基于压绳轮装置在起重机械卷扬机构上的研究.pdf

114建设机械技术与管理 2023.05 检验维修1 工程应用概述葛洲坝集团巴基斯坦 SK 水电站工程引水隧洞项目共设计布置了 1 条调压竖井和 6 条压力竖井，7 条竖井按照施工组织设计共配置了 7 台门架式起重机（以下简称门机）。7条竖井作业施工面最深的达 220 米，最浅的也达 180 米，对于门机的运行现状来看，负扬程均属于超常规扬程标准。根据竖井施工要求，所有门机分别单独设计了主钩卷扬机构和载人吊笼卷扬机构，主钩卷扬机构和载人吊笼卷扬机构均单独配置的 2 套同步卷扬机构，并均可实现卷扬机构独立运行功能。为尽可能的消减卷扬机构上的钢丝绳在运行过程中的缠绕问题，每套卷扬机构分别布设了同向运行不同旋向的 2根钢丝绳，因此主钩卷扬机构和载人吊笼卷扬机构均为 4 根钢丝绳。在这种特定负扬程较大的实际运行条件下，通过对门机的运行状态观察，卷扬机构钢丝绳在门机运行过程中时常出现排序紊乱（见图 1）的不规则现象，进而导致卷扬过程中发生“夹绳”等问题，造成钢丝绳的非正常损坏，同时受门机设计方面带来的缺陷问题，导致钢丝绳在运行过程中不可避免的与卷扬机构产生一定的自由状态夹角，使得钢丝绳在应力的作用下出现“夹绳、突股、散劲、拉丝”等问题，所述发生的这些问题，既降低了钢丝绳的使用寿命，增加了门机运行成本，也对施工生产造成了较大影响。针对门机钢丝绳使用过程中所发生的问题，本着降低成本、提升功效、安全运行的原则，结合门机卷扬机构使用现状，我们设计并制作了一种结构合理、实用性强且安装简单的可自动调整压绳轮装置，该压绳轮装置可有效解决竖井门机钢丝绳使用过程中排序紊乱和钢丝绳与卷扬机构的夹角问题，避免了门机钢丝绳的非正常损坏现象，同时也可适用于解决其它起重机械在使用过程中出现的类似问题。基于压绳轮装置在起重机械卷扬机构上的研究Research on the Hoisting Mechanism of Hoisting Machinery Based on the Press Rope Wheel Device闵国政 孙宏涛 孙盎然 杨宇（中国葛洲坝集团第三工程有限公司，陕西 西安 710075）摘要：本套压绳轮设计是一种应用于竖井门机钢丝绳卷扬过程中起安全作用的保护装置，可以有效地解决巴基斯坦 SUKI KINARI 水电站竖井门机钢丝绳在卷扬时出现的夹绳、突股、散劲和拉丝等问题。该压绳轮装置安全可靠、安装简单且调试方便，可有效提升门机安全运行效率，是一种能安全有效地应用于起重机械卷扬机构钢丝绳压绳轮装置。关键词：压绳轮；竖井门机；钢丝绳；安全运行；应用 中图分类号：TH213.5 文献标识码：B图 1 钢丝绳在卷扬部位排序紊乱实图2 技术改造情况说明2.1 技术改造思路本钢丝绳压绳轮装置改造设计基于卷扬机构钢丝绳在提升或下降过程中，始终保持对钢丝绳施加适当压力，以达到钢丝绳在卷扬运行过程中匀称排序，并降低钢丝绳非正常损坏概率的目的。该压绳轮装置主要特点是加工简单大部分利用现场材料即可进行加工，制作成本低、安装便捷、实用性强、安全操作性强，可有效解决起重机械卷扬机构上的钢丝绳排序等有关问题。