起重机械钢丝绳

关键词: 挠性 起升 钢丝绳 起重机械

起重机械钢丝绳(精选十篇)

起重机械钢丝绳 篇1

1 钢丝绳的分类

(1) 根据钢丝韧性的不同, 将钢丝分为三级:特级, 用于载客电梯;Ⅰ级, 用于一般起重机;Ⅱ级, 用于司索绳、张紧绳等次要场合。

(2) 根据适用的场合不同, 绳芯分为以下几种

金属芯:用软钢丝制成, 可耐高温并能承受较大的挤压应力;

有机芯:用渗透润滑油的麻绳制成, 亦有采用棉芯的;

石棉芯:用石棉绳制成, 可耐高温。

(3) 根据钢丝绳捻绕的次数分

单绕绳:由若干断面相同或不同的钢丝一次捻制而成;

双绕绳:先由钢丝绕成股, 再由股绕成绳。

(4) 根据股中相邻二层钢丝的接触状态分

点接触钢丝绳:绳股中各层钢丝直径相同, 每层钢丝的螺旋升角近似相等;

线接触钢丝绳:这种钢丝绳股中的钢丝直径不同, 但每层钢丝的节距相同, 外层钢丝位于内层钢丝的沟槽中, 内外钢丝的接触形成一条螺旋线;

面接触钢丝绳:钢丝绳在捻绕后, 相邻钢丝形成接触面。

(5) 根据钢丝绳捻绕的方向分

顺绕绳:由钢丝绕成股和由股绕成绳的绕向相同;

交绕绳:由钢丝捻成股的捻制螺旋方向与由股捻成绳的方向相反;

混绕绳:由两种相反绕向的股捻制而成。

2 影响钢丝绳使用寿命的因素

钢丝绳受力复杂, 受载时, 钢丝中产生拉伸应力、弯曲应力、挤压应力以及钢丝绳捻制时的残余应力等。当钢丝绳绕过滑轮时, 受有交变应力作用, 使金属材料产生疲劳, 最后由于钢丝之间的摩擦、钢丝绳与绳槽的摩擦使钢丝磨损而破断。

2.1 钢丝绳的弯曲曲率半径对钢丝绳寿命的影响很大, 这是因为绳轮直径减小时, 钢丝的弯曲变形加剧, 弯曲应力加大, 因而钢丝的磨损加快, 疲劳损伤加快, 钢丝和绳的寿命就降低。

2.2 钢丝绳绕过绳轮时, 绳轮与钢丝接触面间的压力和相对滑动, 使钢丝磨损断丝, 接触应力越大, 断丝越迅速。

2.3 钢丝绳的结构型式对其寿命影响也很大。点接触钢丝绳由于钢丝间接触应力大, 钢丝的交叉又增大了横向压力, 强度损失要比线接触型大, 抗疲劳性能也较差。

2.4 当钢丝绳一个捻距间的断丝数达到全部钢丝的10%时, 继续使用绳的断丝速率明显加快, 短期内即出现断股。

3 钢丝绳的检验

3.1 检验分类

(1) 日常检验:每个工作日都要对钢丝绳的任何可见部位进行观察, 以便发现损坏与变形情况。

(2) 定期检验:对吊运熔融金属或炽热金属、酸溶液、易燃易爆物品及有毒物品的起重机械所用钢丝绳, 应保证每周至少检验二次;对一般起重机械所用的钢丝绳, 应保证每周至少检验一次;预期钢丝绳能较长期工作的, 每月至少检验一次。

(3) 特殊检验:遇有发生重大自然灾害或发生事故, 及停用一个月以上的起重机械, 应进行特殊检验, 合格后方能投入使用

3.2 钢丝绳检验部位 (见表1)

4 钢丝绳的检验方法

按照《起重机械定期检验规则》 (TSG Q7015-2008) 中的规定, 对钢丝绳的检验主要有两种。一是目测。在检验时通过目测, 判断是否出现断丝、磨损、腐蚀、变形、电弧及火烤, 是否处于良好的润滑状态。二是通过简单的仪器。如使用游标卡尺测量钢丝绳的直径, 使用放大镜观察钢丝绳的磨损情况等。

目前多数钢丝绳用户都是依靠人工检查和定期更换钢丝绳来预防钢丝绳断绳事故, 然而从检验钢丝绳和将其从使用中报废所获得的经验表明, 内部损伤是许多钢丝绳失效的原因。由于腐蚀和正常疲劳的扩展所致的内部损伤, 通过上述常规的检验方法不仅难以发现, 而且容易造成误判, 使检验员在检验过程中得出错误的检验结论, 给起重机的安全运行带来了严重的事故隐患。

Ⅱ使用钢丝绳探伤仪

(1) 磁通平衡式

原理介绍:

励磁源可以采用直流电源也可以采用交流电源, A线圈和B线圈产生的磁力线大小相等方向相反 (A、B线圈的匝数相同) , 在C线圈产生的感生电动势为零, 无论是钢丝绳抖动和移动, C线圈的输出均为零, 当钢丝绳由缺陷时, 如图1所示:先经过线圈A, 线圈磁通量会发生变化, 此时打破磁通平衡, C线圈中产生感生电动势ε+;当缺陷经过线圈B时, 引起B线圈磁通量的变化, C线圈中产生感生电动势ε-, 无论钢丝绳内部缺陷还是外部缺陷都会引起磁通量的变化, 即无论是钢丝绳内部断丝和外部断丝, 传感器均能测量出来, 且输出正负信号。由于是采用平衡原理, 所以测量灵敏度非常高, 只要钢丝绳断1丝和直径变化2mm都可测量出来。

(2) 电磁感应式

原理介绍:

如图2所示, 先磁化钢丝绳, 钢丝绳磁化到磁饱和程度即强磁, 也可适当磁化钢丝绳即弱磁。钢丝绳如果没有断丝则无漏磁, 钢丝绳如有断丝, 就会有漏磁, 传感器A用于磁化钢丝绳, 传感器B用于采集漏磁, 为提高采集漏磁, 可采用聚磁原理, 提高传感器的灵敏度, 即在B传感器中, 增加磁性材料构成漏磁探测传感器, 钢丝绳断丝越多, 传感器输出越大。

(3) 优点

使用钢丝绳探伤仪测量钢丝绳, 可以克服目测难以观察到的内、外部钢丝绳缺陷的难题, 使钢丝绳检验检测工作更加科学化、准确化、数字化。还可实时监测钢丝绳的安全状态, 实现钢丝绳日常检测的自动化, 降低使用单位钢丝绳用绳成本, 提高钢丝绳的利用率。可用于较高、较长钢丝绳设备的检验检测, 如大型桥门式起重机、客运、拖牵索道、矿井提升设备等。

(4) 缺点

检验检测过程中, 如钢丝绳存在较大的弯折、断股或绳股挤出的情况, 会发生钢丝绳在通过传感器时运行不畅造成的检验检测事故, 轻则损坏检测仪器, 重则造成特种设备事故。且特种设备检验检测工作通常处于高空、高温等场所, 加之设备安装维修空间狭小, 从方便检验检测工作和人员、设备安全的角度考虑, 检验仪器设备必须要便携、简单、功能全, 但目前在用的钢丝绳探伤仪在这方面还存在缺陷。

5 结束语

钢丝绳作为起重机械的主要零部件, 其运行状况直接影响起重机械的安全使用, 如检验检测不及时、不到位, 容易引发人身伤害及吊运设备的损坏, 造成严重的特种设备事故。根据目前在用起重机械的状况, 建议在检测起升高度较低、无维修人员位置及小型起重机械时尽量采用游标卡尺、放大镜等常规检验仪器, 在检测起升高度较高、钢丝绳运行轨迹较长、具备符合安全技术规范的维修空间及位置及大型起重机械时可采用钢丝绳探伤仪, 同时建议钢丝绳探伤仪生产厂家能开发更加便携、简单的检验检测仪器设备。

参考文献

[1]王福绵.起重机械技术检验[M].北京;学苑出版社, 2000, 12;31-41.

