提升机摩擦轮衬垫分类解析

中实洛阳机械工程科技有限公司
千米深井摩擦衬垫与以往的衬垫有何不同？
矿井提升机是矿山重要的“咽喉”设备，承担着矿物的提升、人员的上下、材料和设备的运送任务。

多绳摩擦式提升机利用钢丝绳与衬垫之间的摩擦力来传递动力，衬垫摩擦性能的优劣，直接关系到提升机的提升能力、工作效率和安全可靠性。

国内摩擦衬垫的材质经历了聚氯乙烯(PVC)—聚氨酯(CPUR)—新型复合材料的发展历程，摩擦因数的设计值从初期的0.20 提高到现在的0.25。

目前，国内使用较多的摩擦衬垫是进口材料在国内压制的GDM326，这种材质的摩擦衬垫已能能满足现有矿井提升机的选型要求。

近年来，向地球更深处寻找矿物资源已成为国家发展的重要战略，研发深竖井、大吨位矿井提升装备成为行业发展的趋势，开发能满足此类提升装备选型所需的高比压、高摩擦因数衬垫迫在眉睫。

千米深井衬垫KMMC，此产品已获得国家专利证书。

针对深竖井、大吨位的提升条件下，摩擦衬垫需要高比压和高摩擦因数的难题，在工况分析和参数设计的基础上，我公司研制了比压为2.5 MPa、摩擦因数为0.28 的摩擦衬垫，并分别对衬垫的稳定性、抗比压能力、硬度特性、压力特性和磨损情况进行试验。

委托第三方检测验证，满足实验室的指标要求。

多绳摩擦提升多绳摩擦提升概述•随着矿井开采深度的增加和一次提升量的增大，如仍采用单绳缠绕式提升，就必须制造和选用更大的提升机滚筒和直径更粗的钢丝绳，不但会使设备的尺寸加大，投资增加，并带来制造、使用和维护上的一系列问题。

正是在这种条件下，制成了多绳摩擦式提升机。

工作原理•摩擦式提升与单绳缠绕式提升的不同之处在于钢丝绳不是缠绕在滚筒上，而是搭放在主导轮（摩擦轮）上。

两个提升容器分别悬挂在钢丝绳的两端，当提升电动机通过减速器带动主导轮转动时，主导轮上的摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力便带动钢丝绳随着主导轮转动，完成提升和下放重物的任务。

•多绳摩擦式提升设备根据布置方式不同，可分为井塔式和落地式两种类型。

1-摩擦轮；2-导向轮；3-钢丝绳；4-提升容器；5-尾绳•井塔式多绳摩擦提升可分为无导向轮和有导向轮两种。

•有导向轮的优点为：（1）两提升容器的中心距不受摩擦轮直径的限制，可减小井筒断面；（2）可加大钢丝绳在主导轮上的围包角。

缺点是：使钢丝绳产生反向弯曲，影响使用寿命。

因此，在设计时应尽可能优先考虑无导向轮系统。

•多绳摩擦式提升机的优点（1）提升高度不受滚筒容绳量的限制，适用于深井提升；（2）多绳摩擦式提升利用多根钢丝绳同时承受载荷，数根钢丝绳同时被拉断的可能性很小，其安全性较高，因此可以不再使用防坠器，并且在钢丝绳的安全系数、材料强度及总截面积相同的情况下，其钢丝绳直径较细。

（3）由于钢丝绳直径较细，其主导轮直径较小。

（4）由于主导轮直径较小，使提升机尺寸减小，质量减轻，易于搬运和布置；并且在相同的提升速度下，可使用转速较高的电动机和质量较轻的减速器。

（5）钢丝绳捻向按左右各半配置，消除了提升容器在提升过程中的转动，减少了容器的罐耳对罐道的摩擦阻力，延长了罐耳和罐道的使用寿命。

•多绳摩擦式提升机的缺点(1)对钢丝绳的悬挂、调整和维护比较困难。

如调整不好，会产生张力不平衡现象。

(2)一根钢丝绳损坏需要更换时，其他钢丝绳也得更换。

落地式多绳摩擦式提升机天轮特点
落地式多绳摩擦式提升机是矿山开采中重要的运输设备，核心部件天轮装置对提升钢丝绳起支撑和导向作用，其安全性和可靠性对矿井安全生产影响极大。

