規(guī)定。
上提重物的保險(xiǎn)制動(dòng),要保證制動(dòng)減速度不大于提升容器的自然減速度,即保證不松繩;下放重物保險(xiǎn)制動(dòng)減速度,不小于0.3倍的提升容器的自然減速度。傾角大于30°的斜井和立井,按30°傾角計(jì)算。
對于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小的絞車,上提重物保險(xiǎn)制動(dòng)為了滿足不松繩的規(guī)定,卻滿足不了K≥2的規(guī)定時(shí),可降低最大靜張力,即減輕提長重量,使K≤2,或提升重物采用二級制動(dòng),即保險(xiǎn)制動(dòng)時(shí)先施加部分制動(dòng)力矩,使系統(tǒng)的制動(dòng)減速度小于提升容器的自然減速度,保證不松繩,停穩(wěn)后施以全部的保險(xiǎn)制動(dòng)力矩,使K≥3。
摩擦輪式提升絞車的保險(xiǎn)制動(dòng)(上提或下放重物)下保險(xiǎn)制動(dòng)減速度不能超過鋼絲繩與摩擦輪式之間摩擦系數(shù)按0.25計(jì)算的的滑動(dòng)極限。在用設(shè)備以實(shí)際在各種載荷及提升狀態(tài)下,保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí),鋼絲繩都不出現(xiàn)滑動(dòng)為準(zhǔn)。計(jì)算或驗(yàn)算時(shí)為了可靠,摩擦系數(shù)取得較差小,而在用設(shè)備以實(shí)際為準(zhǔn)。
為了不產(chǎn)生松繩,保險(xiǎn)痂 可取K≥2或采用二級制動(dòng),而工作閘K≥3,又無二級制動(dòng),如果以工作閘代替保險(xiǎn)閘進(jìn)行緊急制動(dòng),松繩會更多,斷繩跑車的可能性更大。
對于下放重載最小制動(dòng)減速度的規(guī)定,是為了防止需要緊急停車時(shí),由于抽動(dòng)減速度太小,制動(dòng)距離太長,將事故擴(kuò)大。為了保證有足夠的制動(dòng)減速度,上提重載保險(xiǎn)制動(dòng)采用二級制動(dòng)時(shí),下放重載則不能采用二級制動(dòng),要一次制動(dòng)到位。
對于摩擦輪式提升絞車,即要滿足下放重載保險(xiǎn)制動(dòng)減速度的要求,還必須使鋼絲繩不在摩擦輪上產(chǎn)生滑動(dòng)。
設(shè)絞車重載側(cè)的最大張力為P1,空載側(cè)的張力為P2,則鋼絲繩不打滑的條件是:
式中 f——鋼絲繩與摩擦輪間的摩擦系數(shù),取f=0.2~0.25;
a——鋼絲繩與摩擦輪上的圍抱弧度。
當(dāng)a一定后,鋼絲繩能否滑動(dòng),就看P1比P2大多少,對于重載下放保險(xiǎn)制動(dòng)時(shí)的P1:
式中 G1——重載側(cè)的質(zhì)量之和,kg;
ax——保險(xiǎn)制動(dòng)減速度,m/s2。
空載側(cè)的張力P2:
式中 G2——空載側(cè)的質(zhì)量之和,kg;
對于雙鉤無平衡繩提升時(shí),最容易產(chǎn)生鋼絲繩滑動(dòng)是在重載下放的提升容器到終點(diǎn)時(shí),此時(shí)重載側(cè)的質(zhì)量為鋼絲繩、提升容器和載重的質(zhì)量之各,空載側(cè)的質(zhì)量只有提升容器的質(zhì)量。
對于雙鉤等重尾繩提升,在提升過程中,重載側(cè)的質(zhì)量是鋼絲繩、提升容器和載重的質(zhì)量之各,而空載側(cè)的質(zhì)量是鋼絲繩和提升容器的質(zhì)量之各。
將雙鉤提升符合表9要求的下放重載的判動(dòng)減速度ax,代入公式。如果計(jì)算結(jié)果是鋼絲繩滑動(dòng),只有降低制動(dòng)力Fz,才能使鋼絲繩不滑動(dòng),F(xiàn)z減小后,又使ax減小,只得再減小一次下放載重量,才能使ax合格鋼絲繩又不打滑。
用減輕下放重物重量來解決鋼絲繩滑動(dòng)是行不通的,根據(jù)下放重載的制動(dòng)減速度:對于等重尾繩提升:
對于無尾繩提升(重物下放到接近終點(diǎn)時(shí)):
式中 F——變位制動(dòng)力,kN;
G0——提升容器質(zhì)量,kg;
G——重載側(cè)載質(zhì)量,kg;
P0——鋼絲繩每米質(zhì)量,kg/m;
H——提升高度,m;
