黄鑫 王培华

(浙江省遂昌金矿有限公司,浙江遂昌 323304)

竖井多绳摩擦式提升机平衡尾绳选型探讨

黄鑫 王培华

(浙江省遂昌金矿有限公司,浙江遂昌 323304)

根据已知提升机和提升钢丝绳型号,对平衡尾绳进行选型。包括钢丝绳结构选择、抗拉强度选择、等重尾绳的选择。本文还针对在选取不到等重尾绳的情况下,对轻尾绳和重尾绳的选取进行比较和分析。

多绳摩擦式提升机 平衡尾绳 选型

多绳摩擦式提升机是现在矿山主要的提升设备，其关系到整个矿山的安全生产和经济效益。而平衡尾绳在多绳摩擦式提升系统中属于重要的一个部件，关系到整个提升系统能否正常运行。平衡尾绳选取适当，使用合理，是保证钢丝绳使用寿命的前提。选择正确，则安全、耐用；反之使用寿命缩短，增加生产成本，甚至会造成重大事故。现根据我矿一个新建竖井的多绳摩擦式提升机选型设计，对平衡尾绳选型进行详细分析和探讨。

我矿新建竖井提升机选择的型号是JKMD-1.85×4，提升钢丝绳选择的型号是6V×21+7FC，直径为d=18mm，单位重量为p=1.21kg/m。

1 平衡尾绳的结构选择

根据《GB 8918-2006重要用途钢丝绳》附录D“钢丝绳主要用途推荐表”中推荐的钢丝绳类型可知，平衡尾绳一般采用不旋转圆股钢丝绳、三角股钢丝绳或扁钢丝绳，各自优缺点如下：

(1)圆股钢丝绳。圆股钢丝绳是机械编捻，性能较好，一般都能满足使用要求，且价格低廉、货源多、供货容易。缺点是圆股钢丝绳在尾绳环处易打结，需在平衡尾绳悬挂装置装有旋转装置，以消除由轴向拉力引起的旋转力，防止平衡尾绳绞结。

(2)三角股钢丝绳。三角股钢丝绳结构稳定，使用时不易断丝，接触面积大，耐磨性能好；因股与股之间接触点多，所以抗压性能好；总破断拉力大，安全性能高。其缺点是价格较高、增加了生产成本。

(3)扁钢丝绳。扁钢丝绳抗横向振动性强，不旋转，运行平稳。其缺点是在井筒中易受坠落物料冲击或粘结，且扁钢丝绳一般是以手工编织为主，辅以简单的收绳机械，生产效率低、供应困难、价格偏高。

目前绝大多数使用多绳摩擦式提升机的矿井，都由原来选用扁钢丝绳作平衡尾绳而改为使用圆股钢丝绳作平衡尾绳。新建的矿井，设计中也已全部选用圆股钢丝绳作平衡尾绳。若选用圆股钢丝绳作平衡尾绳时，以多层股不旋转圆股钢丝绳中的18×7和34×7两种结构较为合适。如果这两种钢丝绳选取不到适合的等重尾绳或供应困难时，也可选用普通圆股钢丝绳，如选用6×19和6×37等。应注意的是选用普通圆股钢丝绳需选择捻向为交互捻且应力较低品种的钢丝绳，并要求与提升容器连接处采用旋转器，且钢丝绳股中的钢丝不可过细，还需尽可能选用镀锌钢丝绳，以提高使用寿命。当采用两条平衡尾绳时，可以选用左向交互捻和右向交互捻的钢丝绳各一条。现在规定平衡尾绳达到使用年限便强制更换，因此从经济性方面考虑，选择圆股钢丝绳比三角股钢丝绳更合算。

平衡尾绳的数量设置一般为提升钢丝绳根数的一半。落地式多绳摩擦式提升机大多数为4根提升钢丝绳，则平衡尾绳设置2根；而井塔式多绳摩擦式提升机主要的有4根和6根两种提升钢丝绳，则平衡尾绳设置2根和3根。

综上所述，我矿平衡尾绳主要选取型号是18×7或6×37不旋转镀锌圆股钢丝绳作为平衡尾绳，根数为2根。

2 平衡尾绳抗拉强度的选择

平衡尾绳主要作用是平衡提升钢丝绳的重力，获取等力矩。使用过程中一般认为平衡尾绳只承受自重，所以不需要考虑其他负荷。因此从1570MPa至1960MPa五个抗拉强度等级中选择1570MPa或1670MPa的抗拉强度便能满足使用要求。