多绳摩擦式提升机天轮装置的结构如图 1 所示，主要由天轮轴、固定轮、游动轮、轴瓦、轴承座、主轴承、天轮衬垫及卡箍等组成。

其中 1 个轮子为固定轮，其他均为游动轮。

固定轮采用平键与天轮轴连接；游动轮内孔装有轴瓦，轴瓦采用螺栓与游动轮连接。

当各根钢丝绳的线速度不完全相同时，每个游动轮与天轮轴之间可以相对转动，以消除各轮子因线速度差异而产生的附加力矩。

天轮装置多处于露天环境，安装在井架之上，工作在低速重载、频繁启动、
反复换向、加速减速、制动停止等工况下，其承受的载荷很大，尤其是启动、加减速、制动停止时，因受冲击而使得所受载荷大大超过了提升机的最大静张力。

工作载荷大、使用环境恶劣、维护困难是天轮装置所处工况的主要特点。

多绳提升机滚筒摩擦衬垫磨损原因及处理发表时间：2016-03-22T10:38:27.443Z 来源：《基层建设》2015年20期供稿作者：肖健[导读] 朱仙庄矿保运一区安徽宿州 234111 在紧急停车时，由于惯性可能破坏绳槽与钢丝绳之间的摩擦力而使钢丝绳与绳槽之间产生滑动，引起绳槽磨损。

肖健朱仙庄矿保运一区安徽宿州 234111摘要：针对多绳摩擦提升机滚筒摩擦衬垫磨损，分析其原因，采取预防措施，对摩擦衬垫进行处理，提高摩擦衬垫的使用寿命，确保提升机的安全性。

关键词：提升机；摩擦衬垫；安全经济运行矿井摩擦式提升机是利用钢丝绳和固定在卷筒上摩擦衬垫之间的摩擦力传动力。

因此摩擦衬垫是多绳提升机的重要部件，它承担着钢丝绳的重量、提升容器的重量、煤料重量、平衡尾绳重量以及在运行中出现的各种动载荷与冲击载荷。

如果维修不当会造成摩擦衬垫损坏可能造成卷筒及钢丝绳损坏。

严重危害安全生产，因此弄清摩擦衬垫磨损原因及预防检修对提升机的安全运转尤为重要。

一、摩擦衬垫磨损的原因摩擦衬垫在使用中会不断磨损，而且各绳槽磨损的程度也可能不同。

1、安装的新衬垫在使用前未用车刀将各绳槽车成同一直径的圆。

由于新衬垫在加工时尺寸可能存在误差，以及在安装时也可能存在误差，就导致各绳槽直径不同，影响钢丝绳张力，在使用过程中使各钢丝绳受力不均匀可能产生滑动现象，磨损衬垫绳槽。

2、紧急停车。

在紧急停车时，由于惯性可能破坏绳槽与钢丝绳之间的摩擦力而使钢丝绳与绳槽之间产生滑动，引起绳槽磨损。

3、提升钢丝绳在摩擦衬垫上蠕动。

由于滚筒两侧的钢丝绳的张力是不同的（见附图1）：提升重载时T1＞T2，T1侧钢丝绳的弹性伸长大，当钢丝绳由A点转到B点时，张力由T1减T2钢丝绳的弹性伸长也随之减少。

每段钢丝绳绕过滚筒时都会有这样一个长度的微量变化过程，致使钢丝绳在摩擦衬垫滑动弧上爬动，张力量越大，蠕动量也越大，蠕动的方向总是朝着张力大的一侧，由于摩擦式提升钢丝绳两侧张力总是不一样的，所以蠕动是摩擦提升机中常见和不可避免的。

