影响衬垫摩擦因数的主要因素

衬垫的工作条件主要包括表面状态、载荷压力、钢丝绳蠕动速度和环境温度等 4 个方面 ,也是影响衬垫摩擦系数的 4 个主要因素。

1 表面状态

衬垫工作时 ,由于受使用现场诸多因素的影响 ,其绳槽表面会有不同的状态 ,如干燥、淋水或有油脂 ,但往往不是单纯的一种 ,而是几种状态揉合在一起 , 如油脂加淋水 ,而且还受到矿粉的污染 ,尤其是有油脂状态 ,矿粉被油脂粘住而附着在钢丝绳上 ,并参与摩擦面的工作。地下水是造成淋水的直接原因 ,而油脂则是钢丝绳的防腐剂 ,是衬垫与钢丝绳接触时从钢丝绳上粘过来的。我国多数情况下 ,衬垫是在有钢丝绳防腐脂并且淋水的情况下工作的 ,这种状态是所有表面状态中最恶劣的 ,对衬垫摩擦系数的不利影响最大。当然 ,这里所说的油脂并不是普通的防腐脂 ,而是摩擦提升专用的钢丝绳防腐脂 ,简称摩擦脂。试验表明 ,一般情况下衬垫在不同表面状态下的摩擦系数是不同的 ,而涂脂状态下的摩擦系数最低 , 因此 ,衬垫的摩擦性能是与表面状态密不可分的。通常所说的衬垫摩擦系数 ,在没有特别指明的情况下 , 应该是指涂脂状态下的摩擦系数。

2 载荷压力

衬垫工作时受到来自钢丝绳的压力 ,此压力因衬垫所处位置不同而有较大差别。通常所说的压力(或比压) 指平均压力 ,是按照绳槽的投影面积计算而来的 ,计算公式为

式中: N 为衬垫所受压力的平均值T1 为重载侧钢丝绳张力T2 为轻载侧钢丝绳张力D 为摩擦轮直径d 为钢丝绳直径。

根据计算 ,不同规格、型号的提升机 ,其衬垫所受到的压力是不同的 ,但平均压力一般在 2. 0 MPa 左右 ,最大值低于 3. 0 MPa 。

3 钢丝绳的蠕动速度

正常工作时 ,衬垫与钢丝绳间是不容许有相对滑动的 ,如果出现滑动 ,则被认为是摩擦副失效 ,容易带来事故隐患。但由于钢丝绳是弹性体 ,根据弹性体传动理论,钢丝绳会在衬垫上产生弹性滑动即蠕动。由于受钢丝绳弹性差异、张力差的不同和运行速度不同等的影响 ,不同规格的提升机 ,钢丝绳的蠕动速度是不同的。蠕动速度的计算公式为

式中:V 为钢丝绳蠕动速度ΔT 为摩擦轮两侧钢丝

绳张力差V0 为提升机运行时钢丝绳的线速度E 为钢丝绳的拉伸弹性模量A 为钢丝绳的有效横截面积。

研究表明 ,钢丝绳的蠕动速度对衬垫的摩擦性能有一定的影响 ,单纯从速度影响角度讲 ,蠕动速度增大会使衬垫的摩擦系数适当提高 ,但磨损会增大。

4 环境温度

我国幅员辽阔,冬夏两季室外气温从- 30～ + 40 ℃ 应属正常,而室内温度应能控制在 0～30 ℃范围内。

衬垫的工作环境一般都在室内 ,而与之密切联系的钢丝绳则不同。对于塔式提升机 ,钢丝绳要从机房通过四周开放的井塔到达井筒。对于落地式提升机 ,钢丝绳则要完全暴露地通过室外才能到达井筒 , 钢丝绳会受到日晒雨淋。相比之下 ,钢丝绳的工作环境要恶劣得多 ,但因衬垫始终与钢丝绳接触 ,其摩擦性能在一定程度上会受到钢丝绳温度的影响 ,尤其是当钢丝绳表面有油脂时 ,影响程度要大些。