多绳摩擦提升上提货载防滑安全系数分析

1 摩擦提升的传动原理多绳摩擦式提升机其工作原理不同于缠绕式提升机，它是依靠钢丝绳与摩擦衬垫之间的摩擦力来传递运动的，其摩擦力对多绳摩擦提升机 的正成靠运行有着极为重要的影响。根据挠性体摩擦传动的欧拉公式，对上提货载有：F - F em式中：F -- 上升侧(重载侧)钢丝绳的张力，N；F -- 下放侧(空载侧)钢丝绳的张力，N；- - 钢丝绳与摩擦衬垫之间的摩擦系数，通常取 - 0.2；a- - 钢丝绳对主导轮的围包角，rad。

当主导轮经减速器被电动机带动转动时，所传递的最大摩擦力等于两侧钢丝绳的张力差，即：F - F - F - F (e ～ 1) (1)2 防滑安全系数多绳摩擦式提升计算的特点集中表现在防滑问题上。由式(1)知，主导轮两侧钢丝绳的张力差为 -，正是该力使钢丝绳具有向张力大的-侧产生滑动的趋势 ，即滑动力 。 (em-1)-项为钢丝绳与摩擦衬垫之间的摩擦力，它阻止发生相对滑动，即防滑力。防滑力越大，滑动力越小，钢丝绳越不易滑动。式(1)表示钢丝绳与摩擦衬垫处在将滑动又不滑动的临界状态～防滑力与滑动力的比值定义为防滑安收稿口l9：2012-12-28作者简介：马良(1 976-)，男(汉)，新疆乌鲁木齐，硕士，讲师主要研究矿l机械计算机仿真。

全系数 ，即-FI( -1) -] (2)防滑安全系数越大，则钢丝绳越不易滑动。在计算防滑安全系数时，如果 、 只考虑静阻力，则得纠滑安全系数，即：，- (3) - -- - Jr - r q式 中： ，-- 纠滑安全系数；F -- 重载侧钢丝绳的静阻力；- - 空载侧钢丝绳的静阻力。

如果式(3)中，两侧钢丝绳的张力F 、F 既考虑静张力 ，又考虑起动加速和制 动减速过程时的惯性力，则F - F ± m a， - ，千 /7"/ 口F - - (F - )± (m )n故有动防滑安全系数- 寰 ㈤式中： -- 上升侧(重载侧)总变位质量，kg；m -- 下放侧(空载侧)总变位质量，kg；n-- 提升加速度，m/s 。

惯性力前面的运算符号：上面的符号用于加速阶段，下面的符号用于减速阶段。

为了保证提升过程不发生打滑，必须验算防滑安全系数。我国《煤炭工业设计规范》规定：提升重物时，动防滑安全系数 不得小于 1.25；纠滑安全系数 ，不得小于 1.75。

3 上提货载防滑安全系数变化规律由图 1所示，在上提货载的某-瞬间(即当提升马 良，等：多绳摩擦提升上提货载防滑安全系数分析 45容器运行到行程为z时)，重载侧(上升侧)及空载侧(下放侧)钢丝绳的静阻力 F 、 分别为 ：Iflk I1 1I l lH. f1 6 0ljl ：L图 1 多绳摩擦提升上提货载计算示意图F - g[m m 1户(HK H - z)72qg(HH )]wFzJ- g[m nl p(HKz)n2q(H HH-z)]-wF - -g[krn( 1P-7z2q)(H -2z)]式中： -- 容器货载质量，kg；m：-- 容器 自身质量，kg；P、q-- 分别表示提升钢丝绳及尾绳每米长度质量，kg/m；w 、w -- 分别表示上升侧及下放侧矿井阻力 ，N；、/12-- 分 别表示提升钢 丝绳及尾绳 的数 目；是-- 矿井阻力系数，箕斗提升：k-1.15；罐笼提升：k 1.2。

3.1 等重尾绳系统3.1.1 纠滑安全系数- gem 7z p(HKH HH)]-F -F -gEkm(，z1 P-r/2q)(H -2z)]-kmg因 、 - 随提升高度恒定不变，故纠滑安全系数aj按式(3)可知在整个提升过程恒为常数。如图 2中abcd线。

