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多绳摩擦式提升机防滑装置的设计摘要：摩擦式式提升机在工作过程中存在滑动事故的发生，由此会引起一系列的严重后果。
为尽可能消除滑动现象以提高设备工作的可靠性，在对现场所用的摩擦提升机进行介绍的基础上，提出了基于PLC的防滑装置的结构设计以及滑动实时监测系统的实现。
最后给出滑动现象发生后应该采取的制动措施，具有一定的实用价值。
关键词：摩擦提升机；防滑；PLC引言提升机是井下矿山使用最为关键的机械设备之一，在多种矿山的立井、竖井提升系统中应用广泛。
其主要任务是完成人员、物料及设备的提升并协助工作人员完成升降作业。
目前应用较为普遍的提升机主要有摩擦式及缠绕式两类，由于多绳摩擦式提升机的安全系数高、所用钢丝绳的直径相对较细、设备的体积及质量较小且成本较低，因而在矿井作业中的应用日益广泛。
随着单井提升产量的增加，单机功率不断增大，加上国内摩擦式提升机的技术及维护水平的限制，导致制动失效、滑动多项严重事故的发生。
对防滑装置进行分析研究，并实现对滑动的实时监测对于保证摩擦提升机工作的可靠性至关重要。
1.摩擦提升机的现场应用摩擦式提升机工作时由电动机驱动一系列的机械设备，然后利用钢丝绳和摩擦衬垫间相互作用而产生的摩擦力带动容器在井筒中上下运动以达到提升、下放目的。
武山铜矿新南副井系统承担着我矿南矿带人员、材料及废石的提升任务。
所用提升机型号为JKM-1.85X4（1）C型多绳摩擦式提升机，主电机型号为ZK3-400L，功率为250kw；减速器型号为TN647XP800Z-3，最大提升速度达6.6m/s，一侧为平衡锤，另一侧为单罐运行。
罐笼为5#单层双车罐笼，型号为YJGG-4-1，断面为4000X1450mm的多绳罐笼，四根首绳，首绳直径为22mm，首绳型号6V×24+7FC，φ22；尾绳二根，其直径为31.5mm，尾绳型号18×7+SF，φ31，抗拉强度为1670N/mm2，表面ZS，绳长为550m，罐道为钢质罐道，井架为砼结构。
总第210期2020年第10期机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENTTotal 210No. 10, 2020机械分析与iS计 DOI:10.16525/ l4~1134/th.2020.10.054矿井多绳摩擦提升机防滑卡绳技术研究霍鹏新(昔阳县煤矿安全监管巡査队，山西昔阳045300)摘要：为了提升多绳摩擦提升机运行稳定性、避免出现钢丝绳滑移问题，对钢丝绳防滑卡绳结构进行创新设计。
改进了摩擦衬垫结构、设计了钢丝绳制动机构、锲盒结构，并采用ANSYS对设计的防滑锲块、锲盒受力 情况进行分析后针对性地对电控系统进行设计。
改进后的钢丝绳防滑卡绳可有效提升多绳摩擦提升机运行可靠性及稳定性。
关键词：提升机钢丝绳滑移制动机构摩擦衬垫中图分类号:TD534 文献标识码:A文章编号：1003-773X(2020110-0126-02引言矿井提升机主要用以运送人员、材料、设备等，在矿井运输系统中起着重要作用[1]。
随着矿井生产 能力的不断提升，提升机故障率有所增加。
为了 降低提升机故障发生率,众多学者展开了广泛研究。
