李廣　郭鑫　王西濤

【摘 要】防墜器是保證纏繞式提升系統(tǒng)安全運(yùn)行的有效安全裝備，而未來超深井大載重高速纏繞式提升系統(tǒng)對(duì)其提出了更高要求，論文對(duì)BF-321型防墜器進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

【Abstract】The anti dropping device is to ensure the safe and effective winding hoisting equipment for the safe operation of the system， and in future， the ultra deep heavy load high speed winding hoisting system put forward higher requirements on the anti dropping device， paper tested against the BF-321， to provide a basis for engineering design.

【關(guān)鍵詞】防墜器；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；超深井

【Keywords】anti falling device； experimental verification； ultra deep well

【中圖分類號(hào)】TD528 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）11-0189-02

1 引言

防墜器是保證纏繞式提升系統(tǒng)安全運(yùn)行的有效安全裝備，為了驗(yàn)證國內(nèi)現(xiàn)有適應(yīng)最大終端載荷的防墜器（BF-321型）的產(chǎn)品性能是否滿足未來超深井的需求，本文以山東省某機(jī)械有限公司生產(chǎn)的BF-321型防墜器為例，對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室性能驗(yàn)證。

2 BF-321型防墜器的主要參數(shù)

BF-321型防墜器主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

3 驗(yàn)證依據(jù)及驗(yàn)證項(xiàng)目

實(shí)驗(yàn)室性能驗(yàn)證主要依據(jù)MT355-2005《礦用防墜器技術(shù)條件》進(jìn)行。根據(jù)上述檢驗(yàn)依據(jù)的要求，型式檢驗(yàn)共需完成料機(jī)械性能、抓捕裝置靜負(fù)荷試驗(yàn)、脫鉤試驗(yàn)、抓捕可靠性試驗(yàn)、制動(dòng)減速度以及空行程時(shí)間等25個(gè)項(xiàng)目的檢驗(yàn)。性能驗(yàn)證時(shí)，選取與速度、終端載荷、制動(dòng)力以及安全性能等相關(guān)的項(xiàng)目進(jìn)行了驗(yàn)證。其驗(yàn)證大綱如表2所示。

4 驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)照片

5 具體計(jì)算過程

第一，緩沖器阻力值標(biāo)定。

緩沖器阻力值的偏差最大為1.6%。

第二，鋼絲繩連接器靜負(fù)荷檢驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)方法：鋼絲繩連接器靜負(fù)荷實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)負(fù)荷應(yīng)達(dá)到整臺(tái)罐籠最大計(jì)算制動(dòng)力的數(shù)值，承載時(shí)間不應(yīng)少于30min，檢查澆注軸承合金處鋼絲繩與連接器之間有無相對(duì)位移和各零部件是否變形，然后繼續(xù)加載直至鋼絲繩破斷，檢查軸承合金處有無鋼絲被拉出，連接器是否損壞。

試驗(yàn)過程中試驗(yàn)承載時(shí)間為31min。試驗(yàn)后未發(fā)現(xiàn)澆注軸承合金處的鋼絲繩與連接器之間有相對(duì)位移，連接器各零件未產(chǎn)生永久變形。

第三，鋼絲繩連接器破斷拉力檢驗(yàn)。

鋼絲繩連接器破斷拉力試驗(yàn)后，制動(dòng)鋼繩被拉斷時(shí)，連接器未損壞；澆注軸承合金處鋼絲未被抽出。

第四，脫鉤試驗(yàn)。

①罐籠對(duì)制動(dòng)繩的相對(duì)降落高度h：空載和重載時(shí)分別為27.7mm和36.5mm；②緩沖鋼絲繩拉出長度L：空載和重載時(shí)分別為10.5mm和19.8mm；③罐籠總降落高度：空載和重載時(shí)分別為41.8mm和62.8mm；④空行程距離l：空載時(shí)為17.5mm。

第五，抓捕可靠性試驗(yàn)。

動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，能牢固抓捕制動(dòng)鋼絲繩。

制動(dòng)后，防墜器的零、部件未產(chǎn)生損壞或產(chǎn)生永久變形，滾子未出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，楔塊滾道表面未產(chǎn)生明顯的壓痕。

