第八章豎井多繩提升2023/2/22隨著礦井開采深度和產量的增加，纏繞式提升機卷筒直徑和寬度要求越來越大，提升機顯得越加笨重，給設備的制造、運輸、安裝等帶來很大的不便。1877年法國人戈培提出將鋼絲繩搭在摩擦輪上，利用摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來帶動鋼絲繩，以實現提升容器的升降，這種提升方式稱之為摩擦提升。8.1概述2023/2/23與單繩提升相比，多繩提升的優點是：（1）提升高度不受卷筒容繩量的限制；（2）提升鋼絲繩直徑小，主導輪直徑也較小。（3）多繩提升機的運動質量小，故電動機的容量和電耗就相應減小。（4）在卡罐和過卷時有打滑的可能性，避免斷繩；（5）提升設備的安全性高，可不設斷繩保險器；（6）當采用數目相同的左捻和右捻鋼絲繩時，可以消除罐耳對罐道的側壓力，減小容器的運行阻力和罐道的摩損。一、單繩提升與多繩提升比較2023/2/24多繩提升的缺點是：（1）數根鋼絲繩的懸掛、更換、調整、維護和檢修、復雜；（2）當一根鋼絲繩損壞而需要更換時，為了保持每根鋼絲繩都具有相同的工作條件，往往需要更換所有的鋼絲繩；（3）因為不能調節繩長，所以雙容器提升時不能同時用于多水平（中段）提升；（4）由于提升鋼絲繩和主導輪上摩擦襯墊間有蠕動現象，對深度指示器的準確性也有影響；（5）摩擦襯墊的抗壓強度大，易磨損。一、單繩提升與多繩提升比較2023/2/25

多繩提升機的鋼絲繩不是纏繞在卷筒上，而是搭在主導輪上，兩端各懸掛一個提升容器（或一端懸掛容器，另一端懸掛平衡錘），借助于主導輪上的摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來傳動鋼絲繩，使容器移動，從而完成提升和下放重物的任務。二、多繩提升機的工作原理：2023/2/26多繩提升設備分為塔式（如圖8-1所示）與落地式（如圖8-2所示）兩類。塔式多繩提升機又分為無導向輪和有導向輪的。我國安裝的多繩提升設備采用塔式的居多。三、多繩提升設備分類2023/2/2圖8-1塔式多繩提升示意圖(a)無導向輪多繩提升系統；(b)有導向輪多繩提升系統；1—容器或平衡錘；2—主繩；3—尾繩；4—主導輪；5—導向輪圖8-2落地式多繩提升示意圖1—容器或平衡錘；2—主繩；3—尾繩；4—主導輪；5—天輪2023/2/28優點：（1）布置緊湊，可節省工業場地的面積；（2）不需要設置天輪；（3）全部載荷垂直向下，井架穩定性好；（4）鋼絲繩不致因裸露在室外而影響摩擦系數及使用壽命。缺點：

塔式多繩提升系統的造價較落地式高。我國的多繩提升井塔均采用鋼筋混凝土結構。如圖8-3所示。四、塔式提升的特點2023/2/29圖8-3（a）安徽某礦豎井遠景圖（塔高69m）2023/2/210圖8-3（b）廣西某礦主井塔高71m井底標高：+335m井口標高：+770m井筒直徑：6m四、塔式提升的特點2023/2/211多繩提升機一般由主軸裝置、制動裝置、減速器、深度指示器、車槽裝置以及其他輔助設備組成。8.2多繩提升設備的結構一、多繩提升機多繩與單繩提升系統的結構組成和設備基本相同，其中與單繩提升不同部分主要在于多繩提升機和提升容器中的某些裝置。2023/2/212（一）主軸裝置主要組成部分是主軸、主導輪、制動盤及軸承等。摩擦襯墊用倒梯形截面的固定塊壓緊在主導輪輪殼表面上，不允許它有任何活動。目前國內襯墊主要采用PVC和聚氨脂等材料制成。見圖8-4。一、多繩提升機2023/2/213圖8-4多繩提升機的主軸裝置2023/2/214（二）車槽裝置多繩摩擦提升機在開始運轉前，為了增加鋼絲繩與摩擦襯墊的接觸面積，必須在襯墊上車出繩槽；同時由于在提升機運轉過程中各襯墊磨損不均勻，使各繩槽直徑產生誤差，當繩槽直徑誤差大于1.5~2.0mm時，就應該對襯墊進行調整車削，以保證幾根鋼絲繩上的負荷分配均勻。為此在主導輪下面設置了車槽裝置。一、多繩提升機2023/2/215圖8-3（a）多繩摩擦天輪2023/2/216