2.2 压绳轮装置设计技术难点SUKI KINARI 水电站工程 7 台竖井门机是针对竖井施工特点进行设计，结合门机机构运行特点，本压绳轮装置存在着以下三点设计方面的难点：(1)卷扬机构在门机门架顶部布置的空间狭小，需充分2023.05 建设机械技术与管理 115检验维修考虑在不影响卷扬机构运行的条件下进行压绳轮的安装设计。(2)卷扬机构为量身定制设计，轴向长度达 2.4 米，且每套卷扬机构为同向 2 根钢丝绳布设，即每套卷扬机构需要安装 2 付压绳轮装置。(3)压绳轮装置必须根据钢丝绳的运行始终保持对钢丝绳起到一定的可靠作用力压力，以达到压绳轮与钢丝绳在无间隙状态下工作，确保钢丝绳的排序路线按照正常排序轨迹运行。2.3 压绳轮装置设计创新 3 大亮点：(1)本压绳轮设计为主、副压绳轮组合结构，副压绳轮可针对不同长度的卷筒进行选装，主、副压绳轮间通过拉力弹簧达到自动调整的功效，保证压绳轮与卷筒两端之间紧密配合；(2)针对不同直径的卷扬机构卷筒需要的压杆作用力度不同，本连接杆上设有多个间距合理的拉力弹簧安装孔位可增可减拉力弹簧数量，并在弹簧安装的底部位置设有可调节挂钩，以便于拉力弹簧的安装及压绳轮压力力度的调整；(3)本压绳轮始终保持与卷扬机构钢丝绳在作用力的条件下可机械式自动同步运行，不需再借用电机或其它外界作用力，结构便捷。3 起重机械卷扬机构钢丝绳压绳轮装置结构组成（见图 2）伸缩拉力弹簧调节力度的压杆机构，压杆与连接杆相连接并通过连接杆伸缩拉力弹簧进行压力调节，为防止连接杆在压杆上滑动影响弹簧拉力，我们在连接杆与压杆连接处两侧均设置了连接销，弹簧底部与可调节挂钩相连接，可对弹簧拉力进行适度调节。4 技术改造在工程上的应用（见图 4 和图 5）3.1 卷扬机构及钢丝绳型号本装置为起重设备自带配置的卷扬机构设计，根据钢丝绳直径型号不同和卷扬机构卷筒的直径不同等特点，该装置可适用于各类起重卷扬机构。3.2 主、副压绳轮结构（见图 3）本压绳轮装置选用主、副压绳轮组合结构，针对长度差异不同的卷筒，可对副压绳轮进行成对选装，并且副压绳轮与主压绳轮、副压绳轮与副压绳轮间通过伸缩弹簧可进行弹性连接，以保证压绳两端可紧密撑住卷筒两端侧板。3.3 压杆（轮轴式结构）及拉力弹簧连接本装置针对压绳轮所需要施加的压力，设置了可通过图 2 卷扬部位钢丝绳压绳轮装置结构组成图本钢丝绳压绳轮装置视钢丝绳及卷筒规格尺寸型号来选用相应的副压绳轮及拉升弹簧规格型号、数量。待本装置安装完毕后，根据钢丝绳在卷扬部位收放时的排序效果，对与拉伸弹簧相连接的调节挂钩进行适度调节，以保证压绳轮对卷扬部位的压实力度。待本压绳轮装置安装调试完成后，卷扬机构运行过程中，并对钢丝绳压绳轮压实力度进行跟踪检查，如若压实钢丝绳效果不理想，需及时对调节挂钩进行调节，达到理想压（下转第 117 页）图 3 卷扬部位钢丝绳主、副压绳轮连接图图 4 为卷扬部位钢丝绳压绳轮装置三维建模图（正视图）图 5 卷扬部位钢丝绳压绳轮装置三维建模图（侧视图）2023.05 建设机械技术与管理 117检验维修免进入氧化铝生产系统，这样能够大大减少了拆卸固定螺栓的耗时。2.2 使用电动扳手紧针对使用梅花扳手拧紧固定螺栓的问题，通过对比实验可得出使用电动扳手拧紧后再使用梅花扳手拧紧到位，相比于只使用梅花扳手拧紧，可以快速的安装紧固好固定螺栓，在很大程度上减少了拧紧紧固螺栓花费的时间，是一个有效提高更换筛网更换效率的措施。