∑mj——提升系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分變位質(zhì)量,kg·s2/m;
g——重力加速度,m/s2。
當(dāng)載質(zhì)量G下降后,制動(dòng)減速度ax將增加,根據(jù)鋼絲繩滑動(dòng)公式:
雖然G1由于載重量G減小而減小,但由于ax的增加固,使公式中的分子增加,分母減小,與G1的減小作用抵消后,的比值變化很小,所以只能降低制動(dòng)力Fz來解決鋼絲繩的滑動(dòng)問題。
鋼絲繩與摩擦輪間摩擦系數(shù)f的數(shù)值不得大于0.25,摩擦系數(shù)的大小與摩擦輪繩槽內(nèi)裝配的摩擦襯墊有關(guān),摩擦襯墊的材質(zhì)不同,摩擦系數(shù)便不相同。摩擦襯墊的材質(zhì)有牛皮的;橡膠運(yùn)輸帶中帆布層壓制的;有鋁、鈦合金的;還有聚氨脂化工材料等制成的,摩擦系數(shù)都在0.3以上。但在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),摩擦系數(shù)的取值不得大于0.25,而不能按摩擦系數(shù)的臨界值計(jì)算。在有些情況,摩擦系數(shù)可能會有下降,如有水、泥等進(jìn)入鋼絲繩與襯墊之間時(shí),摩擦系數(shù)就會下降,如果按臨界值計(jì)算,但會因摩擦系數(shù)的下降而使鋼絲繩在摩擦輪上打滑而造成墜罐、墜斗事故,所以必須留有一定的安全系數(shù),因?yàn)樵谟?jì)算滑動(dòng)極限時(shí),并沒有安全系數(shù),只是要求保險(xiǎn)制動(dòng)減速度不能超過滑動(dòng)極限。
例如,1990年某日,某礦一臺立井單繩摩擦輪絞車在提升時(shí),由于井壁有孔眼出水,將Φ75mm的提升鋼絲繩淋濕,大量淋水被高速度提升的鋼絲繩帶入天輪繩槽,將用水膠貼制運(yùn)輸膠帶中帆布層而成的摩擦襯墊中的水膠浸泡溶化,使摩擦系數(shù)大為下降。由于及時(shí)采限了措施,限制了一次提升重量和提升速度,才未發(fā)生鋼絲繩在摩擦輪上打滑事故。總結(jié)教訓(xùn)后將水膠改成白乳膠。如果摩擦系數(shù)沒有一定的安全系數(shù),便會增加危險(xiǎn)程度。
在計(jì)算保險(xiǎn)制動(dòng)時(shí)能否產(chǎn)生滑動(dòng)時(shí),雖然等重尾繩的重量,可以平衡主提升繩的重量,但是在計(jì)算下放制動(dòng)減速度時(shí),下放側(cè)的鋼絲繩的質(zhì)量乘以制動(dòng)減速度所形成的向下的動(dòng)張力,減小了制動(dòng)力,增加了鋼絲繩在摩擦輪上的滑動(dòng)力,所以必須計(jì)入。
當(dāng)提升系統(tǒng)確定后,提升容器、鋼絲繩和一次最大提升量就確定了,鋼絲繩能否在摩擦輪上滑動(dòng),取決于制動(dòng)力和載重,而制動(dòng)力和載重確定后,滑動(dòng)可能發(fā)生在重載下放,也可能發(fā)生在空載提升,因?yàn)橹剌d下放保險(xiǎn)制動(dòng)減速度增加了張力大的一側(cè)(重載側(cè))的動(dòng)張力,增加了兩側(cè)的不平衡力;而空載上提緊急制動(dòng),使制動(dòng)減速度增大,大于重載下放時(shí)的緊急制動(dòng)減速度,減速度的增加,同樣增大了兩側(cè)的不平衡力。但是,下放側(cè)是空載,又減少了不平衡力,是增大的多還是減小的多,要看制動(dòng)減速度的變化大小。制動(dòng)減速度的變化,與提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量重載重量占的比例大小有關(guān),所以不通過具體計(jì)算,難以確定是重載下放還是空載提升緊急制動(dòng)時(shí)鋼絲繩更容易打滑。因此,必須將各種載荷(滿載或空載)和各種提升狀態(tài)(上提或下放重物)下,都進(jìn)行計(jì)算,都不超過滑動(dòng)極限后,才能確認(rèn)鋼絲繩不滑動(dòng)。但是在摩擦系數(shù)發(fā)生變化等情況時(shí),由于計(jì)算時(shí)沒有安全系數(shù),所以仍不能保證在各種情況下鋼絲繩都不滑動(dòng),又規(guī)定了在用設(shè)備"在各種載荷及提升狀態(tài)下,保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí),鋼絲繩都不出現(xiàn)滑動(dòng)"。