多繩提升常用的提升容器是多繩罐籠及底卸式箕斗。多繩罐籠的結構與單繩罐籠大同小異，其不同之處有：

（1）懸掛裝置較復雜，它采用多點連接的三角板懸掛，除此之外，多繩罐籠的調繩裝置與單繩罐籠也有所不同；

（2）多繩罐籠底部設有尾繩懸掛裝置；

（3）多繩罐籠頂部不設斷繩保險器。二、提升容器多繩提升中各鋼絲繩的張力往往難以保持一致，其原因是；①各繩的物理性質不一致，彈性模量不等；②各繩槽的深度不等；③鋼絲繩的長短不一；④各鋼絲繩的滑動不等；⑤鋼絲繩的蠕動。2023/2/217（一）懸掛裝置2023/2/218（一）懸掛裝置因此，每根鋼絲繩在運轉中所受負荷就不可避免的有所不同。這樣會使受到張力大的鋼絲繩容易斷絲乃至斷繩，同時也使各繩槽的磨損不均。為了改善各鋼絲繩的張力不平衡狀況，通常設置平衡裝置。為了改善各鋼絲繩張力的不平衡狀況，通常設置平衡裝置，如下圖所示。2023/2/219（一）懸掛裝置2023/2/220（一）懸掛裝置以上平衡裝置的共同特點，就是使張力較大的鋼絲繩自動減小其彈性變形，同時把張力傳給其余幾根受力較小的鋼絲繩，是每根鋼絲繩的張力達到平衡。缺點是有效形成小，靈敏度差。因此，目前礦山常用以下兩種平衡裝置：螺旋液壓調繩器懸掛裝置；張力自動平衡懸掛裝置。2023/2/221（一）懸掛裝置右圖所示是螺旋液壓調繩器。螺旋液壓調繩裝置，在張力平衡方面由于沒有解決密封問題，故只能實現提升鋼絲繩的靜平衡。在運行維護及安全可靠性方面也存在著一些問題。2023/2/222（一）懸掛裝置右圖所示為目前已在國內100多個礦井使用的XSZ型多繩摩擦提升機鋼絲繩張力自動平衡首繩懸掛裝置。該裝置較好地解決了多繩摩擦提升機鋼絲繩的動態平衡問題。該裝置的基本原理與螺旋液壓調繩裝置類似，但它解決了連通油缸的密封問題。因而實現了鋼絲繩之間的動平衡。2023/2/223（一）懸掛裝置1－楔形繩環2－中板3－上連接銷4－檔板5－壓板6－側板7－連通油缸8－連接組件9－墊塊10－中連接銷11－換向叉12－下連接銷

張力自動平衡懸掛裝置2023/2/224（一）懸掛裝置2023/2/225豎井多繩箕斗結構與單繩箕斗基本相同，不同點是連接裝置有所不同，多繩箕斗下部還有尾繩懸掛裝置和安裝配重的地方。底卸式箕斗見右圖。（二）尾繩懸掛裝置2023/2/226圖8-5(b)底卸式箕斗正在卸礦2023/2/2278.3多繩提升傳動理論及防滑多繩摩擦提升與帶式輸送機的計算相似，不同的是摩擦提升動力的傳遞是依靠摩擦襯墊與鋼絲繩之間的摩擦力來實現的，其工作的可靠性取決于提升鋼絲繩與摩擦襯墊之間是否有足夠的摩擦力。一、傳動原理2023/2/2288.3多繩提升傳動理論及防滑根據柔索傳動的歐拉公式可知．如右圖所示，在極限狀態下，摩擦輪兩側鋼絲繩張力的比值為：(7-3)式中：F1——重載側鋼絲繩張力；