起重机械钢丝绳 篇2

其编插长度不应小于钢丝绳直径的20~25 倍,且最短编插长度不应小于300mm;编插部分应捆扎细钢丝,细钢丝的捆扎长度应大于钢丝绳直径的20 倍。

5)用压板固定时,固接强度应达到钢丝绳的破断拉力;

6)用绳卡固接时,固接强度应达到钢丝绳破断拉力的85%;绳卡与钢丝绳的直径应匹配,规格、数量应符合表6.1.8~2 的规定。

控制标准

绳卡数

起重机械钢丝绳 篇3

关键词:电梯;钢丝绳;检测技术;维护

中图分类号: TU857 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)20-185-2

0 引言

一般电梯选用的钢丝绳都具备自重轻、弹性好、强度高、承载性能好等优势,但是在使用的过程中,长期的处于负载过程,必然会发生严重的腐蚀、磨损以及断裂等现象,破护钢丝绳的结构性能,损耗其承载能力,严重威胁到乘客的人身安全。并且钢丝绳的很多问题都是存在于内部结构中,其检测技术要求较高,目前应用最为广泛的就是无损检测技术,这不仅提高了检测效率,还能及时地消除钢丝绳的隐患,有效地保证了电梯运行的安全性、稳定性以及可靠性。

1 电梯钢丝绳在使用的过程中存在的问题

电梯是由多种机械设备联合组建而成,其中钢丝绳就是电梯的运用过程的重要牵引工具,是电梯升降的重要工具,同时其在运行的过程中还承受了多种应力,使钢丝绳在使用的过程中产生了多种病害,其中最常见的就有以下几种:

一是,钢丝层的绳径变小。这种现象出现的主要原因是在使用的过程中,由于承载力度大,弹性形变无法恢复,致使钢丝绳的局部突然变细,或是内部断丝;同时,局部腐蚀也是造成钢丝绳变细的重要原因。钢丝绳直径变小,致使钢丝绳结构不均匀,其承载力大打折扣,破坏电梯运行的安全性以及可靠性。

二是,钢丝绳的腐蚀问题。电梯使用的钢丝绳长期暴露在空气中,与空气中的水分结合产生氧化反应,严重侵蚀钢丝绳的强度,致使钢丝绳的受力面积减小,破坏了钢丝绳的整体性能,也大大缩短了钢丝绳的使用寿命

三是,钢丝绳的断丝问题。钢丝绳也是由多个钢丝构成的,钢丝的多少对钢丝绳的性能也是有重要影响的。目前,钢丝绳的断丝也可分为磨损断丝、锈蚀断丝、疲劳断丝、拉断断丝、扭拉断丝五种情况。在钢丝绳的检修过程中,一定要注意断丝问题,避免其引发更大的损害。

四是,钢丝绳伸长问题。钢丝绳在使用之初电梯会重新的排列,在使用的前三周左右,电梯会出现不稳定的升降,使用一段时间后,钢丝绳的弹性也趋于稳定,电梯的运行也稳定下来。钢丝绳的长度也受到一定的限定。

2 电梯钢丝绳检测技术

电梯钢丝绳是电梯运行的重要组成构件,加大对钢丝绳的检测也是具有重要作用的。目前,市面上最常见的检测方法包括两种,一是目视检测法,二是无损检测法。

2.1 目视检测

目视检测法是最为传统的检测方法,主要是通过检修人员的直接感官,通过观察、触摸或是简单的测量,发现钢丝绳中存在问题。这种方法只能检测钢丝中的断丝、磨损、腐蚀以后直径变化等问题,无法对钢丝绳的内部病害进行检查,无法内视钢丝绳的断丝、磨损情况。不过在实际的检测过程中,也是可通过钢丝绳夹钳,打开钢丝绳,也可直接观察钢丝绳的内部问题,但是这种方法操作极为的不便捷、工作强度较大,应用范围也十分受限,不易推广使用。

2.2 无损检测法——电磁检测

电磁检测法是重要的无损检测方式,是在不破坏钢丝绳外部结构的条件下,对钢丝绳进行全方位的检查,检查效率得到极大的提升,操作也十分的便捷。目前,电磁检测法也可分为局部缺陷检测法(LF法)和金属截面积损失检测法(LMA法)。下文将对这两种电磁检测方法的优缺点展开论述。

LF法可检测钢丝绳中的不连续缺陷,如断丝、钢丝的蚀坑、深入钢丝的磨损槽口或其他使钢丝绳的完整性退化的局部性物理状态。漏磁类仪器能够测定局部缺陷,但不能明确给出有关损伤的确切性质和数量方面的信息,只能给出钢丝绳中断丝、内腐蚀和磨损等是否存在的提示性结论。

LF法局限性:①不大可能辨别出带有蚀坑的断丝、较小直径的断丝、小断口断丝或接近十多断丝处的单根断丝;②断丝的性质不能够判断,比如疲劳断丝、缩颈断丝等。

LMA法可用于钢丝绳特定区域中材料(质量)缺损的相对度量,它是用仪器进行检测,并通过比较检测点与钢丝绳上象征最大金属横截面的基准点来测定的。电磁和磁通方法能检测出钢丝中金属损失和腐蚀的存在、位置和数量。

LMA法局限性:①仪器所测得的金属横截面变化,只能表示相对于仪器校准基准点处的变化;②灵敏度随损伤离钢丝绳表面的深度增大和断丝处断口的减小而降低。

随着科学技术的不断进步,终于研制出了融合局部缺陷检测法(LF法)和金属截面积损失检测法(LMA法)的检测器具,提高了检测效率。

2.3 电梯钢丝绳检测技术的发展

目前国内市场上应用比较广泛的电梯钢牲绳探伤仪是上海且华MTCC和洛阳TCKC在线检测系统。这些系统都可以对电梯钢丝绳进行定性和定量的检测,但应用于电梯维护的实际检测工作中,还需要对这些检测设备通过电磁无损检测技术原理分析,对传感器改造,以适应狭小空间,解决抗干扰性差的缺点,才可以对电梯钢丝绳缺陷进行较准确的定性、定量和定位的正确判断,降低误差率。决定钢丝绳是否需要更换或者报废,在各种检测系统中都要进行参数设定,而如何选择并设定参数往往依赖于实际操作人员的经验,无法保证检测结果的同一性,并且每次检测都得进行设定,检测周期较长。

2.4 在役钢丝绳状态的评估

在对使用中的钢丝绳进行评估的时候,一定要综合应用目视检测法以及电磁检测法,全面考察钢丝绳的使用情况,具体步骤:一是,利用目视检测法,全面观察钢丝绳的表面构造,记录检测结果;二是,利用电测检测的仪器检测,分析其内部情况,进行记录;三是对比使用中的钢丝绳与前一根钢丝绳的损害情况;四是,根据钢丝绳的使用情况,与钢丝绳的损坏标准对比,确定钢丝绳的使用状态。