孙富宝w对提升机钢丝绳换绳工艺进行改进，降低 了钢丝绳换绳时间、提高了作业安全性;徐龙增[5]设 计了一种提升机钢丝绳制动机构，降低了提升机拆 装工作强度。
因此，在前人研究基础上，对提升机钢 丝绳制动结构、衬塾结构以及锲盒结构进行分析，以期能解决钢丝绳在使用过程中出现滑动问题，提高 提升机运行可靠性。
1矿井多绳摩擦提升机结构分析矿井多绳摩擦提升机主要分为井塔式、落地式两 种类型，其中井塔式具有抗震性能好、造价低、井架结 构简单、施工周期短等优点，落地式具有钢丝绳不裸 露、结构紧凑、占据空间小、载荷垂直向下等优点。
具体 井塔式、落地式多绳摩擦提升机结构见图1。
在提升机设计阶段就对提升机钢丝绳防滑性能 进行验算，但是在具体使用过程中提升机仍会出现图1多绳摩擦提升机结构收稿日期：2020-06-15作者简介：霍鹏新（1990—），男，山西昔阳人，专科，毕业于山西 职业技术学院，机电设备维修与管理专业，现为助理工程师。
矿用多绳摩擦提升机钢丝绳防滑技术探析近年来，多绳摩擦提升机广泛应用于矿山立井提升中，在生产过程中钢丝绳打滑事故时有发生，文章简要介绍了多绳摩擦提升机的传动原理，详细分析了提升钢丝绳打滑的原因并提出了相应的预防打滑的技术措施，对矿用多绳摩擦提升机钢丝绳防滑具有一定的借鉴意义。
标签：多绳摩擦；钢丝绳；主导轮0 引言多绳摩擦提升机由于具备体积小、重量轻、提升能力大、安全系数高等优点，因此被广泛应用于煤矿和非煤矿山的立井提升中。
多绳摩擦提升机的工作原理为利用钢丝绳与主导轮摩擦衬垫之间的摩擦力来传递动能，完成对物体的升降任务。
现实生产過程中往往会发生因摩擦力不够而引起的钢丝绳滑动现象。
提升机一旦出现钢丝绳滑动现象不仅会影响矿井的正常生产，甚至还会造成人员伤亡，因此对矿用多绳摩擦提升机钢丝绳防滑技术进行研究对实现矿井的安全生产具有非常重要的意义。
1 多绳摩擦提升机传动原理如图1所示，提升钢丝绳自由缠绕在主导轮上，主导轮轮间隙放有摩擦衬垫，共有两个提升罐笼，分别悬挂在钢丝绳的上下两端，提升罐笼的两端均挂有尾绳，用来保证提升罐笼的平衡性。
在提升过程中提升罐笼的自重及提升物体的重量产生向下的拉力，使钢丝绳紧紧的压在主导轮的摩擦衬垫上。
当驱动电机带动主导轮正向或者反向转动时，钢丝绳和主导轮衬垫之间会产生很大的摩擦力，提升容器随着摩擦力方向不同实现物料的提升和下降。
设上升一侧的钢丝绳拉力为Fs，下降一侧钢丝绳的拉力为Fx，则根据欧拉公式可以得出：，式中为钢丝绳和主导轮摩擦衬垫之间的摩擦系数，为钢丝绳在主导轮上的围包角。
其中，提升钢丝绳和摩擦衬垫之间的摩擦系数是由衬垫的材质决定的。
2 提升钢丝绳滑动原因分析（1）在生产过程中，为了保证矿井生产能力和经济效益，很多矿山企业尤其是私人小矿井人为增加提升机提升重量，导致提升罐笼长期工作在超载的状态下，或者两端的罐笼负载相差很多，这样极易造成钢丝绳静张力差超过摩擦力极限值而产生滑绳。
多绳摩擦提升钢丝绳防滑方法作者：林献阳来源：《数字技术与应用》2010年第08期摘要:多绳摩擦提升机提升钢丝绳防滑研究一直受到矿山用户的关注,采用计算机控制技术对提升钢丝绳防滑实施检测控制。
是多绳摩擦提升机提高安全性能和增加提升高度的有效途径。
对竖井服役的多绳摩擦提升机,可以通过升级改造提升其安全性能。
使用辅助夹紧装置增加提升钢丝绳防滑安全系数,可以有效抑制提升钢丝绳打滑,保证矿井提升安全。
