天輪襯墊應用的標準及要求

發(fā)布時間：

2024-01-22

來源：

《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》5(以下簡稱《規(guī)程》)規(guī)定:“6.3.5.7天輪的輪緣應高于繩槽內(nèi)的鋼絲繩，高出部分應大于鋼絲繩直徑的1.5倍。帶襯墊的天輪，襯墊應緊密固定。襯墊磨損深度相當于鋼絲繩直徑，或沿側(cè)面磨損達到鋼絲繩直徑的一半時，應立即更換”。銅興公司及其他礦山采用天輪襯墊數(shù)十年的實踐表明，采用襯墊須嚴格執(zhí)行《規(guī)程》規(guī)定并應符合以下標準及要求。

1.1襯墊的安裝與更換標準

根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定，襯墊的軸向和徑向外形尺寸應大于其安裝槽的尺寸，使其裝配后產(chǎn)生一定的過盈而緊密固定，其公差G的值應視襯墊材質(zhì)而定。熱塑性聚氯乙烯塑料(PVC)及新型PVC、尼龍6和超高分子聚乙烯應較小，G值<1.0mm為宜;聚氨酯宜居中，G值為1.0~1.8mm合適;利用報廢的運輸膠帶或由一般橡膠的制成品可稍大，G值>1.8 mm為宜。此外，為緊密排列，還應根據(jù)襯墊安裝的最后周向間隙值，制作合適的“間隙襯墊”，以手錘打入，保證襯墊的周向緊密固定。襯墊的更換要嚴格按《規(guī)程》規(guī)定執(zhí)行，以盡量減小提升中心的變化，減輕罐道及其導向槽(器)的磨損，延長天輪使用壽命，保護鋼絲繩等。

1.2襯墊徑向厚度

無襯墊的天輪由礦山自行安裝襯墊后，鋼絲繩提升中心的變化一般在28~40mm。這是因為，天輪直徑在2.5~4.0m，其鋼絲繩直徑d為28~40mm?！兑?guī)程》6.3.3.8對提升容器的導向槽(器)與罐道之間的間隙做出規(guī)定,《規(guī)程》6.3.3.9對導向槽(器)和罐道之間的磨損更換程度做出規(guī)定。這些間隙和磨損的累計之和，如木罐道的最大值為10+15=25mm，仍然無法彌補因安裝襯墊而產(chǎn)生的鋼絲繩提升中心的變化值，因此必將增加容器在罐道上的摩擦力，加劇容器導向裝置與罐道的磨損。對于鋼絲繩罐道單繩多段提升而言，提升中心的變化也是造成“卡罐”的原因之一"。

減輕導向裝置與罐道磨損的有效方法，就是選擇一個比較合理的襯墊徑向厚度H，以盡量縮小鋼絲繩提升中心的變化值。H值應為d與襯墊更換前的厚度e之和，即H=d+e。筆者根據(jù)經(jīng)驗認為，若天輪原無襯墊，e取0~10為宜;若天輪原有襯墊，考慮到新襯墊性能一般優(yōu)于原襯墊，故取新襯墊更換前的厚度e'<e。顯然，當H或H值居中時，鋼絲繩提升中心與提升容器設計提升中心相重合(原有襯墊時)或接近(原無襯墊時)。采用聚氨酯時，當H與H相差較大時，襯墊減薄值f(f=e-e'=H-H')可安裝為“固定墊層”，這樣既可保持鋼絲繩提升中心不變或少變，又可減薄新襯墊厚度，以降低其購價。

2.1襯墊擬減薄

括號內(nèi)40.5為襯墊減薄后數(shù)值。原e=H-d=86.5-37=49.5，太厚;故取e'=H'-d=40.5-37=3.5，合適;則f=e-e'=H-H'=46。f安裝為固定墊層后，既可保持鋼絲繩提升中心不變，亦可減薄新襯墊厚度，減少聚氨酯用料，降低采購成本。廉價材質(zhì)的襯墊不必考慮安裝固定墊層。