在钢丝绳状态评估过程中,利用目视检测法及时地发现较大的安全缺陷,有效的消除安全事故的发生。并且目视检测方法应该与电磁检测法相互配合使用,通过电磁检测法及时地发现钢丝绳的细小缺陷、可快速定位缺陷位置,然后结合目视检测法,确认缺陷形式以及对这些缺陷的形成原因进行分析。利用电磁法进行检测时,只是通过波形的异常来确定的,具体的分析还是要依据目视检测完成。

通过上述钢丝绳评估方法,可全面、科学地掌握钢丝绳的运行状态,并根据前一根报废的钢丝绳,判断目前使用的钢丝绳的使用寿命,这既能有效保证钢丝绳的使用安全,又能有效掌握钢丝绳的使用寿命,节省企业的成本。

3 电梯钢丝绳的维护措施

一般在电梯安装的过程中就会对电梯的起重机进行检测,主要是利用射线对其钢结构进行检测。电梯的起重机械大多是利用钢材料做成的,而且相比较其他机械产品,钢材所用的厚度小,直接通过X射线进行检测。射线要检测的主要内容包括钢板厚度均匀与否、钢结构焊缝的质量。我们一定要充分保证起重机的质量,只有保障它的正常运行,才能更加有效保护钢丝绳的性能,延长其使用寿命

同时,在日常的使用过程中,也要定期或不定期地养护钢丝绳,既能保证钢丝绳的使用性能,实现电梯的平稳运行,还有利于延长钢丝绳的使用寿命,减少更换成本。在电梯运行的过程中,要注意给钢丝绳表面涂油,隔绝钢丝绳与空气的接触,防止钢丝绳氧化、腐蚀。如果电梯运行的条件较差,更要保证钢丝绳内芯的油量。同时,在给钢丝绳涂抹润滑油的过程中还要加热润滑油到60℃,保证润滑油真正的渗透到钢丝绳内部。但是涂抹在钢丝绳上的油,也会聚集大量的异物,产生油垢,不仅会加剧钢丝绳的腐蚀速度,也会阻碍新的润滑油的渗透,严重时会产生断丝的问题,对钢丝绳的安全性、稳定性具有重要的影响。因此在检测的过程中,要及时地清理钢丝绳上的油垢,利用专门的工具或是火油,清理干净,保证钢丝绳的使用性能。

4 结语

综上所述,目前,电梯在我们的生产生活中发挥着越来越重要的作用,其中钢丝绳的质量更是关系到电梯的整体安全性、可靠性。在电梯日常的使用过程中,一定要加强养护措施,并利用先进的检测技术,提升对钢丝绳的掌控能力,既有利于提高较少物业的成本支出,增加其经济效益,还有助于提升电梯的安全性、可靠性、稳定性,更好地保证人们的生命安全。

参 考 文 献

[1] 于海立,康世广,吴鲲鹏,等.电梯起重机械钢丝绳的检测及维护[J].中国机械,2014(24):122-123.

[2] 陈玉娥.电梯起重机械钢丝绳的检测及其维护措施的探讨[J].中国电子商务,2013(13):232.

起重机械钢丝绳 篇4

1 掌握正确使用起重机械钢丝绳的方法, 严格遵守起重机械钢丝绳在使用中的检验规定, 切实执行钢丝绳的检查要点, 确保钢丝绳在使用中的安全。

1.1 严格执行定期检查制度, 并做好记录。通过对钢丝绳的随时监控, 为安全及合理使用钢丝绳提供依据。

1.2 对吊运熔化或赤热金属、酸溶液、爆炸物、有毒物品的起重机械专用钢丝绳, 要求每周检查两次, 一般起重机械每月至少检查一次。

1.3 检查内容

1.3.1 钢丝绳外部检查包括:a.直径检查;b.磨损检查;c.断丝检查;d.润滑检查。

1.3.2 钢丝绳内部检查:因为内部损坏 (主要由锈蚀和疲劳引起的断丝) 隐蔽性更大, 为保证钢丝绳安全使用, 必需在适当的部位进行内部检查。

检查的要领:将两个尺寸合适的夹钳相隔100~200mm夹在钢丝绳上反方向转动, 股绳便会松懈。操作时应避免股绳过度移位造成永久变形 (导致钢丝绳结构破坏) 。

检查的内容:小漏洞出现后, 用探针拨动股绳并把妨碍视线的油脂或其他异物拨开, 对内部润滑、钢丝锈蚀、钢丝及钢丝间相互运动孕育发生的磨痕等情况进行仔细检查。特别注意, 钢丝断头因不会支棱而不易被发现。检查后, 稍用力转回夹钳, 使股绳完全恢复到原位。

1.3.3 钢丝绳的其他检查。必需对与钢丝绳使用的外围条件———匹配轮槽的表面磨损情况、轮槽几何尺寸及转动灵活性进行检查, 以保证钢丝绳在运行中与其始终处于良好的接触状态、运行磨擦阻力最小。

1.4 检查要点

钢丝绳检验一般为全长检验, 主要检查下列部位:

1.4.1 钢丝绳运动和固定的始末端部。

1.4.2 通过滑轮组或绕过滑轮的绳段, 在起重机械进行重复作业的情况下, 应特别注重机械吊载期间绕过滑轮的所有部位。

1.4.3 位于平衡滑轮的绳段或易于磨损钢丝绳的绳段。

1.4.4 绳端部位 (压接绳端、插扣绳端、楔形接头绳端、绳夹固定强端、压扳固定绳端) 。

1.4.5 对于接纳压制或锻造钢丝绳绳夹要检验绳夹材料是不是有裂纹及使用中钢丝绳与绳夹之间有无滑移。

2 起重机上使用的钢丝绳, 规格品种繁多、使用场合和方法千差万别, 因使用时间的持续, 都会出现不同程度的损伤。在机组检修中, 钢丝绳经常出现的问题及防治方法:

2.1 磨损:钢丝绳在操作时与其它物体接触并有相对运动产生摩擦。在机械、物理和化学作用下, 钢丝绳的表面不断磨损。磨损是钢丝绳最常见的损伤方式, 一般分为外部磨损、内部磨损。

2.1.1 外部磨损:钢丝绳在使用过程中其外周与滑轮槽、卷筒壁、钩头等物体表面接触而引起的磨损属于外部磨损。外部磨损后绳径变细, 外周表面的细钢丝被磨平。外部磨损使承受载荷的钢丝截面积减小, 钢丝绳的破断载荷也相应降低。

防治方法:尽可能使单周磨损改为全周均匀磨损, 在钢丝绳的全长范围内尽可能地做到均匀磨损。如:起重机钢丝绳在使用中期换头, 一般可延长钢丝绳使用寿命30%~40%。

2.1.2 内部磨损:使用时, 钢丝绳经过卷筒或滑轮时所承受的全部负荷压在钢丝绳的一侧, 各根细钢丝的曲率半径不完全相同。由于钢丝绳的弯曲, 钢丝绳内部各根细钢丝会相互产生作用力并且产生滑移, 这时股与股之间接触应力增大, 相邻股间的钢丝产生局部压痕深凹。当反复循环拉伸弯曲时, 深凹处因应力集中而被折断, 构成了内部磨损。

防治方法:从表面受压磨损来看, 采用线接触钢丝绳比点接触钢丝绳有利, 面接触钢丝绳比线接触钢丝绳更有利。钢丝绳的弯曲程度、运动速度, 对钢丝绳的内部磨损均有影响

2.2 疲劳:钢丝绳在使用过程中主要承受弯曲疲劳和拉伸、扭曲、振动引起的疲劳。

2.2.1 弯曲疲劳。钢丝绳重复通过滑轮或在卷筒中挠上挠下, 无数次的弯曲, 极易使钢丝疲劳, 韧性下降, 最终导致断丝。通常, 疲劳断丝就意味着钢丝绳已经接近使用后期。

