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泰興市依科攀船舶設備有限公司聯合荷蘭SEC公司開發的摩擦絞車分為開放式和封閉式。主要運用在自升式海上風電安裝船上、碼頭拖船系統、礦用提升等。

   摩擦絞車:泰興市依科攀船舶設備有限公司聯合荷蘭SEC公司開發的摩擦絞車分為開放式和封閉式。   開放式摩擦絞車要配一個儲繩絞車,可以提供恆定的拉力,拉力不會因為容繩量的變化而變化。

泰興市依科攀船舶設備有限公司開發設計鋼索閉式循環摩擦式絞車升降裝置運用在自升式海上風電安裝船上、碼頭拖船系統、礦用提升等。

一、摩擦絞車簡介 

1、概述 摩擦式絞車的工作原理與纏繞式絞車不同,它的提升鋼絲繩不象纏繞式絞車那樣纏繞在滾筒上,而是依靠鋼絲繩與主導輪上的襯墊之間摩擦力,使提升鋼絲繩與主導輪一起運動,並帶動鋼絲繩端部懸挂的提升容器,作上行或下行運動。摩擦式絞車的機械結構、技術性能和應用範圍等都是根據上述特點確定的。

2、多繩摩擦式絞車的組成和構造特點  多繩摩擦式絞車主要部件有主軸裝置、減速機、盤形制動器、液壓站、操作台、導繩輪、深度指示器、車繩槽裝置、測速發電機等。   ⑴主軸裝置   主軸裝置由主導輪、主軸、兩個主導輪軸承等組成。為了減少軸的跨度,採用滾動軸承。主軸與鑄鋼輪轂的連接為熱壓配合,而不用鍵。制動盤和主導輪焊在一起。多繩摩擦式絞車的鋼絲繩是搭在主導輪的襯墊上,絞車容器是懸挂在鋼絲繩的兩端。容器的底部還懸挂有平衡尾繩。絞車工作時,拉緊的鋼絲繩必須以一定的正壓力緊壓在主導輪的襯墊上,主導輪向某一個方向旋轉時,提升鋼絲繩與主導輪之間產生很大的摩擦力,鋼絲繩在摩擦力的作用下,跟主導輪一起運動,從而實現提升容器的升降。   ⑵減速器   JKM型絞車配用的減速機分彈性基礎或剛性基礎兩類,根據用戶要求可選用行星輪減速器或平行軸全硬齒面減速機。根據資料電機1000kw以上絞車也有直聯無減速器的。   ⑶制動系統   絞車的制動系統包括液壓站和盤形閘兩大部分。   其中液壓站系統,液壓站原理如下:工作制動是通過電液調壓裝置控制溢流閥的溢流壓力,改變盤式制動器的油缸內油壓實現的。確定最大的工作油壓,並依靠調正溢流閥的定壓彈簧壓緊程度,在不超過的範圍內變化。安全制動時,安全制動閥斷電,電液調壓裝置中的滑閥處於最上面的位置,切斷了壓力油的通路,並使所有盤形制動器油缸中的壓力油分別經過「A」管和「B」管,與A管相連的制動器通過安全閥直接回油,很快的抱閘。同時,與B管相連的制動器通過安全閥的節流閥,以較緩慢的速度回油,產生二級制動力矩。並可用調借安全閥的節流閥桿位置,來改變二級制動特性。節流桿在最上面時,只有一級制動。   ⑷深度指示器   多繩摩擦式絞車的深度指示器與纏繞式絞車的深度指示器的主要區別在於:在摩擦式絞車運行時,鋼絲繩與主導輪之間不可避免地產生蠕動和滑動;摩擦襯墊在運動中也有摩損,這些都會造成提升容器在井筒的實際位置與深度指示器上對應位置之間有誤差,要求深度指示器能夠自動消除這些誤差,以保障深度指示器能夠正確地指示出提升容器在井筒中的實際位置,為此設置有自動調零裝置。即在每一次提升之後的停車期間,將指針調到零位。   下面對「凋零部分」及「精針指示」作一些介紹:   凋零部分:運轉過程中,凋零電動機不運轉,與其連接的蝸輪蝸桿組不轉動,凋零自整角機不帶電,僅隨深度指示器空轉,當絞車已停在井口的停車位置上,而由於提升鋼絲繩發生了蠕動或滑動時,粗針不是指到零位(超前或滯后)時,直角整機將隨停車制動而通電,並與預定零位置有一相角差。當這偏差超出了規定的範圍,直角整機的輸出電壓足以使電器開關動作,接通調零電機,通過蝸輪蝸桿組、差動機構等使粗針在主電機停止運行狀態下向減少偏差的方向移動。當粗針達到預定位置時,自整角機也回到預定的零位,不再輸出電壓,   調零電機停止運轉,凋零結束。每提升循環凋零一次。   精針指示:當提升容器運行至距離井口(或井底)L米處,由設置在井筒的電刷開關接通電磁離合器的電磁鐵,主導輪旋轉運動,通過與離合器外圈連接的自整角機,發給精針指示盤的精針軸上自整角機,精針開始轉動,直到停車為止,精針轉動約為330°,L的數值通常約為5~10米,司機可以通過精針,進行準確地停車。   ⑸導繩輪   兩米以上的絞車可以帶導繩輪,它可以調正主導輪兩側提升繩的中心距離和加大對主導輪的圍抱角,導繩輪是鑄鐵製成,有兩個滾動軸承。   ⑹車槽裝置   多繩摩擦絞車在開始運轉時,為了增加提升鋼絲繩與摩擦鋼絲繩之間的接觸面積,必須在襯墊上車出繩槽。在絞車運轉期間,由於絞車鋼絲繩之間的張力不同,造成了襯墊磨損不均勻,使各繩直徑產生誤差,為了保證所有各鋼絲繩均勻負擔繩端的負荷,當繩槽直徑誤差達到一定值時,也必須對襯墊繩槽進行車削,為此設置了專門的車槽裝置。   車槽裝置在主導輪的下方,每根鋼絲繩的繩槽都有一個專用的車刀裝置,它通過支撐固定在車槽架上。車削時要調正好車刀,使刀頭的刀面與主軸中心線平行,轉動手輪即可進刀或退刀,進刀量的大小,可以從刻盤度上看出,一般是每轉一個刻度,進刀量為0.1毫米,可以同時車削全部繩槽,也可以單獨車削某個或幾個繩槽。   車槽時,應盡量使各鋼絲繩直徑的偏差達到最小,以保障各提升鋼絲繩負荷均勻。  

