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露天矿山机械钢丝绳的使用及维修改进

来源:机械保养 时间:2022/7/14

露天矿山机械都在不同程度地使用各种不同规格型号的钢丝绳,且这些钢丝绳大多数造价昂贵。很多设备管理人员或设备维护人员常常把钢丝绳作为低值易耗品来对待,对钢丝绳没有合理地进行管理、安装、使用和维护,特别是润滑的方式、方法和用具不够合理,甚至一些造价昂贵的钢丝绳没有进行任何润滑养护工作,或者仅仅是加一点废旧润滑油或价格低廉的钙基脂,使钢丝绳在露天矿山机械比较恶劣的工况下远远未达到正常的使用寿命,就过早出现断丝和磨损超标现象,不得不提前更新,造成露天矿山机械的运行维修成本过高。

1钢丝绳管理理念的改变

要做好露天矿山机械钢丝绳的维修管理工作,首先,设备管理与维修人员要改变把钢丝绳作为低值易耗品的传统理念,特别是针对一些造价昂贵、涉及人身安全的钢丝绳,要把钢丝绳作为设备的重要零配件对待,对钢丝绳的设计、储存、安装、使用、维修和报废等全过程进行精细管理,像更换机械设备上一个轴瓦或发动机等总成零部件一样更换一条露天矿山机械钢丝绳,要增添一些试车磨合、轻重负荷试车、更换鉴定、更换记录等工作;其次,要不断研究与摸索在每一台机械设备上钢丝绳的使用效果,要注意总结一些防止钢丝绳扭结、咬绳等常见问题的办法,要讲究一些露天矿山机械钢丝绳更换工艺,不断提高对露天矿山机械钢丝绳的维护保养技术。

2钢丝绳安装方法的改进2.1钢丝绳截取长度

将钢丝绳从绳筒上取下,截取合适的长度,并放在干净处(安装前的钢丝绳要呈现自然状态)。将钢丝绳从绳筒上取下时,应注意减少钢丝绳的扭结。如果将钢丝绳从绳筒上强力拉下,会造成钢丝绳比较严重的扭结;对于较粗较重的钢丝绳,人力将钢丝绳从绳筒上取下比较困难时,可以借助专用机械和器具将其取下,也可以设计制作能够自由旋转的钢丝绳绳筒支架或自由回转转盘,以提高截取一定长度无扭结现象钢丝绳的工作效率。

2.2钢丝绳端头的处理

钢丝绳端头无论是用刀具切割,还是用电弧的方法切割,应把需截取钢丝绳的2个端头处理好,尽可能地不要让它在运送、安装、工作或拆出过程中出现散头现象。端头的处理方法一般有捆绑和焊接2种方式,见图1。事先用合适的铁丝捆绑好,见图1的B端头,捆绑直径不影响下一步的安装穿绳工作;如果捆绑直径影响下一步的安装穿绳,需在切割时用电弧将其焊好,为方便使用牵引钢丝绳连接,可顺便焊上1个连接环或螺母,见图1的A端头,焊接时注意不要让电火花损伤钢丝绳的受力部分。

图1钢丝绳端头及捻节距

2.3钢丝绳的安装

合理的钢丝绳安装方法可以减少钢丝绳的扭结现象,减少钢丝绳受到的附加载荷,从而减少钢丝绳的磨损,增加钢丝绳的使用寿命。例如,4m3电动挖掘机一般每月就必须更换1条提升钢丝绳,安装方法有2种,如图1所示,如果A、B分别为一条钢丝绳的2个端头,O为钢丝绳的中间段,一种是OAB或OBA的安装顺序,另一种是AOB或BOA的安装顺序。很明显,OAB或OBA的安装顺序要好于AOB或BOA。为了进一步提高安装效率,减少钢丝绳的扭结现象,可进行如下改进:

