矿山机械 | 立井多绳摩擦式提升机摩擦垫维护研究

2023-02-28 10:53:27 来源：企鹅号：准准酱的杂货铺

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简介：摩擦系数是摩擦衬垫的最重要参数它的大小决定着提升机的提升能力和运行安全和稳定。不同的材料,不同的对偶摩擦副,及它们之间的介质不同。反映的摩擦系数也不同,煤矿提升上的摩擦系数是由钢丝绳与衬垫构成对偶摩擦副在油脂作为介质的条件下形成的,因此,提升机的摩擦系数也就是由衬垫、钢丝绳及油脂三者联合作用所决定的。

立井多绳摩擦式提升机摩擦垫

摩擦衬垫的性能参数

1.1 摩擦系数

摩擦衬垫

摩擦系数是摩擦衬垫的最重要参数它的大小决定着提升机的提升能力和运行安全和稳定。不同的材料,不同的对偶摩擦副,及它们之间的介质不同。反映的摩擦系数也不同,煤矿提升上的摩擦系数是由钢丝绳与衬垫构成对偶摩擦副在油脂作为介质的条件下形成的,因此,提升机的摩擦系数也就是由衬垫、钢丝绳及油脂三者联合作用所决定的。

1.2 硬度

硬度反映了材料抵抗变形的能力,非金属材料的硬度远远低于钢材，但钢丝绳与衬垫接触，发生变形能吸收钢丝绳振动、抖动和扭转产生的动能,减轻设备的振动。同时衬垫变形可以增加衬垫与钢丝绳的接触面积,增大摩擦力。三角股及近年来开发的椭圆股钢丝绳，就是为了增加钢丝绳与衬垫之间的接触面积而设计的。

1.3 抗压强度

摩擦衬垫的工作状态决定着衬垫应具有一定的抗压强度,设计规范指出,提升机正常工作状态下,村垫承受的最大工作压强在3MPa 以下，考虑到特殊情况，如紧急制动,衬垫承受的工作压强成倍增加。

1.4 抗老化性

橡塑材料存在一个致命的弱点，即老化。材料一旦发生老化,机械性能急剧下降,如果不及时更换,会存在重大事故隐患。如聚氨酷正常放置时间两年后即发生老化,经研究及使用显示,k25 材料制作的摩擦衬垫，不管是长期使用还是长期放置,衬垫的性能指标几乎没有发生变化，抗老化性能好。

1.5 环境

环境如温度、水、雪、冰、灰尘等,因为其改变了衬垫与摩擦副之间的介质状态对衬垫的摩擦系数的影响都很大。

摩擦衬垫的失效形式

2.1 磨损

摩擦衬垫磨损

(1)滑动磨损

钢丝绳与衬垫发生相对位移,表面粗糙的钢丝绳会对衬垫表面拉出痕槽,即衬垫产生滑动磨损。相对位移距离越长，滑动磨损越严重。

滑动磨损的产生与材料的摩擦系数关系密切。相同条件下,摩擦系数越高,相对滑动的距离越短，滑动磨损越小

(2)粘着磨损

提升机工作中,钢丝绳与衬垫频繁接触,在交变压力的作用下,强度高的钢丝绳，表面会粘着微小的衬垫材料，即衬垫产生粘着磨损。

粘着磨损与材料分子间结合力有关如果材料中添加无机物，就会破坏材料的连贯性,降低分子间结合力,粘着磨损加剧。如果摩擦衬垫材料的选型，满足提升机的正常运转，滑动磨损和粘着磨损属正常损耗。

(3)均磨损

绳槽磨损不一致:衬垫使用中,各个绳槽的工作状态应该一样,绳槽的磨损应该一致,如果出现某个绳槽磨损与其它有差别,可以判断出某根钢丝绳的工作状况发生变化,此时应对钢丝绳进行调整同时也应对绳槽进行调整。

绳槽磨偏:整个绳槽呈椭圆型,产生原因是某段钢丝绳出现异常,要排除钢丝绳异常，同时对绳槽进行调整。

2.2 点蚀剥落

设备正常运转,衬垫承受的压强在3MPa 以下此压强数值远远小于衬垫的抗压强度，不会对衬垫造成损坏。钢丝绳与衬垫之间存在油脂介质，介质中混有煤灰等其它硬质点,这些硬质点在合适的条件下会嵌入衬垫,在衬垫表面形成凹坑，可坑在随后质点的多次作用下会扩大，随后油脂进入凹坑，此时凹坑中的油脂产生很大的压强，当压强大于材料的承受能力,就会在材料的薄弱处，即凹坑的边缘产生裂纹。多次作用,裂纹扩展,最后发生剥落，也就是凹坑变大变深,最终连成一片,同时下一个循环开始进行,并且循环速度加快,时间缩短。材料的弹性和韧性决定着点蚀剥落的快慢,弹性好的材料,当质点压入外力去除后,坑很快恢复，也就是说,凹坑形成，质点作用的次数要多;韧性好的材料,裂纹扩展的速度慢。因此，同类材料,硬度高,抗疲劳性能差使用效果差。

点蚀剥落对衬垫的损害很大，是衬垫早期失效的主要原因，一旦发生，不仅加快了绳槽材料的损失，同时造成绳槽底部定深度的材料性能急剧下降,此种现象应尽量避免。一旦发生,应尽早去除钢丝绳与衬垫表面之间的多余油脂和杂质。

2.3 抗压强度

衬垫掉块通常发生在绳槽边缘,产生的原因主要有两种，一种原因是材料发生老化;另一种原因是材料受到较大的交变应力。

第一种情况，由于材料性能已发生根本变化,衬垫的继续使用存在着很大的危险,应立即更换。

第二种情况,交变应力的产生,是因为绳槽直径和钢丝绳直径不匹配造成的。当钢丝绳直径大于绳槽直径,钢丝绳进入绳槽时,首先挤压绳槽侧面,尤其是绳槽尖角处受到的挤压力最大，并紧紧裹住钢丝绳,钢丝绳离开绳槽,尖角处受到往外的拉力,同时挤压力消失。多次作用后,材料组织发生疲劳，当组织结构力小于外部施加的挤压力时,尖角处产生裂纹并扩展，然后断裂。钢丝绳直径与绳槽直径相当,绳槽深度大于钢丝绳半径时,钢丝绳进入绳槽后,衬垫在压力的作用下,绳槽发生变形，开口处的距离应小于钢丝绳直径,钢丝绳离开绳槽,会对绳槽尖角产生一定的冲击力,循环作用,也会产生掉块。

设备平衡调节不好,提升机运行时会引起钢丝绳的抖动或振动。抖动和振动所产生的动能,长期作用于衬垫上,也会造成衬垫槽边缘薄弱处掉边。但此种情况的掉块,随钢丝绳的抖动程度而发生变化，各槽掉块的大小不一样,也可能某圈绳槽掉块。

衬垫掉块一旦发生，首先应判断是什么原因造成的，如果全部衬垫均匀掉块首先应从材料方面分析;如果发生非均匀掉块,机械原因应占主导。钢丝绳的机械作用而引起的掉块,通常情况下并不影响衬垫的整体质量,可以继续使用;如果是老化引起的掉块,必须立即更换。