2.2.2 拉伸、扭曲和振动引起的疲劳。起重机钢丝绳在起动和制动的始末, 捆扎钢丝绳在承受载荷的前后, 变化的拉伸应力会引起金属疲劳。钢丝绳经常受到扭曲和振动也是产生疲劳的原因。

防治方法:试验表明, 钢丝绳的弯曲疲劳寿命与D/d比值 (即卷筒直径D与钢丝绳直径d的比值) 、安全系数和钢丝绳结构均有密切的关系。a.在条件许可的情况下, 应尽可能使卷筒和滑轮的直径加大;b.安排滑轮布局时, 应尽量避免使钢丝绳反向弯曲, 试验数据表明, 反向弯曲的破坏约为同向弯曲的2倍;c.尽可能选择结构好的钢丝绳, 如WS, TX型等线接触钢丝绳。使用这些钢丝绳能成倍地提高使用寿命

2.3 锈蚀:钢丝绳一般在露天使用, 日晒雨淋会使钢丝绳腐蚀, 尤其是在有害气体与恶劣环境下使用的钢丝绳, 腐蚀造成的损伤就更严重。腐蚀使钢丝绳的截面积减小、弹性和承受冲击的能力降低。

防治方法:防止钢丝绳锈蚀损伤的方法有两种, 一是勤涂油, 经常处于运动状态的钢丝绳涂油是必不可少的。二是对使用环境恶劣、相对运动较少的钢丝绳可选择镀锌、镀铝等特种钢丝绳。

2.4 变形:很多断绳事故的造成是因为钢丝绳事先受到过变形损伤而没有引起人们的足够重现。变形的主要原因:

2.4.1 外伤:在操作过程中, 钢丝绳与其它设备不正常的接触容易造成外伤。最明显的外伤是钢丝绳在滑轮里滑槽, 在卷筒上跳出挡板, 结果常常使几十米乃至数百米的钢丝绳因为局部轧坏而报废。

防治方法:防止钢丝绳外伤的关键在于完善起重机设备。滑轮应设置可靠的防滑槽挡圈, 挡圈与滑轮外圈的间隙不大于钢丝绳直径的1/5。卷筒上的钢丝绳不能松弛太多, 以防绳圈跳出挡板再缠紧时轧坏。

2.4.2 压溃:钢丝绳在卷筒上卷乱后容易产生压溃现象。钢丝绳在卷筒上卷乱时, 相互倾轧在操作时会发出“轧吱轧吱”的声响。由压溃造成的钢丝绳损伤会在局部迅速出现断丝与压扁的痕迹。

防治方法:防止的措施是应按设计规范选择滑轮与卷筒的偏角, 必要时可在起升机构中设置排绳器或者压绳装置, 防止钢丝绳出现卷乱现象。

2.4.3 扭结:钢丝绳在局部扭曲后产生的永久变形叫做钢丝绳扭结。普通钢丝绳有自转性, 绳股的端部不加捆扎便施加张力, 绳股会向倒捻方向旋转, 这是造成钢丝绳扭结的内在因素。钢丝绳在扭结后, 经过多次起吊受载, 也只有局部绳芯外露, 一般没有断丝现象。

防治方法:a.在重要的起重设备上选用不旋转钢丝绳;b.在钢丝绳的自由端设置转子 (也称防转装置) ;c.加强操作人员工作责任心, 发现扭结迹象立即停止操作, 释放还原。

2.4.4 咬绳:钢丝绳咬绳损伤现象一般发生在多层卷绕的起重机卷筒上。钢丝绳都是由很细的钢丝绕成的, 在压力作用下, 丝与丝之间既容易相互嵌入, 必定产生滑移, 产生了剪切运动。

防治方法:多层卷绕卷筒要彻底消除咬绳现象是困难的, 但能采取一些措施减少咬绳引起的不良影响。正确选择钢丝绳在卷绕过程中的轴向位移方向。另外, 可根据整根钢丝绳在卷筒上的受载情况采用变截面卷筒。有时可以根据卷筒的前若干圈钢丝绳不经常使用而又不能缺少的特点, 把这若干圈钢丝绳存在卷筒的一侧卷绕几层, 把工作频繁的重载受力区段单层卷绕, 这样既消除咬绳现象, 又极大地改善钢丝绳的接触状况。对多层卷绕的钢丝绳也可采取定期截头的方法。

2.4.5 过载:钢丝绳随着载荷的增加会有微量的伸长, 当载荷超过弹性极限时, 钢丝绳就可能断裂。通常把钢丝绳承受的静载荷控制在破断载荷的1/10~1/5, 叫作安全负荷。安全负荷表示的是钢丝绳允许承受的额定静负荷。静载荷以外的其它载荷增多时, 实际的安全系数就降低了, 钢丝绳往往由此而引起过载。过载的钢丝绳即使不发生断裂, 也会大大地缩短其使用年限。

防治方法:a.正确选用安全系数, 力求减少静载荷以外的其他载荷对钢丝绳的影响。如弯曲载荷可通过加大滑轮和卷筒直径来减小, 动载荷可通过提高起重机司机的操作水平、改进起重机性能来减少, 摩擦阻力可通过调整滑轮槽的形状及补充润滑油来减少等;b.严格遵守安全操作规程, 杜绝人为的超负荷现象;c.在起重机上安装负荷指示器或超负荷限制器或报警器, 消除过载现象。

高温等其它因素也会使钢丝绳造成损伤。钢丝绳的损伤具有一定的规律性, 只要掌握这些规律就能进行有效的防止, 从而减少钢丝绳的损伤, 延长钢丝绳的使用寿命

3 起重机械钢丝绳在使用中还要严格执行钢丝绳的报废标准, 达到报废标准的一定要予以更换, 以免出现险情和事故的发生。钢丝绳应视为一种易损件, 当检验表明其强度已降低时、连续使用有危险时, 即应报废。

钢丝绳的报废标准:

3.1 绳端断丝。当绳端或其附近出现断丝时, 即使数量很少也表明该部位应力很高, 多是绳端安装不良造成的, 应查明原由, 如果绳长允许, 应将断丝的部位切去重新合理安装。如果断丝紧靠一路形成局部聚集, 则钢丝绳报废, 如果这种断丝聚集要小于6d的绳长范围内, 或者集中在任一支绳股里, 那么即使断丝数比表列的数值少, 也应报废。

3.2 断丝的增加率。某些使用场所, 疲劳是引起钢丝绳损坏的主要原因, 断丝则是在使用一段时期后开始出现, 但断丝数逐渐增加, 其时间距离越来越短。为了鉴定断丝的增加率, 应细心检验并记载断丝增加情况, 确定钢丝绳未来报废日期。

3.3 绳股断开。如果出现整根绳股断开, 则钢丝绳应报废。

3.4 由于绳芯损坏而引起的绳径减小。当钢丝绳的纤维芯损坏或钢芯 (或多层结构中的内部绳股) 断开而造成绳径显著减小, 钢丝绳应报废。

3.5 弹性减小。在某些情况下 (通常与工作环境有关) , 钢丝绳的弹性会减小, 若继续使用是不安全的。弹性减小伴随下述现象:a.绳径减小;b.钢丝绳捻距伸长;c.由于各部分相互压紧, 钢丝之间和绳股之间缺少空隙;d.绳股凹处出现细微的褐色粉末;e.虽未发现断丝, 但钢丝绳明显的不易弯曲和直径减小, 比起单纯是由于钢丝磨损而引起的也要快得多, 这种情况会导致在动载作用下突然断开, 故应当即报废。