(1)为方便提拉提升钢丝绳A、B2个端头,可在铲棚顶部上的合适位置安装一手摇或电动小滚筒。

(2)拆下平衡滑轮,安装在钢丝绳中间O位置。为方便拆装平衡滑轮,可对平衡滑轮销轴轴向定位结构稍作改进。

穿绳比较复杂的设备要进行试装或预装,钢丝绳的2个绳端连接不要先固定死,待钢丝绳全部安装完毕,空负荷运转钢丝绳,钢丝绳各个部分自然到位,钢丝绳的扭结现象最小时,将钢丝绳的2个绳端连接固定好。

2.4钢丝绳安装后的磨合试车

对于刚安装完毕钢丝绳的露天矿山机械,必须进行磨合试车,立即进行重负荷工作的钢丝绳寿命会有不同程度的缩短,特别是在负荷重、工况差的露天矿山机械上尤为突出。安装好钢丝绳后,要经过一定时间的空运转、轻负荷、重负荷试车工作,一般空运转时间为10min左右,轻、重负荷运转时间为1h左右,期间要加强润滑与调整工作,如发现安装钢丝绳有咬绳、扭结现象,应立即停车处理,必要时应拆开钢丝绳的2个绳端连接,重新对钢丝绳进行安装和固定。

3钢丝绳维修的改进3.1钢丝绳的日常养护

要对使用中的钢丝绳及相关设施进行日常润滑与维护,暂时不用的钢丝绳应存放在绳筒上,要将钢丝绳全部涂上润滑脂并放在干燥处,以保护钢丝绳免受湿气、粉尘的侵蚀;对于长期停用和停封的露天矿山机械上的钢丝绳,也要进行涂油保护。

3.2钢丝绳及相关部位的定期维修

要定期检查钢丝绳内、外部的断丝和磨损情况,预先估计钢丝绳的断裂,及时更换钢丝绳,不能等到钢丝绳断裂时再更换,这样容易发生事故,还会造成对滑轮及卷筒的过度磨损。

一般判断钢丝绳的报废标准是10%的断丝率,即一个捻节距内(见图1的a到b)断丝达到钢丝绳总丝数的10%。例如,6×19+1钢丝绳的断丝数为6×19×10%=12(根)。

还要根据安全系数等级、绕制方法、磨损情况和设备负荷状态等情况选择更换时机,兼顾安全性和经济性原则。

要及时总结钢丝绳的使用维修经验,可以根据钢丝绳的实际工况重新确定和调整钢丝绳的新类型,是点接触还是面接触、是同向捻还是交互捻、是光面还是镀锌面以及哪一类更实用等。

要定期检查绳槽的磨损情况,若发现绳槽过度磨损,应立即修复,更新绳轮或滚筒;对于正常磨损还未超限的绳槽装置,更换钢丝绳时,应尽可能挑选直径大一点的,综合各部绳槽的磨损量,选配比较合适直径的钢丝绳,可有效地减轻钢丝绳所受的弯曲应力,进一步提高钢丝绳的使用寿命。

3.3钢丝绳的局部修换处理

对非对称磨损的钢丝绳,可采用调头处理的方法。例如KQQ型潜孔钻机提升钢丝绳(见图2),结合图1,AOB形式安装的钢丝绳,AO段有较多的天轮1、推压绳轮5等小直径滑轮,折弯和粉尘造成磨损严重,而OB段工作在室内,对比AO段磨损较轻,可掉头安装为BOA,让整条钢丝绳均匀磨损AOB;对称磨损的钢丝绳,可采用截短处理的方法。通过这2种方法,整条钢丝绳的磨损段置换为非磨损段,非磨损段置换为磨损段,虽然增加了维修工作量,但可以充分使整条钢丝绳的减少折弯次数相等,实现等磨损、等寿命,可将钢丝绳的使用寿命延长近1倍。

