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鋼絲繩的使用與維護
發布時間:2023/6/15 閱讀:239

       起升機構是起重機的主要工作機構, 用以實現重物的垂直運輸, 由于鋼絲繩強度高、自重輕、能承受震動載荷; 彈性好, 能卷繞成盤; 極少驟然斷裂、高速下運行平穩; 成本低等優點, 一直作為撓性件與滑輪構成鋼絲繩滑輪組應用在起升機構中。但是, 在起升機構工作中發現, 一些鋼絲繩并沒有達到它的預期壽命, 較為嚴重時, 一項工程可能要更換 2~ 3次鋼絲繩, 提高了施工成本, 降低了作業效率, 因此, 研究影響鋼絲繩使用壽命的各種因素, 對正確使用鋼絲繩, 延長鋼絲繩的使用壽命, 提高作業效率和經濟效益, 保證施工工期, 具有重要的意義。


 一、 鋼絲繩的選型要合適
  選型合適就要從鋼絲繩的質量說起。鋼絲的質量是決定性因素, 若鋼絲材質質量不能保證, 必然要降低鋼絲繩的使用壽命。鋼絲繩用的鋼絲通常采用含碳量為 0. 5% ~ 0. 8%的優質碳素圓鋼經過多次冷拔、熱處理得到高強度絲, 鋼絲繩的鋼絲強度按國家標準規定分為 5級,分別用在不同用途的起吊上。起重機用鋼絲繩抗拉強度一般為 1 470、1 570、1 670、1 770、1 870Mpa。如果鋼絲的含碳量偏高或含硫量偏高, 就會使鋼絲的脆性增大, 鋼絲經過反復彎折即可斷絲, 造成鋼絲繩使用壽命縮短。另外, 鋼絲生產工藝、技術水平對鋼絲質量也起到決定性作用。鋼絲的生產工藝包括: 盤條或半成品鋼絲的表面清理、中間及最終處理、鋼絲冷拔和鋼絲鍍層等。其中任何一個環節不合理都會直接影響到鋼絲的質量。通常選購正規廠家的鋼絲繩可保證鋼絲繩達到使用壽命。

二、選用鋼絲繩的種類即結構型式要合理
  2.1按鋼絲繩捻繞方式劃分
  鋼絲繩可分為同向捻鋼絲繩 (也稱順繞鋼絲繩 )和交互捻鋼絲繩 (也稱交繞鋼絲繩 )。順繞繩即繩與股的捻向方向相同, 其撓性與耐磨性能好,但由于有強烈的扭轉趨勢, 容易打結。當在單根鋼絲繩上懸吊貨物時, 貨物會隨鋼絲繩松散的方向扭轉, 故通常用于小車的牽引繩, 不宜用于提升繩。交繞鋼絲繩由于繩與股的扭轉趨勢相反, 互相抵消, 沒有扭轉打結的趨勢, 在起吊貨物時不會扭轉和松散, 所以廣泛使用在起重機械上。
  2.2按照斷面結構劃分
  鋼絲繩可分為普通型鋼絲繩和復合型鋼絲繩。普通型鋼絲繩由直徑相同的鋼絲捻繞組成。由于相鄰各層鋼絲的捻距不同, 各層鋼絲互相交叉, 形成點接觸。點接觸鋼絲繩在受載時, 鋼絲間的接觸壓力大, 增大了橫向壓力, 造成二次彎曲,容易磨損、疲勞、變形、斷絲等。點接觸雖然壽命短, 但工藝簡單, 制造方便, 常用于起重吊裝和捆扎。
  復合型鋼絲繩的鋼絲直徑不同, 股中相鄰層鋼絲之間形成線接觸, 線接觸鋼絲繩受載時, 鋼絲的接觸應力較小, 無二次彎曲, 故其有承載力高、撓性好、耐疲勞、耐磨損、抗擠壓等優點, 其使用壽命比點接觸鋼絲繩提高 1. 5~ 2倍。因此在起重機械的工作中優先采用。
  較為理想型鋼絲繩為面接觸鋼絲繩, 它通常以圓鋼絲為股芯, 最外一層采用異形斷面的鋼絲,用擠壓方法繞制而成。由于層與層之間是面接觸, 其結構特點緊密, 有鋼絲接觸應力小、無二次彎曲應力、表面光滑、撓性好、強度高、耐疲勞、耐磨損、耐腐蝕、抗擠壓等優點, 使用壽命長。但其存在制造工藝復雜, 價格高等缺點, 起重機械上很少使用。