3.6 磨损。磨损使钢丝绳的强度降低, 当外层钢丝磨损达到其直径的40%时, 钢丝绳应报废。当钢丝绳直径相对公称直径减小7%或更多时, 即使未发现断丝, 该钢丝绳也应报废。

3.7 外部及内部腐蚀。外部钢丝绳腐蚀可用人的眼睛不雅察, 当表面出现深坑, 钢丝相当松驰时应报废。

内部腐蚀相对较外部腐蚀难发现, 但下列现象可以识别:a.钢丝绳直径的变化, 钢丝绳在绕过滑轮的弯曲部位直径通常变小。但对于静止段的钢丝绳则常由于外层绳股出现锈积而引起钢丝绳直径增加;b.钢丝绳外层绳股间的空隙减小, 还经常伴随出现外层绳股之间断丝。

3.8 变形。钢丝绳失去正常形状产生可见的畸形称为“变形”, 这种变形部位 (或畸形部位) 可能引起变化, 会导致钢丝绳内部应力分布不均匀。变形从外观区分有下述几种:波浪形、笼形畸变、绳股挤出、钢丝挤出、绳径局部增大、扭结、部分被压扁、弯折。

摘要:钢丝绳是发电厂机组检修工作中最常用的工具, 特别是广泛应用于起重机械中。由于缺乏正确使用钢丝绳的知识, 常因钢丝绳出现问题造成事故。针对钢丝绳在使用过程中的检查、经常出现的问题进行了分析, 并提出正确使用及防治问题的方法、要求和报废标准, 以确保各项检修工作的安全。

关键词:钢丝绳,安全,检查,损伤,报废

参考文献

[1]冶金工业部信息标准研究院标准研究部编.钢丝及钢丝绳标准汇编[M].北京:中国标准出版社, 1997, 7, 第一版.

起重机械钢丝绳 篇5

1 传统岸桥托架钢丝绳更换流程

1.1 设备准备工作

上海振华重工生产的岸桥的托架机构由4根钢丝绳牵引组成。更换钢丝绳前需要固定大车位置,并设置有效隔离区域,将俯仰机构放至水平位置,吊具起升机构放至合适高度(离地面),小车运行至后大臂末端。

1.2 机械房内准备工作

(1)吊装新钢丝绳:在机械房内的开阔位置利用室内维修行车垂直起吊新钢丝绳辊筒,解开钢丝绳头并预留适量长度,将新绳头穿过起升钢丝绳出绳孔并牵引至后大臂维修平台。

(2)准备换绳工属具(包括常用手持工属具、电焊机、角磨机、接线排、钢丝绳扣等)。

1.3 后大臂准备工作

(1)手动释放后大臂操作站内张紧油缸压力,使托架钢丝绳松弛。

(2)预留适量长度的旧绳头,利用钢丝绳扣和手动葫芦将张紧钢丝绳封锁固定,拆除托架小车上钢丝绳头固定装置,取出旧绳头。

(3)用电焊机将旧绳头与新绳头烧焊连接,然后解除钢丝绳扣和手动葫芦,机械房内操作人员配合放出适量新钢丝绳,以便于拉拽前大臂钢丝绳。

1.4 前大臂准备工作

(1)操作人员系挂高空作业安全带,下至前托架小车维修平台上。

(2)前端旧钢丝绳头预留适量长度,利用钢丝绳扣和长棕绳将旧钢丝绳封锁固定;拽绳人员在步道平台手动拉拽棕绳,使绳头固定端松弛;托架小车上的操作人员拆除旧钢丝绳头固定装置,取出绳头。

1.5 更换钢丝绳

(1)前大臂换绳人员(5~6人)轮流拉拽钢丝绳,将旧钢丝绳头从大臂铰点附近位置顺下至地面(1人盘旧钢丝绳)。

(2)机械房内操作人员(2人)配合前大臂操作人员在拉拽旧钢丝绳的同时放出新钢丝绳。

(3)当前大臂操作人员在拉拽钢丝绳头的过程中发现新旧绳头连接处已到达预定位置时,在新绳端预留合适长度,并停止拉拽钢丝绳。

(4)用钢丝绳绳扣和长棕绳在新旧绳头连接处的新钢丝绳头一侧将钢丝绳封锁固定,并用电动角磨机将绳头连接处切断,利用长棕绳将旧绳缓慢顺下至地面,然后将新钢丝绳头缓慢顺下至托架小车预定位置。

(5)托架小车上的操作人员安装新钢丝绳头及其固定装置。

(6)维修人员在后大臂维修平台拉拽调整钢丝绳至合适长度后,安装后托架钢丝绳头及其固定装置。

(7)设备复位,测试张紧油缸压力,观察后大臂两侧张紧油缸位置是否一致以及钢丝绳中点下垂量是否一致。

(8)调整钢丝绳长度,割除余量。

1.6 收尾工作

(1)施工现场工完场清。

(2)调整托架张紧油缸超程限位并试车。

(3)做好检查更换记录。

2 传统岸桥托架钢丝绳更换操作中存在的问题

(1)换绳过程中,需要5~6人轮流拉拽钢丝绳,不仅速度慢,人员体力消耗大,工作效率低,而且存在较大安全隐患。

(2)操作人员在机械房内放新钢丝绳时无法掌控放绳速度,加之钢丝绳辊筒外部钢丝绳的自重牵引力较大,导致辊筒在放绳过程中剧烈晃动,对操作人员和机械房内设备构成较大安全隐患。

(3)岸桥托架张紧钢丝由2根钢丝绳组成,每次只能更换1根,导致更换时间长,工作效率低。

3 岸桥托架钢丝绳更换系统优化

3.1 优化原理

传统岸桥托架钢丝绳缠绕原理如图1所示,优化后的岸桥托架钢丝绳缠绕原理如图2所示。

3.2 优化后的更换流程

3.2.1 机械房内准备工作

(1)吊装新钢丝绳:在机械房内的开阔位置利用维修行车垂直起吊新钢丝绳辊筒并将其固定于放绳机之上,解开新钢丝绳头,预留适量长度,将新钢丝绳头穿过起升钢丝绳出绳孔并牵引至后大臂维修平台。

(2)准备换绳工属具(包括常用手持工属具、电焊机、角磨机、接线排、钢丝绳扣等)。

3.2.2 后大臂准备工作

(1)手动释放后大臂操作站内张紧油缸压力,使托架钢丝绳松弛。

(2)预留适量长度的旧绳头,利用钢丝绳扣和手动葫芦将张紧钢丝绳封锁固定,拆除托架小车上钢丝绳头固定装置,取出旧绳头。

(3)使用电焊机将旧绳头与新绳头烧焊连接,然后解除钢丝绳扣和手动葫芦,机械房内操作人员配合放出适量新绳,以便于拉拽前大臂钢丝绳。

3.2.3 前大臂准备工作

(1)操作人员系挂高空作业安全带,下至前托架小车机构维修平台上。

(2)前端旧钢丝绳预留适量长度,利用钢丝绳扣和长棕绳将旧钢丝绳封锁固定;维修人员在步道平台拉拽棕绳,使旧绳头固定端松弛;托架小车上的操作人员拆除旧钢丝绳头固定装置,取出绳头,将其缠绕至卷扬机上3圈并留余量。