图2KQ1图图Q型潜孔钻机钢丝绳提升系统

1.天轮2.限位开关3.提升钢丝绳4.送杆器5.推压绳轮6.滚筒

3.4钢丝绳的端头固定

钢丝绳的端头固定方式多种多样,要安全可靠,还要特别注意预防端头一点磨损而整体报废。例如,4m3电动挖掘机开斗钢丝绳的摇臂端,绳卡固定(见图3),由于转角高达90°,在整体无磨损的情况下,常常发生端头局部磨损,可以进行局部处理或改进,寿命可提高数倍。预留一定长度在滚筒端,当开斗端磨损超限,通过采取去除开斗端磨损超限部分的维修方式,继续使用。更好的方法是将绳卡固定法改为编织固定法,添加1个60mm滑轮,消除大转角磨损,寿命可延长5倍以上。

3.5钢丝绳扭结和乱绳现象的消除

露天矿山机械操作中要避免冲击和斜拉操作,如果在用的钢丝绳产生扭结或乱绳现象,会造成钢丝绳过度磨损和剧烈损坏,所以应及时消除这类现象。

例如,QY-20型起重机的提升钢丝绳经过一段时间的使用,钢丝绳无任何磨损迹象,却在吊装工作过程中经常出现扭结或乱绳现象,影响了吊装工作的安全性和功效性。因该绳较长,更新比较浪费,这时应及时拆下释放扭结内力,可彻底消除乱绳现象。具体做法如下:找一段清洁的水泥路面,将扭结或乱绳的钢丝绳从设备上拆下,自然、平直地放在水泥路面上,再来回拖动几次,即可释放掉钢丝绳上的附加扭力,然后重新安装在设备上,可及时消除在用钢丝绳的扭结现象,提高其使用寿命。

图34m3电动挖掘机开斗钢丝绳的端头固定

1.开斗钢丝绳2.销轴3.绳卡4.滑轮5.开斗摇臂6.连接板

3.6钢丝绳润滑脂的选择

对一些比较昂贵的钢丝绳的润滑,不能只浇一点废机油或涂抹一些钙基质(黄油),应根据矿山机械作业环境和工况选用钢丝绳专用润滑脂。专用润滑脂可以经受风吹、雨淋、热空气的腐蚀和尘土的侵蚀,保证钢丝绳的合理润滑,可获得良好的耐磨效果,使钢丝绳的使用寿命达标。进口钢丝绳可优先选用国外的专用润滑脂,一般矿山机械上的钢丝绳选用国产的专用润滑脂即可。国内的专用润滑脂分为钢丝绳表面脂和钢丝绳麻芯脂,这2种润滑脂的质量指标见表1。

表1钢丝绳润滑脂的质量指标

钢丝绳表面脂采用固体烃类稠化高黏度矿物油,加入添加剂调制而成,具有良好的化学安定性、防锈性、润滑性、抗水性和低温性。这种润滑脂主要适用于钢丝绳的封存防护和润滑。

钢丝绳麻芯脂也采用固体烃类稠化高黏度矿物油,加入添加剂调制而成,具有较好的防锈性、抗水性、化学安定性、润滑性、黏附性和渗透性。这种润滑脂主要适用于钢丝绳麻芯的浸渍和润滑。

3.7钢丝绳润滑方式的改进

根据露天矿山机械的工作制度和我国目前生产的钢丝绳润滑剂脂的性能,在用设备的钢丝绳要求每班或每周润滑1次,一般大都采用铲子或刷子涂抹来润滑,这种加润滑脂的方法完全靠人工,润滑既不及时,涂抹不均匀,又费人力。为了提高钢丝绳的润滑质量,根据设备特点和实际工况条件,对润滑钢丝绳的润滑方式进行升级改造,加装全自动润滑系统,实现钢丝绳的适时、定量、自动加脂润滑,钢丝绳的润滑部位可采用刷脂法和喷脂法来加润滑脂,这样润滑均匀。钢丝绳润滑自动加脂系统见图4。

图4钢丝绳润滑自动加脂系统

4结语

改进钢丝绳作为低值易耗品的认识观念,改进钢丝绳的安装、使用、养护、润滑和维修方法,对露天矿山机械的安全可靠运行,降低动力消耗、维修工作量和维修成本有着重要的实际意义。

引文格式:

[1]杜德军.露天矿山机械钢丝绳的使用及维修改进.[J].矿山机械,,38(2):61-63.

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