圆振动筛筛网安装需要安装固定两侧涨紧螺栓，如果不把握好筛网安装时的涨紧度，就容易出现矿石积压在筛网上，导致筛网异常磨损，增加停机更换筛网的频次，因此，不仅需要使用电动扳手紧固，还需要使用扭矩扳手拧紧至扭矩 167 206N/m 之间。这样，可以有效避免了筛网因涨紧度不够会导致的筛网容易破裂且筛分效率低的问题。2.3 两人一组配合安装 圆振动筛筛网安装需要安装固定两侧涨紧螺栓，因此只有一组人员拧紧螺栓，人员在移动过程中会耗费时间，导致不能最优效率的更换圆振动筛筛网。在使用两组人拧紧涨紧螺栓，加快了安装筛网的效率，减少了更换筛网所使用的时间。整改后，在其余条件不变的情况下，两人一组安装的方法通过实际记录得到的数据减少 0.5 小时的时间。在圆振动筛实际运行中，筛网使用寿命没有明显减少，观察筛分后的合格铝土矿转运皮带的皮带秤数没有减少。说明了这样的安装方法在提高更换效率的同时还能保证筛网安装质量。在更改后 3 个月的更换筛网中，每次更换筛网耗时大约减少了 20%25%，减少的时间能够使设备投入生产之中，提高了设备运行率和矿石生产量。3 结束语通过改进筛网更换各工序中存在的缺陷，解决了更换筛网耗时长的问题，进一步提高了破碎系统的设备运转率，使得生产效率有了一定的提升，矿业公司破碎系统每年可多生产 37440 吨铝土矿石，综合计算可降低一定的生产成本。同时保准化的更换筛网能够使筛网寿命周期趋于一个稳定值，能够合理的安排破碎系统性的减小消缺，减少了频繁停机造成的浪费。参考文献1 张红强，高峰.橡胶合金筛板在 YA2160 型圆振筛中的应用 J.矿山机械，2008，36（20）：66.2 安殿伟.双轴圆振动筛在煤炭筛分中的使用与维护 J.煤炭加工与综合利用,2013（4）:35-37.3 南昌矿山机械有限公司.振动筛使用说明书 K.南昌：南昌矿山机械有限公司，2005.4 段希祥.碎矿与磨矿 M.北京：冶金工业出版社，2006.5 谢飞，韦振权.浅议提高圆振筛产能的整改措施 J.装备制造技术，2011（10）：204-205.6 杨淑琳.圆振动筛筛分效率的研究 D.湖北：武汉科技大学，2015.7 中南矿冶学院，东北工学院.破碎筛分 M.北京：中国工业出版社，1961.收稿日期：2023-06-13作者简介：钟荣臻，学士，助理工程师，研究方向为矿山机械设备。项目割旧螺栓拆压板拆旧筛网 装新筛网装压板耗时11120.9表 3 改进后更换筛网工序平均耗时（单位：小时）实效果；并不定期对弹簧弹性拉力进行检查，若如弹簧拉力失效或达不到应有效果需及时进行更换。5 结 语本起重机械卷扬机构钢丝绳压绳轮装置经过了细致的分析和设计，在巴基斯坦 SUKI KINARI 水电站工程竖井门机卷扬机构钢丝绳运行过程中，加装该装置后可有效提高竖井门机运行效率，并可避免掉因卷扬机构钢丝绳排序问题引发的一系列钢丝绳安全和故障问题。经现场论证，该压绳轮装置安全可靠、安装简单且调试方便，可有效提升门机安全运行效率，是一种安全、简易且实用的起重机械卷扬机构钢丝绳压绳轮装置。参考文献1 孙宏涛.一种对卷扬机钢丝绳限位的压绳轮装置实用新型专利 P.国家知识产权局.2022.11.收稿日期：2023-08-21作者简介：闵国政，学士，工程师，研究方向为工程机械和设备管理。上接第 115 页