3、用途:繩摩擦式絞車,主要用於自升式海上風電安裝船上、碼頭拖船系統、煤礦、金屬礦和非金屬礦的豎井,作提升煤、礦物、升降人員、下放物料、設備等。其最大的優點是適用於深井,完成單繩纏繞機絞車不能承擔的提升任務。

二、有關優缺點: 

1 、多繩摩擦輪絞車的優點  (1)提升容器及靜荷載由多根鋼絲繩共同承擔,提升鋼絲繩較小,主導輪直徑及整個機器尺寸相應縮小,設備重量也減輕了。以四繩摩擦輪絞車為例,在同樣提升能力及繩端荷重時,設備重量比單繩纏繞式絞車減輕1/4~1/5。   (2)提升容器同時懸吊在多根鋼絲繩上,這些鋼絲繩一般不會同時拉斷,故可以不設置防墜器。   (3)主導輪直徑的縮小,系統的慣量和主軸上的扭力矩也隨之縮小,因而可以使用高速電動機和重量較輕的電動機,電動機功率及電能消耗量都相應降低。   (4)提升鋼絲繩的根數是偶數,且又左向捻和右向捻各佔一半組成,可以互相抵消鋼絲繩運行中松捻的扭力,因而延長了罐道及罐耳的使用壽命。   (5)多繩摩擦輪絞車最大的優點是使用於深井。   (6)當多繩摩擦輪絞車安裝在井塔上時,減少了工業廣場的佔地面積,並為地面生產系統的布置創造了有利條件。  

2 、多繩摩擦輪絞車的缺點  (1)由於提升容器是懸吊在多根鋼絲繩上,為了使每根鋼絲繩受力均衡,因此要設置一套較為複雜的連接裝置。   (2)提升鋼絲繩依靠在絞車的主導輪襯墊上的摩擦力提升,因此鋼絲繩外部不允許塗普通的鋼絲繩潤滑油脂,因而降低了鋼絲繩的防腐性能。   (3)多根提升鋼絲繩為了保持每根鋼絲繩的長度都相等,使懸挂、檢查及維護鋼絲繩的工作量增大,並增加了調整的複雜性。   (4)在生產運行期間,除了由於鋼絲繩變形伸長而截短外,鋼絲繩長度是不能調整的,因此,對於雙容器提升,不能用作多水平提升。多水平提升時,只能使用帶平衡錘的單容器提升。   (5)要求使用的鋼絲繩為同一生產廠家、同一批量的鋼絲繩,以保證每根鋼絲繩的性能(彈性模量、彈性變形及永久性變形等)基本一致。當有一根鋼絲繩需要更換時,必須更換全部提升鋼絲繩。  