F2——為輕載側鋼絲繩張力；

μ——為鋼絲繩與襯墊之間的摩擦系數，通常取μ=0.2；

α——為鋼絲繩在摩擦輪上的圍抱角，rad。2023/2/2298.3多繩提升傳動理論及防滑在式(7-3)兩邊各減去F2，則有：式的左邊：為摩擦輪兩側的張力差，它是產生滑動的力。等式右邊：是整個圍抱弧上產生的極限摩擦力，它是阻止滑動的力，即摩擦提升的牽引力。(7-4)2023/2/2308.3多繩提升傳動理論及防滑當式(7-4)左邊的值大于右邊的值時，鋼絲繩與摩擦輪將產生相對滑動，這是不允許的。為了提升工作的安全可靠，在極限狀態下，必須有F1-F2

<F2(eμα-1)，把此式改寫成等式則有：(7-5)或：式中：σ為防滑安全系數。2023/2/2318.3多繩提升傳動理論及防滑二、防滑驗算和措施

2023/2/2328.3多繩提升傳動理論及防滑a、靜防滑驗算根據式（7-5）和設計規范的規定：

設計、使用時也可以不直接驗算靜防滑安全系數，而校核上升繩和下放繩靜張力的比值Kj

，由上式可得：

2023/2/2338.3多繩提升傳動理論及防滑當μ=0.2，α=180°~195°得：

2023/2/2348.3多繩提升傳動理論及防滑b、增加防滑安全系數的措施（1）增大圍包角；（2）增加鋼絲繩與摩擦襯墊之間的摩擦系數；（3）采用尾繩；（4）增大容器自重；（5）采用平衡錘單容器提升；（6）控制最大的加減速度值，以減小動載荷。2023/2/235多繩提升中的提升工作時間、不均勻系數、罐籠裝載卸載時間、其它輔助作業停歇時間、每班升降人員及其它提升次數、提升速度、加減速度等，與單身提升相同。主要不同的參數選擇如鋼絲繩的選擇、提升機的參數、襯墊材料單位壓力、襯墊材料和鋼絲繩的摩擦系數、防滑安全系數等。8.4多繩提升設備的選擇2023/2/236主繩的選擇計算方法與單繩提升基本相同，但由于多繩提升是用n根鋼絲繩代替一根鋼絲繩來懸掛容器，它的一根鋼絲繩每米的重量只等于單繩提升鋼絲繩重量的1/n。

設鋼絲繩最大懸垂長度為，則多繩提升的主繩每米重量為：(8-1)一、鋼絲繩的選擇2023/2/237選擇標準鋼絲繩，并查出其每米重量p，然后按下式驗算安全系數：(8-2)當采用等重尾繩時，尾繩的單位長度重量為：(8-3)一、鋼絲繩的選擇2023/2/238

多繩提升機的選擇主要是根據鋼絲繩直徑d計算主導輪的直徑D，然后根據計算的主導輪直徑選擇標準的多繩提升機。當鋼絲繩與主導輪的圍包角為180°時，D≥80d；當圍包角大于180°時，D≥100d。導向輪直徑Dd≥（80~90）d（當D≥100d時）。在選擇多繩提升機時，還必須滿足最大靜拉力和最大靜拉力差的條件。二、提升機的選擇2023/2/239三、襯墊材料單位壓力的驗算四、襯墊材料與鋼絲繩的摩擦系數的確定五、鋼絲繩與主導輪之間的圍包角的確定六、防滑安