张绍飞

摘 要：为保证矿用提升机安全稳定运行，针对矿用多绳摩擦提升机在生产使用中主轴异响、天轮异响、钢丝绳摆（窜）动及制动器失效等常见故障进行分析。加强对故障的检修，定期维护保养设备，提高提升机的系统可靠性，确保矿山安全生产，对顺利开展故障分析具有重要意义。

关键词：提升机;主轴;天轮;钢丝绳;悬挂装置;盘型制动器

中图分类号：TD534.3 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）34-00-03

Analysis of Common Faults of Mine Multi Rope Friction Hoist

ZHANG Shaofei

（Zhaoyuan Dongxing Gold Mining Co.， Ltd.， Zhaoyuan Shandong 265400）

Abstract： In order to ensure the safe and stable operation of the mine hoist， the common faults such as abnormal sound of the main shaft， abnormal sound of the sky wheel， wire rope swing （swing）， brake failure and other defects of the mine multi-rope friction hoist in production and use are analyzed， and the failure is targeted. ， It is necessary to strengthen overhaul and regular maintenance to ensure the smooth operation of the hoist. In order to ensure the improvement of the reliability of the hoist system and ensure the safe production of the mine， the development of fault analysis is of great significance.

Keywords： hoist;spindle;crown wheel;wire rope;suspension device;disc brake

在矿山生产中，矿井提升机是必不可少的设备，是地面和井下联系的纽带。提升机出现故障，不但会影响井下生产，而且会严重威胁井下作业人员的生命安全。所以，分析提升机常见故障，及时查明故障原因，根据具体情况制定针对性的解决方案，对提高矿山安全生产水平具有重要意义。

1 多绳摩擦提升机简述

1.1 工作原理

矿井提升机可根据工作原理的不同划分为两类，一是多绳摩擦提升机，二是单绳缠绕提升机。单绳缠绕提升机一般适合凿井提升应用，或是用于浅井。对于提高强度较高的矿井或是深井，通常会将多绳摩擦提升机作为首选。两者的不同在于钢丝绳与主导轮的缠绕固定方式。

多绳摩擦提升机电动机通过减速器（或直接）驱动摩擦轮转动，钢丝绳搭放在摩擦轮上，两端分别带容器（或平衡锤），利用钢丝绳与摩擦轮衬垫之间的摩擦力，实现容器的提升或下放。

1.2 结构类型

多绳摩擦提升机有井塔式和落地式两种，主要结构类型有单电机带减速器多绳摩擦提升机、双电机带减速器多绳摩擦提升机、单电机直联结构多绳摩擦提升机和双电机直联结构多绳摩擦提升机。以上4种类型分别应用于不同卷筒直径规格的提升机。

招远市东兴黄金矿业有限公司矿主竖井目前采用的是JKMD1.85×4I型单电机带减速器的多绳摩擦提升机。该提升机的主要构件有主轴装置、盘型制动器装置、液压站、电动机、行星齿轮减速机、润滑站、齿轮联轴器及弹性棒销联轴器等，见图1。

1.3 优缺点

与单绳缠绕式相比，多绳摩擦提升机的优缺点如表1所示。

2 提升机常见故障

2.1 分析主軸异响

提升机主轴装置是不可缺少的工作机构，也是提升机的主要承载部件。它不但承担了下放、提升载荷的全部扭矩，而且承受了搭在摩擦轮两侧的钢丝绳的拉力。它主要包括摩擦轮和压块、主轴和摩擦衬垫、滚动轴承和轴承盖、轴承座和轴承梁。

2.2 天轮异响分析

提升机天轮每套需要数个单独轮子，其中一个轮子的连接需用轴和平键，即固定轮。固定轮在钢绳运动时被带动而转动，而天轮轴又被固定轮带动一起转动。天轮轴和其余轮子是游动的，被视为游动轮。当各钢绳的线速度不完全相同时，游动轮与轴之间可自由地相对转动。轮缘槽内装有高分子材料衬垫，以保护钢丝绳，以免钢绳与铸钢轮缘相摩擦，从而提高钢绳的使用寿命。天轮装置结构见图2。

提升机天轮出现异响的主要原因分析如下。

①天轮装置制造完成后停滞时间较短。安装使用时，运行中的天轮装置可能会出现异响，主要原因是应力释放。随着使用，异响会自动消除。

②游动轮轴瓦润滑不好，造成轴瓦磨损严重或连接螺栓剪断而产生异响。在天轮装置的维护中，一定要按照说明书的要求加注润滑油和定期清洗。

③天轮轴承的损坏。轴承润滑不好或加注润滑油时带入杂质，都有可能造成轴承滚动体和保持架的损坏，导致其运行受力不均衡而产生异响。

④轮体开焊。在生产制造的过程中，轮体的全部焊缝很难做到强度绝对相同，长期运行会造成最薄弱的环节首先疲劳，焊缝开裂，出现异响。这种情况可以通过磁粉或着色探伤进行检查，确定位置后进行补焊修复。