3.2.4 更换钢丝绳

(1)前大臂换绳人员(1人操作,1人监护)操作卷扬机牵引钢丝绳,将旧钢丝绳头从大臂铰点附近位置顺下至地面。

(2)机械房内操作人员配合前大臂操作人员在牵引旧钢丝绳的同时操作放绳机放出新绳。

(3)当前大臂换绳人员发现新旧绳头连接处到达预定位置时,在新绳端预留适量长度,并关停卷扬机。

(4)用钢丝绳扣和长棕绳在绳头连接处的新绳一侧将钢丝绳封锁固定,并用电动角磨机将绳头连接处切断,利用长棕绳将旧钢丝绳顺下至地面旧绳回收笼内,然后将新绳头缓慢顺下至托架小车预定位置。

(5)托架小车上的操作人员安装新钢丝绳头及其固定装置。

(6)维修人员在后大臂维修平台拉拽调整钢丝绳至合适长度后,安装后托架钢丝绳头及其固定装置。

(7)设备复位,测试张紧油缸压力,观察后大臂两侧张紧油缸位置是否一致以及钢丝绳中点下垂量是否一致。

(8)调整钢丝绳长度,割除余量。

3.2.5 收尾工作

(1)施工现场工完场清。

(2)调整托架钢丝绳张紧油缸超程限位并试车。

(3)做好检查更换记录。

4 结束语

岸桥托架钢丝绳更换系统优化后,不仅能确保钢丝绳更换后的完好性,还能节省维修成本和人力成本,使操作人员从原来的7~8人减少至5~6人,有效缩短更换时间,减轻劳动强度,大幅提高工作效率,确保人身安全和设备安全,实现码头公司和技术公司双赢的目标。用于岸桥托架钢丝绳更换系统的自动卷扬机、自动放绳机和旧绳卷盘装置可推广应用于其他码头的岸桥设备技术改造。

(编辑:曹莉琼 收稿日期:2016-05-11)

起重机钢丝绳特点及维护 篇6

关键词:起重机,钢丝绳,检验

0 引言

钢丝绳是起重机械的重要零件之一, 具有挠性好, 承载能力大, 传动无噪音等优点, 因为绳股中钢丝断裂是逐渐产生的, 一般不会发生整根钢丝突然断裂, 故工作较为可靠, 因而广泛用于机重机的起升机构、变幅机构、牵引机构, 也可用于旋转机构。

钢丝绳的绳股形状有两种:圆股钢丝绳———由钢丝拧成股后再由股围绕绳芯拧成绳。易制造, 在普通钢丝绳中多采用;异形股钢丝绳———其形式有三角股、椭圆股、扁股等, 该钢丝绳较圆股钢丝绳密实, 绳的强度大, 支撑表面大且耐摩擦, 寿命比圆股钢丝绳约高3倍, 但是制造复杂, 故不常用。钢丝绳有多种构造形式, 一般应优先选用线接触型钢丝绳, 线接触钢丝绳具有接触应力小, 磨损小, 钢丝绳寿命长;钢丝之间相互滑动容易, 改善了钢丝绳挠性的优点。

常用的绳芯为麻芯, 制绳前绳芯浸涂润滑油, 可减少钢丝间互相摩擦所引起的损伤。高温作业宜用石棉芯或软钢丝拧成的金属芯。在有腐蚀性的环境中工作时应采用镀锌钢丝绳。在作业过程中, 每根钢丝绳内层和外层都有钢丝分布, 受力特点各不相同, 受力情况相当复杂。即使所受拉伸力是最简单的级别, 钢丝绳也可能呈现出不同的受力分布情况。另一方面, 钢丝绳从卷简和滑轮处穿绕时会出现弯曲应力, 钢丝之间也会产生相互的挤压力, 在这种复杂的情况下, 作业人员很难运用精确的标准来计算钢丝绳的受力情况, 因此通常应用静力计算法。经研究发现, 超载是导致钢丝绳破断的主导因素, 钢丝的穿绕次数与钢丝绳破断情况也密切相关。每次穿绕时, 钢丝绳都会由直变曲, 然后由曲变直, 穿绕次数越多, 损坏和破断现象越严重;除此以外, 钢丝绕过滑轮、卷筒直径、作业类型和现场条件、保养情况等与钢丝绳的破断也有一定联系。

1 钢丝绳在使用过程中的主要保护措施

(1) 起重机要严格按额定起重量作业, 应根据作业类别和现场条件选用合格的钢丝绳。选用有合格证的钢丝绳, 以免因钢丝绳质量不达标而限制机械性能的发挥。

(2) 钢丝绳如果受到物力损伤或化学腐蚀, 其性能会大受影响。在施工阶段, 应该选用与钢丝绳配套的润滑油定期润滑钢丝绳, 并且要经常检查其外观质量。润滑时留意不易接近或不易观察到的死角, 如平衡滑轮处的钢丝绳。

(3) 钢丝绳开卷时注意不要使其扭曲打结。装设钢丝绳的过程中, 尽量选在干净的地方拖线, 绳不宜缠绕其他物体, 以免绳体弯曲或被刮磨损伤;尽量用木轮捣绳器安装。钢丝绳切断时, 应有防止绳股散开的措施。

(4) 起重机在作业时不要使钢丝绳受到突然冲击力。细心地起重机司机总是在吊装设备之前, 首先缓慢地将钢丝绳收紧, 使钢丝绳的张力接近于吊重的重量, 这样可以大大减低动载荷。吊重在空中突然卸载, 对于某些起重机影响也很大。如果系物绳突然断折, 吊重突然坠落, 就有可能引起某些起重机向后倾翻的严重事故。利用起重机进行翻转零件时, 起重机、钢丝绳受到的冲击载荷也较大, 对钢丝绳有很大的破坏作用。

现场施工所用的钢丝绳每日一检, 端部的固定连接以及平衡滑轮都是比检的质量节点, 检查后检测人员需要综合判断其安全性。钢丝绳端部固定连接主要有绳卡连接、编结连接、楔块楔套连接以及铝合金套压缩法连接四种形式。其中, 绳卡连接的连接强度必须达到甚至超过钢丝绳破断拉力的85%, 编结连接、楔块楔套连接分别要到75%, 编结长度不得短于30mm。采用铝合金套压缩法连接, 铝合金套必须紧贴钢丝绳, 连接强度至少与纲丝绳的破断拉力相当。

2 钢丝绳予以报废的标准

(1) 起重机钢丝绳在一个捻节距内断丝数量在其总丝数中占十分之一的比例。比如, 绳6×19=114丝, 如果12丝破断, 该钢丝绳就需要报废处理;再如绳6×37=222丝, 一旦有22丝破断, 就应该将该钢丝绳报废处理。有的钢丝绳由粗细丝组成, 则1根细丝按1根算, 1根粗丝按1.7根。整条绳股断裂应报废。对于符合ISO2408 (一般用途钢丝绳特性》标准所规定的结构钢丝绳, 报废的断丝数应按GB5972-86中规定数执行

(2) 钢丝绳有明显的腐蚀应报废。钢丝径向磨损或腐蚀量超过原直径的40%则应报废, 当不到40%时, 可按规定折减断丝数报废。当钢丝绳直径相对于公称直径减小7%或更多时, 即使未发现断丝, 该钢丝绳也应报废。

(3) 起重机械吊运炽热金属或危险品的钢丝绳的报废丝数, 取一般起重机用钢丝绳报废标准的一半数

(4) 麻芯外露应报废, 局部外层钢丝伸长呈笼型状态应报废。

参考文献

[1]刘芙蓉, 朱大林, 田红亮.起重机钢丝绳的疲劳可靠性设计[J].机械研究与应用, 2004 (02) .

[2]包继德, 伍军.塔式起重机钢丝绳的安全使用[J].建筑机械, 2002 (06) .