提升机高性能摩擦衬垫的使用情况分析衬垫是摩擦式提升机摩擦轮上的一个关键零件, 其决定摩擦轮与钢丝绳间的动力传输能力。

衬垫与钢丝绳构成对偶摩擦副, 其摩擦系数的高低直接影响着提升的性能, 如提升能力、工作效率和安全性等。

在国内, 按摩擦系数的高低将衬垫分为普通衬垫和高性能衬垫两种。

高性能摩擦衬垫是指在各种工况条件下摩擦系数许用值都大于或等于0.25的衬垫, 而普通衬垫通常只有0.20。

因此高性能衬垫的摩擦系数比普通衬垫高出20% , 可以大大提高提升机的性能。

我国1995 年开始生产衬垫摩擦系数为0.25 的提升机, 摩擦系数小于0.25 的摩擦式提升机的生产日渐萎缩。

提升机高性能摩擦衬垫的使用情况分析国外衬垫发展情况：摩擦式提升机最早是由国外研制开发的, 到六、七十年代已经开始使用涂脂状态下摩擦系数为025 的衬垫。

其中性能较好的有德国BECORIT 公司的K25 衬垫、KUEPER 公司的TEKAPLAS 衬垫和法国WALTER 公司的OXE 衬垫。

国外资料显示的上述衬垫摩擦系数见表1。

测试条件为: 压力2 MPa, 速度7 mm,温度20℃。

提升机高性能摩擦衬垫的使用情况分析德国BECORIT 公司是世界著名的摩擦材料生产企业, 其产品共有三大系数100 多个品种, 产品获得国际ISO9001 质量体系及14001 环保体系的认证。

其中专为摩擦式提升机配套的K25 衬垫远以其稳定的产品性能随世界著名提升机生产厂家ABB 公司、GHH 公司、SIEMENZ 公司、SIEMAG 公司生产的提升机远销世界五大洲70 多个国家。

根据国际市场调查, K25 衬垫在国际提升机配套的衬垫领域占有80% 的市场份额, 具有极高的知名度。

国内衬垫发展情况：20 世纪80 年代初, 国内开始研制高性能摩擦衬垫, 并被列为国家“六五”科研攻关课题。

经过几年的努力开发出国内第一种牌号为G-130 的高性能摩擦衬垫,并于1985 年通过技术鉴定,但一直未做产品鉴定工作。

塔式多绳提升机摩擦衬垫的使用分析
金锡成
【期刊名称】《煤矿机械》
【年(卷),期】2006(27)11
【摘要】通过对潘一煤矿塔式多绳提升机摩擦衬垫的结构形式、材料性能及使用状况分析,提出了摩擦衬垫在选型、安装及使用过程中故障产生的原因及预防方法,对正确使用提升机摩擦衬垫具有一定的参考价值。

【总页数】2页(P141-142)
【关键词】提升机;摩擦衬垫;故障原因;预防方法
【作者】金锡成
【作者单位】淮南矿业集团有限责任公司潘一煤矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD531
【相关文献】
1.多绳摩擦提升机天轮衬垫的有限元分析 [J], 杨帆;孟国营;吴炳胜
2.井塔式多绳摩擦提升机钢丝绳损伤分析 [J], 尹岳;张晓雷;张家旖
3.塔式与落地式多绳提升机使用条件分析 [J], 马玉瓒
4.提升机高性能摩擦衬垫的使用情况分析 [J], 王敦曾
5.塔式多绳摩擦提升机的振源分析与评价 [J], 苏荣华;裴衷强;王婷;王丽
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提升机摩擦衬垫的摩擦系数影响因素分析提升机是矿山常用的一种大型输送机械，由单绳缠绕式和多绳摩擦式两种类型。

摩擦衬垫是多绳摩擦式提升机的重要组成部件，提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦衬垫的摩擦力使容器上升。