3 等重平衡尾绳的选择

根据提升钢丝绳和平衡尾绳的单位重量差别可分为三种类型，即：等重尾绳、轻尾绳和重尾绳。提升钢丝绳和平衡尾绳的单位重量差值越小，则钢丝绳作用在主导轮上的最大静拉力差越小，提升能力越大，因此尽量选择等重尾绳。而判定等重尾绳的条件是：

式中：：n 为提升钢丝绳根数；；p为提升钢丝绳单位重量；；n′为平衡尾绳根数；；q 为平衡尾绳。当满足此条件时，都作为等重尾绳。

对于平衡尾绳根数出现奇数时，例如六根提升钢丝绳摩擦式提升机，需设置三根平衡尾绳时，为了使其单位重量尽量和提升钢丝绳单位重量相接近，可以采用不同的单位重量钢丝绳做平衡尾绳。如三根平衡尾绳由一重(中间的一根较重)两轻(两端的两根较轻)或一轻两重组成，即或者我矿根据选定的提升钢丝绳计算所需平衡尾绳单位重量为：

查《GB 8918-2006重要用途钢丝绳》表中钢丝绳单位重量最接近2.42kg/m的有：①18×7+FC，d=24mm，q=2.25mm；②18×7+FC，d=26mm，q=2.64mm；③18×7+IWS，d=24mm，q=2.48mm；④6×37S+FC，d=26mm，q=2.57mm；⑤6×37S+IWS，d=24mm，q=2.41mm。从以上结构钢丝绳中选取又涉及到本文的另一个探讨问题，即绳芯的选取问题。

(1)绳芯是钢芯的钢丝绳。钢芯钢丝绳直径尺寸均匀，稳定性好，抗挤压能力强，破断拉力大，适用于载荷较大、深度较深的矿井，或高温等恶劣环境、再或者其它特殊要求的情况，实际中使用钢芯钢丝绳一般为大直径钢丝绳，其直径基本都在30mm以上，主要适用于吊机或者卷扬机上。其缺点是弯曲性能较弱，更换时比较麻烦，且钢芯钢丝绳需订做，导致供货周期长，价格方面比纤维芯钢丝绳相对高一些。

(2)绳芯是纤维芯的钢丝绳。纤维芯钢丝绳的抗震、吸震能力较好，受到震动或者碰撞时，能够很好起到缓冲作用。另外纤维芯钢丝绳能够较好的储存油脂，因此具有良好的防腐性，延长钢丝绳的使用寿命。纤维芯钢丝绳的破断拉力比钢芯钢丝绳小，但作为平衡尾绳不需要承载较大载荷，所以纤维芯钢丝绳已经能大大满足使用要求。且根据钢丝绳厂家的建议，矿山机械中大多数都采用纤维芯钢丝绳。

选择好绳芯后，若选取不到等重尾绳，再根据满足安全防滑的条件下优先选择重尾绳的原则，选取适合的平衡尾绳。

综上所述，第②和第④种钢丝绳都适合作我矿的平衡尾绳。

4 结语

考虑到18×7+FC和6×37S+FC的经济性和供货周期，我矿最终选择18×7+FC作为平衡尾绳，直径为d=26mm，单位重量为q=2.64mm，抗拉强度为1670MPa。本文的平衡尾绳选型方案适合新建矿井多绳摩擦式提升机选型对平衡尾绳的选取，也适合正在使用中的多绳摩擦式提升机需更换提升钢丝绳型号，或竖井延伸后需对提升钢丝绳重新选择，都需要平衡尾绳同步更换的情况，因此本文便给平衡尾绳的选型提供了参考价值。

[1]采矿设计手册编写委员会.采矿设计手册,矿山机械卷[M].北京：中国建筑工业出版社,1988：450-451.

[2]李玉瑾.多绳摩擦提升系统动力学研究与工程设计[M].北京：煤炭工业出版社,2008：78-79.

[3]王守军.煤矿立井多绳摩擦式提升机平衡尾绳选型、损坏原因简析[J].科技与企业,2013(3)：273.

According to the known hoist and hoist rope type, selection of balance tail rope. Including the selection, structure of steel wire rope tensile strength of selection, and other heavy tail rope selection. This paper also aimed at the selected not to heavy tail rope, to select the light tail rope and heavy tail rope is compared and analyzed.

Multi rope friction hoist Balance tail rope Selection

黄鑫,男,1988年生,助理工程师,本科,主要从事矿山机械设备的选型设计和维护检修工作。