猴车钢丝绳旋转问题分析与处理方法
发布时间：2024-07-31浏览次数：27
架空乘人装置，俗称猴车，是矿山人员运输的重要设备，广泛应用于各煤矿和非煤矿山，钢丝绳是猴车的重要组成部分，起到承载人员和传递动力的作用，在实际应用中，往往会出现钢丝绳旋转现象，造成掉绳、座椅偏摆过大等安全隐患。
1.座椅偏摆现象：固定抱索器猴车在座椅未乘坐人员时，吊椅在进入变坡点、驱动轮、尾轮时会明显向一个方向摆动，当经过这些位置后吊椅会恢复正常下垂状态。当钢丝绳旋转较为严重时，吊椅会发生较大角度偏摆，可能与巷道中其余设施发生勾连、碰撞，甚至与吊架、横梁碰撞，造成设备损伤。2.容易掉绳：钢丝绳在运行过程中产生旋转，在经过托绳轮时，因钢丝绳与轮衬间的摩擦力，造成钢丝绳沿托绳轮轴向移动，导致钢丝绳从绳槽内脱出。特别是托轮安装调整不到位，托轮端面与钢丝绳走向不平行，具有一定夹角时，空吊椅经过往往不会掉绳，因为钢丝绳压在托轮上的力较小，产生的摩擦力不能克服钢丝绳张力，因此可以正常通过；当吊椅乘坐人员时，钢丝绳与轮衬间的摩擦力增大，在托轮偏转力的作用下，造成掉绳，这就是乘人体重越大越容易掉绳的原因。在可摘式抱索器运行系统中，人员乘坐在座椅上，在重力作用下，抱索器与钢丝绳的摩擦力克服了钢丝绳的摩擦力，在运行过程中钢丝绳不会旋转，但钢丝绳的旋转应力会逐步积累，当乘人到站，且后方无人乘坐时，钢丝绳积累的旋转应力就会瞬间释放，造成较长距离的掉绳，人员乘坐过程中，在经过托轮位置时，施加在钢丝绳上的压力会产生瞬时变小，仔细观察就会发现，这时钢丝绳在抱索器内会产生一定旋转。3.轮衬磨损加剧：由于钢丝绳旋转，钢丝绳与托绳轮间的滚动摩擦会转变为滑动摩擦，导致轮衬磨损加剧。钢丝绳旋转的原因分为内因与外因，内因主要为钢丝绳制造质量造成的应力不均衡和放绳插接过程造成的应力不均匀；外因主要有驱动轮和尾轮安装、变坡点轮组安装调节不到位，造成钢丝绳旋转，主要体现在钢丝绳受力较大的部位（钢丝绳走向改变的部位）。1.钢丝绳内部应力不均衡。猴车钢丝绳一般为一整根钢丝绳经插接形成环状，在放绳过程中钢丝绳局部缠绕、打结，经插接、张紧后造成局部内应力大，钢丝绳运行初期，内应力大的部位会逐步释放，从而造成钢丝绳旋转。这种情况下，当钢丝绳张紧力发生变化（配重增加与减少）也会改变钢丝绳内部应力分布，从而使达到平衡的钢丝绳再次产生旋转现象。2.驱动轮、尾轮入绳角度偏差。根据安装要求，钢丝绳安装后形成的包围平面与驱动轮、尾轮平面平行，但在实际安装过程中往往无法保证平行度，造成上入绳或下入绳的现象（如下图）。驱动轮或尾轮绳槽一般为弧形，当钢丝绳进入绳槽为上入绳时（左下图），钢丝绳与绳槽上半段圆弧接触，随着轮子旋转，进入绳槽的钢丝绳会逐步回到绳槽中心处，而在驱动轮、尾轮处，钢丝绳受力大，在钢丝绳回到绳槽中心的过程中，会形成滚过，也就是造成钢丝绳顺时针旋转，如果钢丝绳上安装有固定抱索器吊椅，可以看到吊椅距驱动轮或尾轮还有一段距离时，吊椅下端会逐渐改变自然下垂状态，向内偏斜，在进入驱动轮或尾轮后偏转角度最大。右下图为钢丝绳下入绳状态，造成的钢丝绳旋转与上入绳时相反，吊椅的摆动方向也相反。入绳角度偏差越大，造成的钢丝绳旋转就越严重，甚至入绳时钢丝绳未压到圆弧段，驱动轮或尾轮转动一半角度时钢丝绳还不能回到绳槽中心，钢丝绳在拉力作用下会突然回弹到绳槽内，造成较大的异响。