摩擦衬垫的摩擦系数与作业条件有着密切的关系，作业条件包括：钢丝绳表面状态、衬垫的工作比压、钢丝绳的蠕动速度、环境温度等。

以下是对提升机摩擦衬垫的摩擦系数影响因素的分析。

钢丝绳表面状态由于受煤矿工况环境的影响，钢丝绳表面会有不同状态，主要有干燥、淋水、油脂、和油水混合等。

在我国的煤矿中油水混合是最常见的钢丝绳表面状态，而且经常会有煤粉粘在上面参与钢丝绳和摩擦衬垫之间的摩擦。

衬垫在不同的钢丝绳表面状态下的摩擦系数是不同的。

衬垫的工作比压衬垫在工作时受到来自钢丝绳的压力，此压力因衬垫的位置不同而有很大的区别。

不同的型号、不同规格的提升机其衬垫所受的比压是不同的，但是平均压力一般在2MPa,最高不超过3MPa.在不同的比压下摩擦衬垫的摩擦系数是不同的。

钢丝绳的蠕动速度正常工作时钢丝绳和摩擦衬垫是不允许有相对滑动的，一旦出现相对滑动则认为是摩擦副失效。

但是钢丝绳和衬垫都是弹性体，根据弹性体传动理论，钢丝绳会在衬垫上产生相对滑动，即蠕动。

实验表明，钢丝绳和摩擦衬垫之间的蠕动对衬垫的性能有很大影响。

环境温度由于摩擦衬垫大多数是在室内工作的，因此受环境影响不大，但是与其接触的钢丝绳则不同。

钢丝绳有的要工作在室外，经常受到日晒或者雨淋，因此受环境影响较大，所以摩擦衬垫的摩擦性能也会受到影响。

通过上述分析，我们不难得出：摩擦衬垫的摩擦系数对整个提升系统的运作有极其重要的影响。

因此，选择高品质的耐磨摩擦衬垫是很有必要的，海恩工矿的摩擦衬垫具有稳定的性能及摩擦系数能确保提升系统的安全运行。

（本文由百克特整理提供）。

第 41 卷 2013 年第 2 期本栏目编辑　张代瑶提・绞42多绳摩擦提升机摩擦衬垫温度场研究杨　霞1，丁保华1，龚娴娴1，王　锐21中国矿业大学机电工程学院　江苏徐州　2210082云南能源职业技术学院　云南曲靖　655000摘要：针对多绳摩擦提升机摩擦衬垫的温升现象，利用 ANSYS 软件对摩擦衬垫的温度场分布进行模拟，并在摩擦衬垫试验机的测试台上，对摩擦衬垫的温度变化情况进行试验。

结果表明，传递到衬垫的摩擦热绝大部分集中在位于衬垫摩擦表面附近的薄层内。

关键词：摩擦提升机；摩擦衬垫；温度场中图分类号：TD534+.3 文献标志码：A 文章编号：1001-3954(2013)02-0042-04Research on temperature fi eld of friction liner of multi-ropefriction hoistAY ANG Xia1, DING Baohua1, GONG Xianxian1, W ANG Rui21School of Mechatronic Engineering, China University of Mining & Technology, Xuzhou 221008, Jiangsu, China2Y unnan V ocational Institute of Energy Technology, Qujing 655000, Y unan, ChinaAbstract：In view of the temperature rise of friction liner of multi-rope friction hoists, ANSYS software was applied to simulate the temperature fi eld of the friction liner. And then, the temperature variation of the friction liner was tested on the test-bench of the friction liner. The results showed that the friction caloric delivering to liners mostly concentrated in the shallow layer near to surface of the friction liner.Keywords：friction hoist; friction liner; temperature fi eld作者简介：杨　霞，女，1987 年生，硕士研究生，主要研究方向为测试计量技术与仪器。

多绳提升钢丝绳与摩擦衬垫的分析引言：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。

摘要 : 多绳摩擦提升系统在正常工作时，摩擦轮上的钢丝绳与摩擦衬垫之间的摩擦，使摩擦衬垫的磨损受到多种因素的影响，并对其产生的原因从理论上进行了分析，从而更好地防止和减小衬垫磨损，以延长提升钢丝绳和衬垫自身的使用寿命。

关键词：摩擦衬垫；钢丝绳；磨损；摩擦系数中图分类号：td526 文献标识码：a 文章编号：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如图2所示为钢丝绳在摩擦轮接触面上的扭转力学分析示意图。