三、主要參數的確定原則  多繩摩擦輪絞車的主要參數有:主導輪直徑、鋼絲繩最大直徑、鋼絲繩及根數、鋼絲繩作用在主導輪上的最大靜張力機最大靜張力差、最大速度、導向輪直徑等。  

1、主導輪直徑   在井塔安裝設計中主導輪的直徑的確定,應該儘可能的在數值上等於所提升的雙提升容器的中心距,這樣可使提升系統簡化,省去導向輪裝置,井塔高度也隨之降低(主導輪直徑如不超過2.25米時)主導輪直徑與鋼絲繩直徑或鋼絲之比必須符合規定。  

2 、提升鋼絲繩的直徑和數量   對於多繩絞車來說,在提升同樣負載的條件下,鋼絲繩數量越多鋼絲繩直徑越細,因而主導輪直徑也就越小,設備的重量、電耗、投資和運行費也隨之降低。當然,提升鋼絲繩的數量是有限的,通常不超過十根,過多會給安裝、維護管理帶來困難。在實際使用的鋼絲繩都是偶數,這主要是考慮能使用不同捻向的鋼絲繩,以平衡運轉中產生的鋼絲繩扭力,而對於維護、調節鋼絲繩長度、車削繩槽等工作來說,則鋼絲繩數量越少越簡單。對於落地式多繩摩擦輪絞車,生產廠家可提供2、4繩兩個品種。落地式摩擦輪絞車提升鋼絲繩數量通常不超過4根。  

3 、提升鋼絲繩作用在主導輪上的最大靜張力及最大靜張力差   提升鋼絲繩作用在主導輪上的最大靜拉力:   S=nQz/m   S: 最大靜拉力 kg   n: 提升鋼絲繩的根數   Qz: 每根鋼絲繩的全部破斷拉力的總和   m: 鋼絲繩的安全係數   升降人員和物料時:m≥8.2-0.0005H   專為升降物料時: m≥7.2-0.0005H   H:鋼絲繩的懸垂長度   提升鋼絲繩作用在主導輪上的最大靜張力差:由於多繩摩擦輪絞車都採用帶平衡尾繩的提升系統,而且尾繩的總單重是近似等於提升鋼絲繩的總單重,因此,作用在絞車主導輪上的最大靜張力差,對於雙容器提升,其數值近似等於有效載荷。一般提升鋼絲繩和平衡尾繩的總單重之間不可能完全相等,因此,生產廠家在設計多繩摩擦輪絞車時,總是使絞車允許的最大靜張力差在數值上稍大於其可能達到的有效載荷以適應大多數用戶的需要。  

4 、鋼絲繩與摩擦輪的直徑比   規程規定:摩擦輪絞車在有導向輪時,主導輪與鋼絲繩的直徑比不得小於100倍;無導向輪時,不得小於80倍。摩擦式絞車的導向輪與鋼絲繩的直徑比不得小於80倍;落地式天輪不得小於100倍。   摩擦輪絞車的主導輪、導向輪的直徑與鋼絲繩中的最粗鋼絲之比:井上提升裝置不得小於1200倍;井下和鑿井用的提升裝置不得小於900倍。  

5、摩擦襯墊   目前國產的多繩摩擦輪絞車的襯墊材質有二種:   洛礦為:聚氯乙烯塑料襯墊上冶為:聚氨酯橡膠襯墊(現有資料介紹,有一種聚胺酯尼龍襯墊,摩擦係數可達0.35)   前者具有價格優廉的優點;後者具有較好的彈性、耐磨及防滑性能,這對於提升鋼絲繩之間受力不均的平衡較為有利。   襯墊上允許的比壓不大於20公斤/厘米平方。   如果計算比壓超過允許的比壓值,就應採取加多提升鋼絲繩數量、加大主導輪直徑、或加大鋼絲繩直徑等辦法來解決。在改變后需重新驗算。   摩擦輪上的絞車主導輪上的襯墊的作用是:當提升鋼絲繩端部荷載拉緊鋼絲繩,並以一定的正壓力,緊壓在襯墊上時,提升鋼絲繩便產生很大的摩擦力,此摩擦力必須保證絞車在各種工作狀態下,都不會出現提升鋼絲繩在主導輪的襯墊上有滑動現象。《煤炭設計規範》規定:對提升鋼絲繩在襯墊上是否會滑動,必須進行防滑驗算。靜防滑安全係數不得小於1.75;上提重物的加速段及下放重物的減速段,動滑安全係數不得小於1.25。在多繩摩擦輪絞車的選型及提升系統設計中,關鍵問題是防滑。   用作摩擦襯墊的材料,必須有以下的性能:   要有較高的摩擦係數,而且水和油類對摩擦係數的影響較小;具有較高的耐磨性能,磨損時產生的粉塵,必須對人和機器是無害的;應具有較高的壓強;材料的來源要廣,價格應低廉,加工拆裝應比較方便。性能中最主要的是摩擦係數,在壓強和磨損相同的條件下,摩擦係數的提高,將會獲得顯著的經濟效果。我們的絞車摩擦係數能否提高?   (提升鋼絲繩與襯墊之間的摩擦係數μ,為保證鋼絲繩不打滑,目前按μ=0.2計算。上冶也有0.25)  