3.轮组安装位置偏差。轮组安装偏差造成钢丝旋转主要集中在变坡、转弯、抗绳等钢丝绳受力较大的位置。在理想状态下，沿线两侧钢丝绳始终保持平行走向，且钢丝绳位于托轮绳槽中心位置，但在实际安装过程中，托轮安装位置会存在一定偏差，导致钢丝绳不在绳槽中心位置，如下图所示，当钢丝绳偏向绳槽内侧时，在受力状态下，钢丝绳产生顺时针旋转，当钢丝绳偏向绳槽外侧时，在受力状态下，钢丝绳产生逆时针旋转，钢丝绳越靠近绳槽中心，产生的旋转就越小，反之越大。
钢丝绳旋转还与施加在托轮上的压力大小有关，位于直线位置的托轮，只承受钢丝绳重量和乘人重量，受力较小，钢丝绳与轮衬间的摩擦力小，不足克服钢丝绳张力，基本不会导致钢丝绳旋转。在受力较大的变坡点位置，因压力大，摩擦力大，摩擦力克服钢丝绳张力，使钢丝绳产生旋转。
三、钢丝绳旋转预防与处理
钢丝绳旋转问题处理相对繁琐，相对而言驱动轮、尾轮位置的钢丝绳旋转问题查找和处理相对简单，轮组造成钢丝绳旋转问题查找和处理相对较难，需要有足够耐心查找和处理。
1.严格按照设备安装步骤和安装要求进行设备安装。安装前找准安装中心线及巷道腰线，严格控制机头大梁、机尾大梁、横梁的水平度，严格控制吊架（或托轮）与中心线的距离，通过安装过程的控制，尽可能减少造成钢丝绳旋转的可能性。
2.控制好放绳、插绳过程。放绳、插绳过程中严格按说明书步骤操作，将钢丝绳一端固定，用旋转钢丝绳卷筒的方式将钢丝绳逐渐放出，禁止直接将钢丝绳从卷筒内拉出形成螺旋状，防止放出的钢丝绳堆叠及缠绕在一起。
3.空载运行消除应力。钢丝绳安装后应进行空载运行，使不平衡的内部应力逐步均衡或减少，操作方法详见产品说明书。
4.驱动轮或尾轮钢丝绳旋转的处理。驱动轮、尾轮入绳角度偏差造成钢丝绳旋转，一般在驱动轮或尾轮前方安装一组托压轮装置，如果是上入绳则适当将钢丝绳向下压，下入绳则向上托，通过调整钢丝绳的高度，使入绳方向基本与驱动轮或尾轮平面平行，即可消除或有效控制钢丝绳旋转。
5.变坡点钢丝绳旋转的处理。一般变坡点处安装有多组双托轮装置，每组双托轮的左右位置，受力大小都有细微的区别，首先要检查变坡点处的绳距是否与设计相同，再检查各轮组端面是否在同一竖直平面上，结合钢丝绳旋转方向进行综合判断，最直观的就是检查钢丝绳是否在绳槽中心位置，如果能保证钢丝绳处于绳槽中心5mm范围内，钢丝绳旋转问题基本可解决。
6.技术更新以减少出现钢丝绳旋转的可能性。根据钢丝绳旋转问题分析与处理方法，在进行技术设计时，在临近驱动轮和尾轮的位置设计一组托压轮装置，以便调节入绳角度，在变坡点可采用四托轮或整体安装支架，以降低安装难度，来保证变坡点托轮在同一竖直平面。
总之，钢丝绳旋转问题并不可怕，也不是无解，需要安装调试人员认真观察，仔细思考，多调多试，只要找到其根本原因，处理起来就比较简单。（牟方泽）