关键词:多绳摩擦提升机提升钢丝绳防滑辅助夹紧装置中图分类号:TD534 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2010)08-0149-02目前,国内矿山竖井提升机中,因多绳提升机有独特的优点而普遍应用。
多绳提升机是利用提升钢丝绳与主导轮摩擦衬垫之间的摩擦力带动钢丝绳使容器移动,完成升降重物任务的。
生产实践表明,如果使用不当,钢丝绳就会产生滑动,一直以来,多绳提升机钢丝绳防滑一直是亟待解决的问题。
因此,应对钢丝绳滑动进行检测分析。
并采取相应措施,防止钢丝绳打滑造成事故。
1 摩擦提升不打滑的条件图1为塔式JKM型多绳提升机示意图。
1.主导轮2.导向轮3.提升钢丝绳4.提升容器5.平衡尾绳钢丝绳与主导轮衬垫之间产生的摩擦力极限值(1)式中——下放侧钢丝绳拉力,N;e——自然对数的底,e=2.718;μ——钢丝绳与衬垫间摩擦系数;α——钢丝绳在主导轮上围包角,rad。
主导轮两侧钢丝绳拉力差T=式中——上提侧钢丝绳拉力,N。
在摩擦传动中,△T为产生滑动的力,为阻止滑动的力,所以摩擦提升中钢丝绳不打滑的条件是写成等式为式中K——防滑安全系数。
K是大于1的系数,其值愈大愈不会发生打滑现象。
(2)式(2)为钢丝绳可能逆主导轮旋转方向滑动的情况。
当紧急制动时,也可能产生钢丝绳顺主导轮旋转方向的滑动,此时的>,同样有防滑安全系数(3)如果和仅为静力时,则得静防滑安全系数以表示;如果和中还计人惯性力时,则得动防滑安全系数以表示。
安徽理工大学科技成果——多绳摩擦式提升机钢丝
绳打滑保护装置
成果简介
本系统为多绳摩擦式提升机滑绳保护系统，主要应用于矿井提升系统。
系统可以有效检测到钢丝绳打滑，并且输出信号到提升机主控系统，执行打滑保护动作。
确保了煤矿提升系统的安全运行，保障了煤矿的安全生产。
且该系统还可应用于起重机、电梯等由钢丝绳驱动的设备，具有良好的市场前景。
技术指标
1、模拟量输出能力为DC±10V 两路，精度1/32000；
2、天轮与主轴的线速度偏差大于等于2m/s，绳打滑保护装置动作，输出开关量接点至安全回路；
3、天轮的线速度模拟量信号输出至MASTER PIECE200 控制器，由主控制器把该信号和原先的主轴编码器测量的滚筒线速度信号比较，同样差值大于2m/s 视为滑绳。
成果适用范围及效益分析
本系统为多绳摩擦式提升机滑绳保护系统，系统采用具备远距离且遵循RS-422 通讯规则的带有线路驱动的高速光电脉冲编码器直接测量天轮的速度，利用可编程逻辑控制器对天轮和滚筒的主轴测速编码器的信号进行分析、处理，传输到主控制系统，由主控系统决定是否实行滑绳保护动作，并将数据实时传输到网络上以实现远程监控。
由于采用了先进的高性能、高可靠性的西门子PLC 与高速
光电脉冲编码器相结合，运用于矿井提升机滑绳保护系统，有效地避免了提升机重大恶性事故的发生，提高了矿井提升生产效率。
本产品市场应用前景广阔，具有可观的经济效益和推广应用前景。
多绳摩擦提升的静防滑安全系数0第二部分
（原创版）
目录
1.多绳摩擦提升的概念和原理
2.多绳摩擦提升的防滑安全问题
3.提高多绳摩擦提升防滑安全系数的方法
4.多绳摩擦提升防滑安全性能的测试和分析
5.结论
正文
一、多绳摩擦提升的概念和原理