6 、絞車提升高度範圍   摩擦輪絞車的允許最大提升高度,按下述二個條件計算出的數值中的較小值確定   按鋼絲繩極限強度計算按絞車襯墊允許的比壓計算摩擦輪絞車的允許最小提升高度,是按鋼絲繩在襯墊上不產生滑動,及靜防滑條件確定的。

7 、最大提升速度   合理的最大提升速度按下式:Vm=(0.4~0.5)√Ht。井深大於600米時,Vm=0.5√Ht

。當V=0.5Vo時。將是絞車合理的提升速度,在這種速度時,提升容器的靜載荷、主導輪直徑、電動機功率、電能消耗都能保持在較低的水平。  

8、提升鋼絲繩的選擇   應優先選用三角股鋼絲繩,而且,左向捻和右向捻各佔一半。在鋼絲繩的排列上應該相互交錯排列懸挂,以減少鋼絲繩的松股扭力。   鑒於提升鋼絲繩不能塗用普通的鋼絲繩油脂,在用於井筒淋幫水較大、工作條件較差的場合時應選用耐腐蝕的鍍鋅鋼絲繩。   規程規定:提升速度小於10m/s時,過卷高度不小於速度值,且最低不小於6m。提升速度大於10m/s時,過卷高度不小於10米。  

9 、平衡尾繩的選擇   對平衡尾繩的品種選擇,目前可以選用:   1)多層異型股(不旋轉)鋼絲繩,這種繩的優點是運行中旋轉扭力小,它的缺點是內股斷絲不易檢查,且在運行中容易由於外層股松捻而脫出。   2)扁鋼絲繩,則種繩的主要缺點是手工編織,生產率較低,成本較高。優點是抗橫向振動性強,不旋轉,運行穩定可靠。而且可以根據需要的單重編織,能夠做到尾繩與提升鋼絲繩的總單重相等。   3)圓股鋼絲繩,可選用普通點接觸圓股鋼絲繩作平衡尾繩,例:6×19 6×37等,一些生產礦井已有多年的運行經驗。它的優點是:價格低廉、貨源易解決。為了防止圓股鋼絲繩在尾繩環處扭結,,其懸挂裝置為轉環式。在尾繩環處的過卷高度以下部位,應設置木擋板,作為尾繩的導向裝置。或用塑料代替木擋板,以提高抗腐蝕性能。平衡尾繩的設置數量一般為鋼絲繩根數的一半。當尾繩與提升繩單重差值小於0.03時,可以看作是等重的提升裝置。   由於平衡尾繩沒有外載入荷,只承受本身自重,故抗拉強度可選用較低的,並部必校驗安全係數。  

10、提升鋼絲繩在主導輪上的圍抱角的確定:通常不超過195°大於180°。落地式絞車通常為50~80度。

四、結構特點  ―主軸軸承採用滾動軸承;   ―摩擦輪為焊接式整體卷揚(直徑大於5米為對開式);   ―採用高性能摩擦襯墊;   ―採用帶二級制動液壓站的盤形制動系統;   ―採用結構合理、精確度高並能滿足多水平(九個水平)提升工況的監控器;   ―減速機可採用單電機傳動行星減速器或雙傳動減速器;   ―高速軸採用彈性棒聯軸器;   ―落地式多繩摩擦式絞車採用雙槽摩擦襯墊;   ―採用鋼繩滑動監測裝置;   ―電動機傳動有三種:Ⅰ通過行星齒輪減速機的單電動機傳動(Ⅰ)型;通過雙馬法軸減速機的雙電機傳動(Ⅱ)型;無減速機直聯懸臂式電機傳動(Ⅲ)型;   ―採用閘盤偏擺檢測裝置;   ―絞車供貨時已包括天輪

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