矿井提升钢丝绳的机械损伤与防护 篇7

2009年下半年, 我到分公司所属平岗矿进行调研, 该矿是一座年设计生产能力为100万吨的大型矿井, 分两个水平开采, 一、二水平之间装备了一套JK-2.5/20E单绳串车提升绞车, 提升钢丝绳型号为6△ (34) -28-1670-光面。由于对钢丝绳的认识不够, 在绞车运行不久曾发生了一次断绳跑车事故;新换同型号钢丝绳在使用10天后发现其表面有均匀的点蚀麻坑, 且发展较迅速;另外, 在管理其他小绞车钢丝绳中也存在类似的问题。针对以上事故与现象, 我们与矿井工程技术人员共同对钢丝绳的损伤进行了认真地分析、研究, 得到了一些规律性的认识, 并对此作了针对性建议, 促进了矿井提升运输的安全管理。

2 钢丝绳机械损伤

机械损伤是钢丝绳的主要损伤之一, 机械损伤包括:磨损、疲劳、外伤等。

3 机械损伤的分析与防护

3.1 磨损

根据磨损机理又可以分为以下几种:钢丝绳在使用过程中其外周与绳道、底板、挡绳器等物体表面接触而引起的磨损为外部磨损, 钢丝绳截面将减少, 外周表面钢丝将磨平, 钢丝绳破断载荷随之降低, 在实际现象中, 又有单周磨损、全周磨损, 单周磨损较全周磨损更恶劣, 在全长范围内地做到均匀磨损, 即全周磨损。

由于振动、碰撞造成的钢丝绳表面撞损为变形磨损, 这是一种局部磨损现象。如卷筒表面的钢丝绳受到其它物体的撞击, 钢丝绳相互打缠、打结, 或者咬绳, 都会使钢丝绳产生变形磨损这种变形磨损因局部挤压而变形, 其钢丝绳横断面在挤压处向两旁伸展成翅形。从外表看钢丝宽度扩展, 虽然钢丝绳截面积减少不多, 但局部挤压处的钢丝表面材质硬化了, 极易断丝。时间一久, 变形突出部位往往磨损严重, 外层钢丝也极易断丝。

再者, 内部磨损的因素也不可忽视:钢丝绳经过卷筒或滑轮时所承受的全部负荷压在钢丝的一侧, 各根细钢丝的曲率半径不可能完全相同。同时, 由于钢丝绳的弯曲, 钢丝绳内部各根细钢丝就会相互产生作用力并且产生滑移, 这时股与股之间接触应力增大, 使相邻股间的产生局压痕深凹。当反复循环拉伸弯曲时, 在深凹处则产生应力集中而被折断。

怎样才能减少各种磨损损伤呢?针对以上分析, 我们采取了以下措施:

3.1.1 为避免单周磨损, 我们定期倒换绞车钢丝绳绳头, 如大绞车每季度一次, 使之磨损均匀。

3.1.2 把斜井拖绳轮由铸铁的换成了聚氨酯拖绳轮, 尽可能减少对钢丝绳的刚性磨损。

3.1.3 尽可能避免钢丝绳在卷筒上打缠, 遭受其他撞击。

3.1.4 根据具体工况, 正确选择钢丝绳的结构型号。为防内部磨损, 我矿大部分提升钢丝绳换成了线接触钢丝绳, 摒弃了点接触类型, 对特殊地方, 正准备考虑上面接触钢丝绳。

3.2 疲劳

钢丝绳在使用过程中主要承受弯曲、拉伸、扭曲、振动疲劳, 以及过载引起的弹性形变等损伤。

钢丝绳重复通过滑轮或卷筒中绕上绕下, 无数次的弯曲, 容易使钢丝产生疲劳, 韧性下降, 最终导致断丝。而疲劳断丝出现在股的弯曲程度最厉害的一侧外层钢丝上。通常情况下, 疲劳断丝的出现意味着钢丝绳已经接近使用后期。试验表明, 钢丝绳的弯曲疲劳寿命与D/d比值 (即卷筒直径D与钢丝绳直径d的比值) 、安全系数和钢丝绳结构均有密切的关系。钢丝绳在起动和制动的始末, 变化的拉伸应力以及经常受到扭曲和振动也是产生疲劳的原因。

过载:钢丝绳在工作时除了要承受负载、自重等静载荷外, 还要受到因加速度和冲击引起的动载荷, 钢丝绳随着载荷的增加会有微量的伸长, 当载荷超过强度极限时, 钢丝绳就可能断裂。过载的钢丝绳即使不发生断裂事故, 安全系数也会大幅度下降, 大大地缩短使用寿命

针对疲劳的分析, 我们采取了以下措施:

3.2.1 条件许可的情况, 尽可能使卷筒和滑轮直径增大。

在主提升斜巷, 卷筒直径无法增大, 于是增加了挡绳器、拖绳器的滚轮直径;其他场合, 合理选取钢丝绳直径、卷筒直径。

3.2.2 在安排滑轮布局时, 应尽量避免钢丝绳反向弯曲

经验证明, 反向弯曲的破坏约为同向弯曲的2倍, 尤其不能用斜巷主提升绳经滑轮调车用。

3.2.3 尽可能选择结构好的钢丝绳, 如WS、TX等线接触钢丝绳。

3.3 外伤

钢丝绳外伤不外乎其在滑轮里滑槽, 在卷筒上跳出挡板, 被矿车碾轧, 结果常常使钢丝绳因局部轧坏而报废。再者, 钢丝绳扭结也是一个重要的损伤因素。普通钢丝绳都带有自转性, 尤其是新钢丝绳, 挂设好后, 不经破劲便施加张力, 往往造成扭结。扭结的方向与钢丝绳旋向一致的称为正扭结, 反之称负扭结。钢丝在扭结后, 经过多次受载, 也只有局部绳芯外露, 一般没有断丝现象。但试验表明, 钢丝绳在扭结损伤后强度将显著降低。正扭结的强度只有原强度的50%。严重时强度将降低到只有原来的10%~20%。

为了防止钢丝绳出现外伤, 我们建议矿方采取以下措施:

3.3.1 严格操作规程, 强化操作人员岗位责任, 坚持事故追究制度。

3.3.2 完善设备设施的防护能力, 如加高护绳板, 设置排绳器。

3.3.3 新挂设的钢丝绳在其自由端设置旋转装置, 以达到破劲的效果。

3.3.4 特殊的场合, 研究采用不旋转钢丝绳。

浅析塔式起重机用钢丝绳选择与使用 篇8

1 钢丝绳的选择

1.1 钢丝绳的安全系数的确定

想要确定塔机各机构用钢丝绳的安全系数,首先必须先确定塔机各机构的工作级别。参考GB/T 13752-1992《塔式起重机设计规范》,塔机起升机构的工作级别多为M5~M6。变幅机构的工作级别多为M3~M4,而与其对应的安全系数见表1。

1.2 钢丝绳直径的选择

钢丝绳直径的选择应遵循下列公式:

式中F1—钢丝绳的最小破断拉力;

Fmax—钢丝绳的最大静拉力;

S—钢丝绳安全系数。

式中F0—钢丝绳中钢丝合计破断总拉力;

Fmax—钢丝绳的最大静拉力;

S—钢丝绳安全系数;

∮—钢丝绳破断拉力换算系数。

钢丝绳的破断拉力换算系数参考G B/T8706-2004《钢丝绳术语、标记和分类》,由钢丝绳的填充系数和捻制损失系数综合确定的。经比较选用公式(2)计算比选用公式(1)更加可靠。建议在实际计算时选用公式(2)。