多绳摩擦提升是一种采用多根绳索来实现物料提升的机械设备，主要由主动轮、从动轮、绳索、摩擦装置等部分组成。
在工作过程中，通过增大摩擦力来实现物料的稳定提升。
二、多绳摩擦提升的防滑安全问题
多绳摩擦提升在实际应用中可能会遇到防滑问题，由于摩擦力不足，导致物料在提升过程中出现滑动或滑落，从而影响生产安全。
因此，提高防滑安全系数是多绳摩擦提升的重要研究内容。
三、提高多绳摩擦提升防滑安全系数的方法
1.改变主动滚筒内衬，增大内衬摩擦系数，从而提高摩擦力；
2.加大包角，利用导向轮，加大主动轮的包角，以增大摩擦力；
3.增大预张力，提高绳索的拉紧程度，从而增加摩擦力。
四、多绳摩擦提升防滑安全性能的测试和分析
对多绳摩擦提升机的防滑安全性能进行测试和分析，可以参考《矿业
研究与开发》2005 年 03 期和《中国房地产》2022 年 31 期等文献。
通过实验测试和数据分析，评估多绳摩擦提升机的防滑安全性能，并提出相应的改进措施。
五、结论
多绳摩擦提升是一种重要的物料提升设备，提高防滑安全系数是保障其安全运行的关键。
通过改变主动滚筒内衬、加大包角、增大预张力等方法，可以有效提高多绳摩擦提升的防滑安全系数，从而确保生产安全。
多绳摩擦式提升机防滑装置的设计
摘要：摩擦式式提升机在工作过程中存在滑动事故的发生，由此会引起一系列的严重后果。
为尽可能消除滑动现象以提高设备工作的可靠性，在对现场所用的摩擦提升机进行介绍的基础上，提出了基于PLC的防滑装置的结构设计以及滑动实时监测系统的实现。
最后给出滑动现象发生后应该采取的制动措施，具有一定的实用价值。
关键词：摩擦提升机；防滑；PLC
引言
提升机是井下矿山使用最为关键的机械设备之一，在多种矿山的立井、竖井提升系统中应用广泛。
其主要任务是完成人员、物料及设备的提升并协助工作人员完成升降作业。
目前应用较为普遍的提升机主要有摩擦式及缠绕式两类，由于多绳摩擦式提升机的安全系数高、所用钢丝绳的直径相对较细、设备的体积及质量较小且成本较低，因而在矿井作业中的应用日益广泛。
随着单井提升产量的增加，单机功率不断增大，加上国内摩擦式提升机的技术及维护水平的限制，导致制动失效、滑动多项严重事故的发生。
对防滑装置进行分析研究，并实现对滑动的实时监测对于保证摩擦提升机工作的可靠性至关重要。
1.摩擦提升机的现场应用
摩擦式提升机工作时由电动机驱动一系列的机械设备，然后利用钢丝绳和摩擦衬垫间相互作用而产生的摩擦力带动容器在井筒中上下运动以达到提升、下放目的。
武山铜矿新南副井系统承担着我矿南矿带人员、材料及废石的提升任务。
所用提升机型号为JKM-1.85X4（1）C型多绳摩擦式提升机，主电机型号为ZK3-400L，功率为250kw；减速器型号为TN647XP800Z-3，最大提升速度达6.6m/s，一侧为平衡锤，另一侧为单罐运行。
罐笼为5#单层双车罐笼，型号为YJGG-4-1，断面为4000X1450mm的多绳罐笼，四根首绳，首绳直径为22mm，首绳型号6V×24+7FC，φ22；尾绳二根，其直径为31.5mm，尾绳型号18×7+SF，φ31，抗拉强度为1670N/mm2，表面ZS，绳长为550m，罐道为钢质罐道，井架为砼结构。
为避免由于该摩擦式提升机的滑动而带来重大事故，需要对滑动参数进行实时的监测并及时采取有效的保护措施。
2.防滑装置整体设计
