摩擦式提升机衬垫许用摩擦系数研究

　　摩擦式提升机的衬垫摩擦系数的压力、速度和温度特性已为实验证实。在不同的压力、相对滑动速度和温度下测试的摩擦系数差异较大，有时达2~3倍。为了保证摩擦提升的防滑安全可靠性,确定村垫摩擦系数许用值是一个长期探讨的问题

　　摩擦系数许用值的确定主要是摩擦系数测试条件的探讨和许用值计算方法的研究。摩擦系数测试条件包括滑动速度、接触压力和环境温度。它们是根据摩擦系数特性、防滑安全性等因素决定的。摩擦系数许用值的计算既要兼顾防滑可靠性，又要考虑摩擦传动方程修正。

　　在摩擦提升防滑计算中，广泛采纳欧拉公式。但是，由于钢丝绳与村垫之间的摩擦系数特性影响提升机的摩擦传动能力,使得欧拉公式计算结果存在一定的偏差。为了既保持欧拉公式的有用性，又保证防滑计算精度、引用“当量摩擦系数”替代欧拉公式中的定值摩擦系数所谓当量摩擦系数、是考虑到摩擦系数特性时,摩擦传动极限张力比等效于欧拉公式计算张力比而获得的摩擦系数等效值。根据测试条件，摩擦系数检测的滑动速度为Imm/s，接触压力定为iMPa、2MPa和3MPan。规定三个压力水平旨在从摩擦系数压力特性进行摩擦系数当量化处理当接触压力在1~3MPa 范畴内，摩擦系数随压力的变化近似呈线性关系，即考虑摩擦系数的压力特性，由式(1)得到席擦轮上传动钢丝绳的静力微分方程。求解式(5),整理后得摩擦传动方程由此看出，当量摩擦系数不仅与摩擦特性系数有关,而且与提升机参数 和提升载荷有关。

　　按规定滑动速度、接触压力和温度测试得到的摩擦系数，体现了村垫摩擦系数水平。但由于测试条件与现场条件的差异和摩擦系数自身的离散性，检测得到的摩擦系数不能直接用于防滑计算。摩擦系数许用值应由检测值折算后获得。

　　国内外目前还未有关于衬垫摩擦系数许用值研究的报道范成法。笔者认为摩擦提升防滑存在安全性和可靠性问题，且安全性与可靠性相互统一。因此临界裂纹尺寸，笔者拟从可靠性理论进行摩擦系数许用值计算。

　　1.折算系数计算视钢丝绳与衬垫之间的摩擦系数为随机变量,则定义折算系数为由于从、是服从于概率分布的随机变，故折算系数也呈现随机特性。显然，从时，摩擦系数折算是可靠的;当从从时则摩擦系数折算不可靠。定义摩擦系数折算系数的可靠度为因此,折算系数的可靠度达到可靠度是参数”的函数,对式(II)求导得R 极大值，则有

　　摩擦系数的变异系数取决于摩擦系数的离散性，一般通过实验确定。为便于工程应用.近似取其中由摩擦系数检测结果获得不可靠度。

　　于是,折算系数最小均值表达式为可以看出,摩擦系数许用值的折算系数与摩擦系数测试值的离散性和许用值所保证的折算可靠度有关气动滑板车。

　　摩擦系数的变异系数取决于摩擦系数的离散性，一般通过实验确定。为便于工程应用.近似取其中由摩擦系数检测结果获得。

　　于是,折算系数最小均值表达式为可以看出,摩擦系数许用值的折算系数与摩擦系数测试值的离散性和许用值所保证的折算可靠度有关。

　　对摩擦系数许用值而言,折算可靠度反映出各种摩擦条件下,村垫摩擦系数检测值不低于许用值的概率。折算可靠度定得过高,摩擦系数许用值就会压得过低,因此提升机必须采取相应的防滑措施，如增大防滑配重等,从而影响了提升机的经济运行;若折算可靠度过低，则可能使衬垫摩擦系数许用值过高而带有冒险性，难以保证防滑安全可靠性，由此看来,规定摩擦系数的折算可靠度应该同防滑计算所保证的可靠度联系在一起。摩擦系数的折算可靠度也反映着摩擦提升防滑的可靠度。

　　摩擦提升防滑设计取用的是摩擦系数许用值，并且防滑计算中还规定了安全系数三轮车及配件，因而以许用摩擦系数进行的防滑设计本身就具有一定的防滑可靠度。另一方面，摩擦系数许用值是摩擦系数测试值折算而得主要用于定位，从摩擦系数取用上也保证了一定的防滑可靠度。防滑计算可靠度无论哪一项“故障”另一项仍可在一定程度上保证总体防滑可靠性。所以，防滑计算的可靠度与摩擦系数折算可靠度构成并联模型,摩擦提升总体防滑可靠度是二个单元可靠度的并联。

　　要说明的是，表中的滑动速度和压力P的中心值为规定值,平均摩擦系数“是去掉最大值和最小值后，剩余 5 组数据的算术平均值按式(8)计算当量摩擦系数,得么=0.270取三种工况测试的摩擦系数变异系数最大值由表1算得C=0.066;代入式(15),计算折算系数t=1.38，因而由式(9)获得许用摩擦系数值从=0.194。

　　对该提升机现场实测，得到的衬垫与钢丝绳摩擦系数是0202。比较可见，实测值与许用值计算基本吻合。

　　例2:某提升机JKM-3.25/4,围包角为195°,轻载侧钢丝绳张力为45kN，仍使用PVC衬垫,矿井有严峻淋水。

　　动防滑安全系数大于 1.25。计算表明，此安全系数在一般情况下能保证防滑可靠度在 0.952

　　摩擦提升运行工况的滑绳安全性及事故危害性的研究结果分析3)表明,摩擦提升总防滑可靠度应该大于 0.99。于是以 R= 0.995R0.95代入式(16),得8=090。

　　例1:某提升机JKM-3.25/4围包角为195°17，衬垫材料是 PVC,矿井有淋水，提升机轻载侧钢丝绳张力为 33.4N

　　村垫摩擦系数检测结果仍见上表,但本提升机的当量摩擦系数计算值为 0.265依据k一1.38,得摩擦系数许用值“三0192。现场实测摩擦系数为0208

　　以上两例结果说明,提升机使用条件的差异会导致许用摩擦系数的差别。尽管同样的提升机使用同样型号衬垫材料，由于提升载荷和围包角不同,得到的许用摩擦系数也不同。

　　(1)由于测试条件与实际工况不同，摩擦提升村垫摩擦系数的实验室检测值与现场实际使用值有差别。一般情况下,检测值高于使用值，如果检测值直接用于防滑计算，则存在事故隐思。

　　(2)摩擦系数检测值经折算方能用于防滑设计。折算摩擦系数应考虑摩擦提升的实际防滑可靠性。本文提出的摩擦系数折算方法，基于折算可幕性与防滑验算可靠性的并联模型，融防滑计算与摩擦系数许用值计算于一体使总体防滑可靠性得以保证。

　　(3)当量摩擦系数使考虑摩擦系数压力特性的防滑计算还能应用欧拉公式。当量摩擦系数不仅与摩擦特性系数有关,还与提升机参数有关,所以,在不同运行条件下,衬垫摩擦系数当量值和许用值应针对具体情况进行计算调整块。