2.2 襯墊擬減薄示例2由圖2可得，tan 30°= x/13，x= 7.5。H=40-7.5 =32.5，d = 28，e=H-d=4.5;則圖3括號內(nèi)32為襯墊減薄后數(shù)值。原e=H-d=50-28=22，較厚;故取e'= H'- d=32-28=4，合適;則f=e-e'=H-H'=18。應當指出，圖1襯墊中繩槽深度與繩槽半徑均設計為 50%d=18.5不合理。根據(jù)有關文獻和銅興公司近30a的實踐經(jīng)驗可知:(1)繩槽深度取25% d同=9.25 或30% d™=11.1，較合理，原設計18.5比9.25或11.1分別深9.25或7.40，不合理。襯墊高度可減小至95.75或93.9，H與H均不改變;

(2)繩槽半徑取55%d81=20.35較合理，原設計18.5比20.35小1.85，鋼絲繩會產(chǎn)生一定程度的擠壓;

(3)天輪襯墊與卷筒襯木(塑襯)的繩槽深度與繩槽半徑的技術要求相同。

2.3 繩槽尺寸

3.1 繩槽深度

“卷筒襯木繩槽深度應為鋼絲繩直徑的30%”。根據(jù)銅興公司經(jīng)驗，當繩槽深度約為25%d時，即可滿足使用要求。原洛陽礦山機器廠設計的繩槽深度僅為18%d。繩槽隨著使用會逐漸加深，不會出現(xiàn)鋼絲繩“跳槽”現(xiàn)象。銅興公司5臺提升機按(20%~25%)d銑削的卷筒襯木或定制的卷筒塑襯，使用30余年從未出現(xiàn)過鋼絲繩跳槽現(xiàn)象，故繩槽深度取(20%~25%)d比較合理。

3.2 繩槽半徑

繩槽半徑過小會引起鋼絲繩過度擠壓而提前斷絲;過大又會使鋼絲繩支撐面積減小，增大其接觸應力而導致繩與繩槽的加速磨損。合理的繩槽半徑，應使鋼絲繩與槽底緊密貼合并保持必要的間隙，此間隙是考慮到鋼絲繩在工作時有向兩側(cè)分開的傾向。繩槽半徑取55%d比較合理。

4.1襯墊材質(zhì)的選擇

天輪襯墊的主要功能是避免天輪與鋼絲繩之間直接接觸而產(chǎn)生互相磨損，因而性能指標要求少且低。我國從20世紀80年代初開始使用熱塑性聚氯乙烯(PVC)襯墊，由于其價格低，沿用近30a。由于PVC襯墊是硬質(zhì)無彈性塑料制品，使用中襯墊間出現(xiàn)較大的間隙，噪聲大，安全性能受影響。后在原生產(chǎn)工藝及配方的基礎上加以改進，研制出新型的PVC 襯墊，比原PVC 襯墊性能提高20%，同時推出聚氨酯及超高分子聚乙烯襯墊，解決了PVC材料的不足，成為天輪襯墊的材質(zhì)”。根據(jù)銅興公司采用襯墊數(shù)十年的經(jīng)驗和有關文獻及廠家的介紹，筆者認為，聚氨酯襯墊雖價格較高;超高分子聚乙烯襯墊雖價格便宜。各礦山可依據(jù)使用環(huán)境及工況，將二者作為天輪襯墊的材質(zhì)。

4結(jié)語

輪緣和鋼絲繩，銅興公司在提升機及絞車天輪的鑄鋼輪緣上均采用了襯墊，對鑄鐵輪緣上早期的襯墊亦進行了改造，均取得了很好的應用效果，可供同仁借鑒與參考。天輪改造或更新時應采用襯墊。

(1)襯墊的安裝與更換標準須嚴格按《規(guī)程》規(guī)定執(zhí)行，以保證在減小提升中心的變化、減輕罐道及其導向槽(器)的磨損、延長天輪使用壽命以及保護鋼絲繩等方面均取得較好的應用效果。

(2)襯墊材質(zhì)應依據(jù)使用環(huán)境及工況進行選擇，以延長其使用壽命周期、減少更換頻次、提高設備運轉(zhuǎn)效率為目標。

(3)合理的襯墊徑向厚度、繩槽深度與繩槽半徑等技術參數(shù)是襯墊優(yōu)化的關鍵。

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