摩擦式提升机的防滑装置主要由电控监测系统、液压系统、回油保护系统、及钢丝绳制动系统组成，整体的结构如图1示。
电控系统的构成包括光电编码器、PLC控制器、显示器及不间断电源，主要完成对其它部分的监测与控制。
光电编码器用来采集摩擦轮、导向轮的滑动速度信息；PLC控制器用来接收并处理处理数据信息，并发出相应的控制指令；显示器用于显示监测对象的控制参数以便于操作人员工作；不间断电源可使控制系统在停电状态下持续运行。
液压系统的动
力源选用蓄能器以缩短响应时间，还需给蓄能器设置合理的工作压力，使得蓄能器压力处于该值以下时，由液压泵给蓄能器供油。
在达到设定值后，则停止供油。
为增强防滑装置工作的安全可靠性，将回油路堵塞保护装置安装到制动液压系统中，其原理是在盘式制动装置液压系统回油堵塞时能够通过旁路实现回油。
钢丝绳制动机构用来消除发生因摩擦系数减小及超载而产生的滑动。
在设计过程中考虑到要在发生钢丝绳摆动的情况下，不触碰制动机构、尽量降低磨损、达到要求的绳间距离并且方便维修调试的因素，选定平面式制动机构。
采用液压系统控制制动力大小，制动副选用相互啮合的提醒齿结构以及高性能耐磨制动材料以保证制动系统的可靠性。
3.滑动实时监测系统的实现
监测系统利用编码器和各种传感器进行信号采集并传递到现场PLC控制器，通过控制器的运算处理对危险滑动的趋势进行判断，然后控制钢丝绳制动机构的动作。
在这个过程中，控制器对于发生滑动进行判断的过程非常重要。
在摩擦提升机工作时，利用编码器所测得的摩擦轮速度与导向轮速度的绝对差值与所设定的滑动速度值比较判断是否发生滑动。
如果所得差值大于设定值，则摩擦提升机发生滑动。
经一段时间以后，测得速度差值，如果该值小于，则表明提升系统处于安全滑动，会由电控系统报警提示。
否则，表明滑动呈加剧趋势，为危险滑动。
4.防滑装置的制动措施
在实时监测系统得出提升机发生危险滑动的结论后，立刻使安全回路停电，然后利用盘式制动机构达到可靠制动的效果。
在执行机构产生危险滑动初始时刻，由相应的电液阀控制钢丝绳制动系统，将制动力施加到滑动的钢丝绳上。
然后利用PLC模拟量闭环自动控制系统，由PLC处理编码器采集的制动前后的速度数据，同时采用PID算法获得两次采集数据的误差值。
最后依据运算结果来判断滑动状态。
若滑动速度降低，则利用PLC模拟量输出控制电液比例阀与溢流阀动作调节对制动系统所施加的制动力大小。
如滑动速度增加，则同样利用PLC模拟量输出控制电液比例阀与溢流阀动作使得对制动系统施加的制动力增大。
利用PLC模拟量闭环自动控制系统以及PID算法能够有效地阻止钢丝绳制动系统在滑动速度降低时，由于所施加的制动力作用导致的钢丝绳损伤。
5.结束语
结合摩擦式提升机在矿山生产作业现场的应用情况，上述设计可以有效地对滑动进行实时监测，并能在产生滑动的状态下利用显示器将钢丝绳的滑动速度显示出来，同时给出滑动报警信号以提醒工作人员注意。
此外，防滑装置的制动措施能够在产生滑动时有效制动。
PLC模拟量闭环自动控制系统对钢丝绳具有良好的保护作用，缩短了维修时间。
参考文献：
[1]张芹.多绳摩擦提升机的防滑问题探讨[J].煤矿机械.2007（05）.
[2]肖兴明，洪晓华.摩擦提升机的滑动分析[J].煤炭科学技术.1995（12）.
[3]王中琪，张雅丽.摩擦式提升机的选型防滑计算[J].西南工学院学报. 1997（03）.。