第八，制動(dòng)后復(fù)位情況。

制動(dòng)后恢復(fù)提升時(shí)，抓捕裝置能順利恢復(fù)原位。

6 驗(yàn)證結(jié)果

其驗(yàn)證結(jié)果如下：

①抓捕裝置靜負(fù)荷試驗(yàn)：在345 kN試驗(yàn)負(fù)荷下作用5min，楔塊與制動(dòng)繩之間未產(chǎn)生相對(duì)位移，各零件未見永久變形或損壞現(xiàn)象。②緩沖器阻力值標(biāo)定：緩沖器的阻力值經(jīng)標(biāo)定后，其阻力值的偏差最大為1.6%。③鋼絲繩連接器靜負(fù)荷檢驗(yàn)：在345 kN試驗(yàn)負(fù)荷下作用30min，澆注處鋼絲繩與連接器之間無相對(duì)位移，連接器各零件未產(chǎn)生永久變形。④鋼絲繩連接器破斷拉力檢驗(yàn)：鋼絲繩連接器經(jīng)破斷拉力試驗(yàn)，制動(dòng)鋼絲繩被拉斷時(shí)，連接器未見損壞，澆注軸承合金處鋼絲未被抽出。⑤脫鉤試驗(yàn)：罐籠對(duì)制動(dòng)鋼絲繩的相對(duì)降落高度在空載和重載時(shí)分別為27.7mm和36.5mm；緩沖鋼絲繩拉出的長度在空載和重載時(shí)分別為10.5mm和19.8mm；罐籠的總降落高度在空載和重載時(shí)分別為41.8mm和62.8mm。

7 超載性能

在進(jìn)行完常規(guī)檢驗(yàn)之后為了進(jìn)一步驗(yàn)證BF-321型防墜器的超載性能，我們采用按比例增加其最大終端載荷的方式，進(jìn)行抓捕裝置靜負(fù)荷試驗(yàn)、脫鉤試驗(yàn)等，其試驗(yàn)結(jié)果如下：

①抓捕裝置靜負(fù)荷試驗(yàn)：在1.1倍最大終端載荷和1.3倍最大終端載荷作用下，在5min內(nèi)，楔塊與制動(dòng)繩之間未產(chǎn)生相對(duì)位移，各零件未見永久變形或損壞現(xiàn)象。1.5倍最大終端載荷（225kN）作用下，楔塊與制動(dòng)繩之間產(chǎn)生相對(duì)位移。②脫鉤試驗(yàn)：在1.1倍最大終端載荷時(shí)，在罐籠對(duì)制動(dòng)鋼絲繩的相對(duì)降落高度為71.0mm，緩沖鋼絲繩拉出的長度為44.6mm；在1.3倍最大終端載荷時(shí)，罐籠對(duì)制動(dòng)鋼絲繩的相對(duì)降落高度為108.0mm，緩沖鋼絲繩拉出的長度為88.0mm。③抓捕可靠性試驗(yàn)：在1.1倍最大終端載荷時(shí)，動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，能牢固抓捕制動(dòng)鋼絲繩；在1.3倍最大終端載荷時(shí)，動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，能牢固抓捕制動(dòng)鋼絲繩。④1.1倍最大終端載荷時(shí)，制動(dòng)減速度為15. 6m/s2。由上可知，在1.1倍最大終端載荷下（165kN），該防墜器可以滿足使用要求；在1.3倍最大終端載荷下（195kN），抓捕裝置靜負(fù)荷試驗(yàn)符合要求，但在進(jìn)行脫鉤試驗(yàn)時(shí)，罐籠對(duì)制動(dòng)鋼絲繩的相對(duì)降落高度已超標(biāo)，故不可滿足使用要求；1.5倍最大終端載荷下（225kN），抓捕裝置靜負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，楔塊與制動(dòng)繩之間產(chǎn)生相對(duì)位移，不符合要求。

8 結(jié)語

本文主要對(duì)現(xiàn)有提升系統(tǒng)出現(xiàn)連接裝置斷裂情況下防墜安全措施的結(jié)構(gòu)特征及工作原理進(jìn)行了詳細(xì)分析，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)目前最大型號(hào)的防墜器進(jìn)行了性能驗(yàn)證及超載性能驗(yàn)證。通過試驗(yàn)可知，國內(nèi)最大規(guī)格BF-321防墜器僅能滿足設(shè)計(jì)最大終端載荷要求，在1.3倍載荷下已經(jīng)出現(xiàn)相關(guān)性能不合格，無法適用于超深井大載重高速纏繞式提升系統(tǒng)的需求，有必要開展新型防墜安全措施的設(shè)計(jì)研究工作。

【參考文獻(xiàn)】

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