多绳摩擦提升机钢丝绳对摩擦衬垫的磨损分析

 多绳提升钢丝绳与摩擦衬垫是多绳提升机系统中重要的组成部分，本文简要的讲述多绳摩擦提升机系统中提升钢丝绳在摩擦衬垫上的蠕动以及钢丝绳扭转的产生，同时着重讲述了多绳提升钢丝绳与摩擦衬垫之间的磨损多种因素。本文的主要通过研究钢丝绳在摩擦衬垫上蠕动产生的磨损以及钢丝绳扭转的产生的磨损，从而使大家进一步了解提升钢丝绳与摩擦衬垫之间相扶相称的关系。
1 钢丝绳在摩擦衬垫上蠕动产生的磨损：
多绳摩擦提升机主导轮两侧的钢丝绳张力是不相等的，如图1所示，提升重载时t1>t2。t1侧钢丝绳弹性伸长大，当钢丝绳对主导轮的围包弧ab，由t1侧转到t2侧时变为a’b’，由于弧ab长度变小，使钢丝绳在摩擦衬垫上产生弹性蠕动，从而使衬垫受到磨损。每段钢丝绳绕过主导轮时都发生长度微量变化产生蠕动，蠕动是衬垫磨损的主要原因。
多绳摩擦提升机示意图
2 钢丝绳扭转的产生及其对摩擦衬垫的磨损：
(1) 悬垂钢丝绳扭转的产生
弹性静力学综合方程为
t= pε+e a(1)
m =eε+d a(2)
式中:
t— 作用在钢丝绳上的终端载荷(包括钢丝绳自重 )；
m— 钢 丝 绳 上的扭转力矩；
ε— 钢 丝 绳 的 纵 向应变；
a— 钢丝绳的扭转应变；
p— 钢丝绳的纵向刚度；
d— 钢丝绳的扭转刚度；
e— 影响参数。
由式 ( 1)式和(2) 式可知，提升钢丝绳在工作中，由于受到轴向拉伸，会使钢丝绳产生一个横向的扭转力矩，在扭转力矩的作用下，钢丝绳发生扭转，其扭转方向与提升钢丝绳捻向有关。
(2) 钢丝绳扭转对摩擦衬垫的磨损
多绳摩擦提升主导轮在工作过程中，包围在摩擦轮上的钢丝绳在c点上会对绳槽产生一个法向的正压力fτ，并且越靠近d点和d’点，fτ变得越来越小，在d点和d’点处，fτ = 0。如果钢丝绳与摩擦衬垫看成是相对静止的，那么在fτ的作用下，c点处会产生一个相对最大静摩擦力fmax。同时在扭转力矩的作用下，钢丝绳在摩擦衬垫的接触面上会受到绳槽对它作用的摩擦力fm，当fm >fmax时，钢丝绳在接触面上就会发生旋转，越靠近d点和d’点，旋转的角度越大，对摩擦衬垫的磨损也就越大。当fm图2 钢丝绳在摩擦轮接触面上的扭转力学分析示意图
根据分析 ，钢丝绳在靠近d点发生扭转时，对摩擦衬垫产生的磨损方向与靠近d’点产生的磨损方向相反，如果没有导向轮，钢丝绳在对摩擦轮两侧摩擦衬垫的侧向磨损是均等的，在导向轮的作用下，钢丝绳扭转传递到导向轮一侧时会大大减弱。因此，导向轮一侧摩擦衬垫的侧向磨损不能补偿另一侧的侧面磨损，出现不规则凹陷磨损。钢丝绳表面情况不好（即由于钢丝绳内的单股或几股受力而使整根钢丝绳的外形变化），钢丝绳扭转对摩擦衬垫的磨损会更加剧烈，因此摩擦衬垫的磨损与钢丝绳稳定性有着重要关系。
3 不平衡张力引起的磨损：
钢丝绳张力不平衡会对摩擦衬垫产生磨损，尤其体现在绳槽直径的偏差引起的张力不平衡上。由于绳槽直径不等，搭在较大直径绳槽上的那条钢丝绳受到张力最大，上升侧产生较大弹性伸长，围包在摩擦轮上的钢丝绳蠕动现象明显，对摩擦衬垫的磨损相对较快。摩擦衬垫的严重磨损会使钢丝绳受张力不平衡，相对承受最大张力的钢丝绳会交替出现，而承受最大张力的钢丝绳内的各股钢丝与衬垫接触及受力也会发生变化，从而使钢丝绳产生变形，这样钢丝绳对摩擦衬垫的磨损也会加剧。因此，钢丝绳对摩擦衬垫相对较大的磨损也会交替发生，影响钢丝绳的使用寿命。
4 摩擦衬垫的摩擦系数选用不当引起的磨损：
选 用 不 合适的摩擦系数的摩擦衬垫，造成钢丝绳在摩擦轮上产生相对滑动，加剧磨损，甚至引起提升容器放大滑严重事故，因此，要根据工况，选用合适摩擦系数的摩擦衬垫。摩擦衬垫的摩擦系数分为干绳时摩擦系数、湿润时摩擦系数和有润滑剂时摩擦系数。主导轮上摩擦衬垫的摩擦系数与钢丝绳的绳压有关，在钢丝绳绳压不同的情况下，摩擦衬垫的各类摩擦系数并不相同。以西德伯赫母工厂生产的号码为563的摩擦衬垫为例。
563型衬垫的主要技术参数
5 其他因素对摩擦衬垫的磨损：
(1) 紧急制动时，提升钢丝绳与摩擦衬垫间可能产生相对滑动，引起衬垫急剧磨损。
(2) 钢丝绳中的一根由于某种原因使两侧钢丝绳张力差超过了防滑极限，出现单根钢丝绳滑动现象，加剧衬垫磨损。

多绳摩擦提升系统在运行过程中，钢丝绳蠕动、扭转和张力不平衡现象等是衬垫产生剧烈磨损的主要原因，所以要从具有较高比压、抗疲劳性能以及根据绳压和摩擦系数选用合适的摩擦衬垫；要从具有足够稳定性方面选用钢丝绳。对钢丝绳应定期测张力，同时测量绳槽（必要时车削绳槽）、调绳长来调整钢丝绳张力的偏差，使其在允许的范围之内，减小摩擦衬垫的磨损，同时延长钢丝绳的使用寿命。