2.3 钢丝绳首绳摆（窜）动故障分析

多绳摩擦提升机在运行过程中由于钢丝绳受内因或外因的作用出现受力不均匀的情况，极易导致钢丝绳在运行期间出现窜动或摆动，直接影响提升过程的安全。出现该故障的原因主要涉及3个方面：受换绳工艺（单根逐根更换）及钢丝绳本身性能的影响，可能存在新绳长度不完全相同的情况，导致绳长的提升绳出现窜动;摩擦衬垫绳槽底径超差或者钢丝绳增摩脂涂抹厚度不均匀，引起提升绳的缠绕半径不同，提升高度越大，窜动越厉害;钢丝绳的调绳油缸油枪位置不完全相同或某根钢丝绳调整油缸油枪已无余量，导致相应的钢丝绳出现窜动。

2.4 提升机首绳滑动原因分析

绳摩擦提升机的运作需要依靠摩擦衬垫和钢丝绳间的摩擦力。对于多绳摩擦式提升机而言，摩擦力能直接影响其正常可靠运行。当滑动速度偏大、钢丝绳滑动距离相对偏长时，主滚筒、天轮衬垫磨损严重甚至摩擦衬垫出现熔化，导致摔箕斗或箕斗过卷，易出现严重互恶性停产事故，如井筒装备受损。这一情况发生的原因主要有：①制动力过大，导致极限加速度小于减速度而出现滑绳;②提升容器超载严重，导致摩擦轮常数小于钢丝绳动张力比而出现滑绳;③摩擦衬垫质量不佳，摩擦系数相对偏低，无较好耐热性和耐压性，或是钢丝绳表面涂抹的增摩脂性能不佳，大大降低了摩擦系数;④违规操作，如重箕斗过速下放，而后紧急制动;⑤落地式设备在冬季造成钢丝绳和天轮绳槽结冰等;⑥钢丝绳选型与摩擦衬垫不匹配，造成摩擦系数降低;⑦调绳装置问题，如当油压过低、油缸有泄露或油缸活塞杆行程无调整间隙时，起不到调绳作用，造成钢丝绳长度不一，钢丝绳受力存有差异，或当钢丝绳受力过大时容易与衬垫出现轻微滑动，导致罐笼停止或刚起步。

2.5 盘型制动器抱闸失效

盘形制动器是多用于矿井机刹车系统提升的液压执行机构，即常闭式后置油缸盘形制动器，当前以后置式油缸的应用最多。在启动提升机时，液压站输出压力油将制动器打开，提升机工作。工作制动时，结合工况液压站降低或升高压力，制动器会提供与其相反的制动力。在事故状态下，液压站压力回到残压，使得制动器可在最短时间内以最大制动力实现提升机停车。

提升机盘型制动器抱闸失效的原因主要涉及3个方面。第一，盘型制动器摩擦系数下降，主要是油污染闸盘表面与接触面改变原因。在具体生产中，常发生制动盘被漏油污染（油管、油缸漏油）而导致摩擦系数严重降低的问题。第二，闸瓦间隙能对制动盘上正压力的大小起到直接决定作用。《金属非金属矿山安全规程》（GB  16423—2020）规定，闸瓦间隙不得大于2 mm，正常为1 mm。运行制动器一段时间后，闸瓦磨损间隙变大，蝶形弹簧预压量将随着闸瓦間隙的增大而减少，正压力也随之减少。第三，工作腔残压大，因油质差造成油路不畅，液压阀件堵塞，从而使制动器工作腔内的残压较大，降低制动力矩。

2.6 尾绳损坏分析

在多绳提升系统中，为减少提升侧与下放侧钢丝绳的张力差，采用平衡尾绳措施十分必要。平衡尾绳悬挂装置分为扁尾绳悬挂装置和圆尾绳悬挂装置。扁尾绳悬挂装置和圆尾绳悬挂装置作用相同，均是根据尾绳的质量变化，减少下放侧和提升侧钢丝绳张力差，从而提高系统的整体平衡水平。

造成尾绳损坏的原因有很多。①机械伤害。超载提升、工作失误等造成井筒坠物，砸伤尾绳。②漂浮打结。井底水窝积水抽排不及时，造成尾绳在运行中打漂、打扭。③锈蚀破坏。井筒淋水使钢丝绳受腐蚀。④急停挣断。由于尾绳环距离过短，在提升机紧急停车时，分绳梁阻挡了尾绳环的运行惯性，出现尾绳挣断或拉坏分绳梁等事故。⑤圆尾绳与罐笼/平衡锤连接不合理，尾绳卸力装置转动不灵活甚至卡死不能旋转，致使钢丝绳的旋转力不能完全释放而发生断绳事故。

3 结语

保证矿井提升机运行的稳定及安全，对矿山安全生产具有重要意义。通过对矿用多绳摩擦提升机常见故障的分析，及时查明原因并对其修缮，有利于保证矿山的安全生产。

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