3.1.2 动防滑安全系数(1)加速段：动防滑安全系数 由式(4)可知，因分母加了-个恒定(优 m )n值，分子减了-个m a恒定值，故动防滑安全系数在加速阶段比纠滑安全系数减少了-个恒定值。如图2中 线。

(2)等速段：动防滑安全系数 由式(4)可知，在等速阶段等于纠滑安全系数 。如图2中 线。

(3)减速段：动防滑安全系数 Gd由式(4)可知，因分母减了-个恒定( )口值，分子加了-个m a恒定值，故动防滑安全系数在减速阶段比纠滑安全系数增加了-个恒定值。如图2中 g 线 。

5n bc dl./ l图 2 上提货载等重尾绳系统防滑安全系数变化规律aj：abcd； ：efbcgh3.2 重尾绳系统3.2.1 纠滑安全系数Fzj-g[m。 l (HKz)，l2q(H，HH-)]-W -A-BxA g[m。 7zlpHK十 n2q(H HH)]-W ，B ：g(n2q- l户)> 0F - g[ ( 1P-n2q)(H -2z)]：C DxC g[ - (72q- 1夕)H ]，D- 2g(n2g-1p)> 0因 -A-＆ 随提升高度线性减小， - CDx随提升高度线性增大，故纠滑安全系数 i由式(3)可知，在整个提升过程单调减校如图3abcd线。

3.2.2 动防滑安全系数(1)加速段：动防滑安全系数 由式(4)可知，因分母加了-个恒定( m )n值，分子减了-个m a恒定值，故动防滑安全系数比纠滑安全系数在加速开始时减少了-个恒定值；又因为F -A-＆ 随提升高度线性减小，F - -CDx随提升高度线性增大，故动防滑安全系数 在加速过程中单调减校如图 3中 线。

(2)等速段：动防滑安全系数 由式(4)可知，在等速阶段等于纠滑安全系数。如图3中 线。

(3)减速段：动防滑安全系数 O'a由式(4)可知，因分母减了-个恒定( ，十 )口值，分子加了-个46长春工程学院学报(自然科学版)圄 3 上提货载等麓尾绳系统防滑安全系数变化规律o，：abcd；dd：efbcgh、] ，g z.Jr-1 p(H ) q (H 十HH～ )～ 缈 A如 -B -A-g[ ：，2· H g (H HH)]- ， - g(n1 ～ nzq")> O ” n。 A＆随提升高度线性增大， ～ ： 线性减，J，故静 ≤亲 式(3 可知，在整个提升过程单调 ：；d )cd线 。

用 ： ：动防滑安全系数 由式(4)可知， 因分～ 个恒定( 十 )， ； 篓： -L. 防滑安全系数比纠滑安 系蠡 兰 芝时减少了-个恒定值；又因 篓升 性增大， ～ -E - Dr 随 塞 莹竺小，故动防滑安全系数 在加速单调增加。如图4中 厂线。 ～ 。

段：动防滑安全系数 由式(4)可知， 在等速阶段等于纠滑安全系数。如图 4 减.速段：动防滑安全系数 由式(4)可， 因分母减了-个恒定( 十 ) 值，分；加了篓孽 ， 动防滑安全系数比纠滑安全系 在减速开始时增加了- 个恒定值；又因为，： 髫 增大， - ：E- 随提升 釜冀 故 防滑安全系 在 磊； 单调增加。如图4中 线。- - 吼 匝 任 图4 上提货载等重尾绳系统防滑安全系数变化规 律：abcd； ：efbcgh4 防滑性能分析宓 舆 ， - 侧提升货物，另-侧下放空， 防 竺譬最不利；单容 弄 平衡 放空容器时， 某 ； 最容易产生滑动的点为： - 。

升系统，为提升终了时的终点； 篓兽竺 提升系统，为提升开始 2 4· 动防滑安全系数 。 。

沽 耋篓 ，以提升重物，下放空容器时的加 謦为不利；单容器 弃： -侧下放空容器时的加速 ≤ 、 主 为不龠I 。

最容易产生滑动的点为：音 占(1)等重尾绳的提升系统， 为加速阶段的任思 点 ； 鲁 提升系统，为加速阶段的终点； 3轻尾绳的系统，为加速阶段的 ：