三、鋼絲繩的纏繞方式也決定鋼絲繩的使用壽命

       最小卷繞直徑用繩槽底部滑輪直徑再加鋼絲繩直徑表示。

       隨滑輪尺寸減小, 由彎曲和鋼絲繩與滑輪之間的接觸壓力所產生的彎曲應力增大, 鋼絲產生疲勞越快。接觸應力增加也加速鋼絲繩的損傷,同時還加速滑輪的磨損。隨滑輪尺寸的增大, 鋼絲繩與滑輪之間的接觸壓力下降, 彎曲程度也減小。如果僅考慮彎曲應力, 對 6×19點接觸鋼絲繩, 可將滑輪直徑增大到繩徑的 90倍極限數值,以提高鋼絲繩的壽命, 但對于多數起重設備, 采用這樣大的滑輪是不切實際的。實際上除彎曲外, 還有很多影響鋼絲繩壽命的因素, 如重復施加的應力、磨損、敲打、沖擊、振動、扭轉、轉速、卷筒卷揚失誤、腐蝕以及缺乏維護等, 這些因素對鋼絲繩的壽命影響更大。應綜合各種因素確定較佳滑輪尺寸。

四、鋼絲繩的定期潤滑
  由于鋼絲繩在工作中不斷被提升、松馳、流動, 鋼絲之間、繩與輪之間、繩與繩之間產生摩擦,使承受載荷的鋼絲截面減小, 鋼絲繩的壽命縮短,這就要求鋼絲繩在使用周期中始終保持潤滑性能。一般來說, 新鋼絲繩麻芯一般含有12% ~15%的油脂, 含油量只能維持壽命的40%。如果鋼絲繩失去了潤滑作用, 將造成鋼絲繩的磨損、損壞或被腐蝕, 從而降低鋼絲繩的使用壽命。所以,定期對鋼絲繩進行潤滑是延長鋼絲繩使用壽命的必然條件。同時, 對鋼絲繩潤滑也應按要求進行操作, 每月至少要潤滑2次。潤滑前先用鋼絲刷子刷去鋼絲繩上的污物并用煤油清洗, 然后用加熱到80℃以上的潤滑油蘸浸鋼絲繩, 使潤滑油能充分浸透到鋼絲繩的繩芯。

五、鋼絲繩的安全系數
  因為鋼絲繩隨著載重量的增加會有細微變化, 載重量超過安全系數極限時, 鋼絲繩就有可能破裂。鋼絲繩的破斷拉力與其材質及直徑有關,鋼絲繩強度在 160~ 220 Kgf/mm的鋼絲繩, 其破斷拉力近似計算公式為 P = 50×d×d(式中 P為鋼絲繩的破斷拉力, 單位 Kg;fd為鋼絲繩直徑, 單位mm)。為安全載重量, 安全載重量常常表示鋼絲繩靜止時允許承受的重量。但實際上鋼絲繩往往處于運動狀態, 除了要受起重量、吊具、自重量等靜載荷外, 還要受到外界的影響, 如升降引起的動載荷、磨擦引起的阻力等, 鋼絲繩就容易過載。在吊裝作業中鋼絲繩的許用拉力不能等于破斷拉力, 而應低于破斷拉力, 許用拉力可按下式求得:
  [P] = P÷K(式中 [P]為鋼絲繩的許用拉力, 也叫安全拉力, 單位 Kg;fP為鋼絲繩破斷拉力, 單位Kg;fK為安全系數 )。所以安全系數應在條件允許的范圍內盡可能選取大值。

六、注重鋼絲繩的用后檢驗和保養
  鋼絲繩在使用一段時間后容易出現磨損、破壞、斷絲、腐蝕等現象, 其強度就會下降, 使用時存在不安全隱患。為確保安全生產, 杜絕不必要的事故, 必須定期對鋼絲繩進行檢驗和養護。首先,經常檢驗鋼絲繩的斷絲數, 防止超負荷現象發生,當斷絲數未達到報廢標準時, 鋼絲繩應降級使用。其次, 在使用中應使鋼絲繩緩慢受力, 不劇烈改變升降速度, 減小靜載荷以外力對鋼絲繩的損傷。另外, 鋼絲繩應保持良好的潤滑狀態。使用完畢的鋼絲繩, 應放在干燥的地方, 避免與腐蝕性化學物質接觸。再次, 盡量減少對鋼絲繩的彎曲次數,彎曲過度的鋼絲繩會出現變形、麻繩外漏、強度降低, 直接影響到鋼絲繩的使用壽命。


七、結論
  總之, 影響起重用鋼絲繩壽命的因素還有很多, 根據不同情況采取不同措施, 在作業過程中,必須做好鋼絲繩的合理使用與維護, 以達到延長鋼絲繩的使用壽命, 杜絕不安全因素, 保證安全生產, 提高作業效率。


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