另外在确定钢丝绳的直径时还应考虑钢丝绳接头的固定形式,笔者所掌握的资料显示只有采用金属浇铸的接头连接形式才能使钢丝绳强度的利用率达到100%,如压制或其他形式的接头最多只能使钢丝绳强度的利用率达到90%,所以应将上述公式的计算结果除以接头强度系数后来确定钢丝绳的最终直径。在计算结果小于∅10时,出于安全考虑,起重用钢丝绳最小直径应不得小于∅10。

1.3 钢丝绳的结构形式

按钢丝绳内部丝与丝的接触方式可分为点接触、线接触和面接触三种形式,由于线接触钢丝绳结构紧密,断面利用系数较高,比较适合作为起重用钢丝绳。钢丝绳的缠绕方式建议首选交互捻,其虽然不能使钢丝绳的扭转力达到平衡,但也可以起到一定的改善效果,而对于选用钢芯绳还是选用纤维芯的钢丝绳,笔者建议选用钢芯钢丝绳,虽然其对润滑和滑轮等连接部件的直径有较高的要求,但由于其径向抗压能力较高,在卷筒上多层缠绕时可以相应的减少层与层之间的挤压变形和内部的磨损,所以建议选用钢芯。综上所述笔者建议塔机选用的钢丝绳结构形式为双绕绳、交互捻、线接触、钢芯圆股钢丝绳。

2 滑轮和卷筒设计要点

2.1 滑轮

在设计和选用钢丝绳滑轮时应当考虑的问题主要有材质、滑轮直径、绳槽直径。对于滑轮材质笔者建议首选尼龙,尼龙滑轮由于其重量轻、工艺简单和对钢丝绳能够起到一定的保护作用,在塔机行业已经得到了广泛的应用。

对于滑轮直径即缠绕直径必须符合给定工作级别条件下的直径比值的要求,见表2。

钢丝绳在拉力相同的情况下,滑轮直径越大钢丝绳的弯曲变形、弯曲应力就会相应的减小,也会相应的延长钢丝绳的使用寿命,试验证明当滑轮直径与钢丝绳直径的比值为30时效果最理想。

滑轮绳槽直径的取值非常关键,如绳槽的尺寸过大(宽)会增加钢丝绳与滑轮接触面的压力,使钢丝绳产生变扁等情况从而会缩短钢丝绳的使用寿命;若绳槽的尺寸过小(窄),滑轮会挤压钢丝绳从而产生一定的径向压力,加剧钢丝绳切入滑轮时的磨损变形,常会出现两条比较明显的磨痕,严重时会出现断丝,同样会缩短钢丝绳的使用寿命。正确的选值应为滑轮绳槽直径应比钢丝绳直径略大,比较合适的数值应为钢丝绳直径的1.0 6倍。

2.2 卷筒

机构卷筒对于塔机钢丝绳使用寿命来讲至关重要,为了增加钢丝绳与卷筒的接触面积,保证钢丝绳的排列整齐,并减少相邻钢丝绳间的摩擦力和挤压力,采用Lebus卷筒非常有利于钢丝绳在卷筒上的排绳。而对于卷筒的参数,一般钢丝绳绳槽的取值为R=(0.53~0.6)d,节距的取值应为t=(1.04~1.05)d(d为钢丝绳直径),合理的绳槽和节距能相应的避免钢丝绳在卷筒上的乱绳、爬绳和挤压破坏等。

3 塔机钢丝绳的典型损坏形式及防治办法

3.1 疲劳

疲劳损伤对钢丝绳的寿命影响极大,但由于其检测和量化比较困难,所以常被忽视。疲劳会使钢丝绳产生细小的裂纹,随着使用的继续,裂纹不断扩散、延伸,直致钢丝绳断裂。钢丝绳使用的过程中主要承受弯曲、拉伸、扭曲所产生的疲劳。

弯曲疲劳主要是钢丝绳无数次的弯曲和缠绕使钢丝绳产生疲劳和韧性下降,最终导致断丝。其防治方法除前文提及的关于直径比值选择外,在滑轮的布局上应当尽量避免使钢丝绳反向弯曲,数据表明反向弯曲的破坏为同向弯曲的2倍,如无法避免,应尽可能的增加钢丝绳进出滑轮的折转角度,来控制钢丝绳的弯曲程度。

钢丝绳反复承受轻重载荷的情况下极易产生钢丝绳的拉伸疲劳,尤其在钢丝绳承受较大载荷的情况下,钢丝绳会随着载荷即牵引力的增加而产生微量的伸长。如长期反复出现这种情况,当载荷超过弹性极限时钢丝绳就可能因为拉伸疲劳而产生断裂。所以其防治的方法为正确选择钢丝绳的安全系数,使用中杜绝超载。

扭曲疲劳,由于普通钢丝绳带有自转性,如绳股端部不加捆扎,则绳股会向倒捻方向旋转,这是产生扭曲的内在因素。如不将这种张力释放,钢丝绳在重力的作用下会在自身产生较大的扭矩,如长期存在会造成钢丝绳外层钢丝的拉伸疲劳和变形,严重时可能会引起钢丝绳的扭结或吊钩的旋转。解决的办法为在钢丝绳的端部设置应力释放器即破绳器来释放钢丝绳上的旋转应力。应力释放器为保证高速旋转自如,不仅要设置推力轴承,还应设置传递轴向力的径向轴承,并且旋转轴的轴线与钢丝绳的轴线应当同心,这样才能较好的消除钢丝绳的扭曲应力。对于不旋转钢丝绳则不得设置自由旋转的应力释放器,否则会破坏钢丝绳的缠绕结构,造成严重后果。

3.2 磨损

磨损是钢丝绳最常见的损坏现象,主要分为外部磨损、内部磨损。

外部磨损主要指钢丝绳与滑轮槽、卷筒壁、钢丝绳与钢丝绳之间磨损,及起吊重物时起重钢丝绳向上回弹与起重臂根部节下弦杆产生撞击磨擦,造成钢丝绳截面积减小、外部断丝等现象从而降低钢丝绳的寿命。滑轮槽的解决办法上文已有所提及,而钢丝绳与卷筒壁之间的磨损,对于多层缠绕卷筒没有比较理想的解决办法,可采用铸铁卷筒和在条件允许的情况下尽可能增加卷筒的有效长度来减少钢丝绳与卷筒壁的摩擦系数和接触次数,从而减少磨损量;对于多层绕绳来说普遍存在钢丝绳与钢丝绳间的磨损,当卷筒上第一层钢丝绳缠满后,受到卷筒侧板的挤压,钢丝绳从第一层上升到第二层,当钢丝绳一层一层缠绕时,在绳与绳的接触点上比较容易发生冷作硬化或马氏体变脆等损坏形式,同时如果下层钢丝绳缠绕时没有很大的张力,新缠绕的钢丝绳会将松弛的钢丝绳挤开,造成上层钢丝绳切入下层钢丝绳,这是对钢丝绳的致命危害。有效的解决办法就是控制卷筒系统排绳的质量,而排绳的质量可以通过调整卷筒排绳轮与卷筒的间距、排绳轮中线与卷筒内侧壁的夹角来控制。一般间距的选值应为卷筒宽度的15~20倍或至少为8~12m的间距,夹角参照塔机设计规范等资料1.5°~2°为最理想的角度。同时通过计算得出在角度增加时会相应成倍增加钢丝绳在卷筒上的轴向作用力,严重时会造成卷筒的轴向窜动,所以在设计取值时应当避免较大的夹角;由于起重臂较长,起升钢丝绳自重产生的下垂量通常在2m以上,最大可达8m,由于起吊重物时钢丝绳向上的回弹力较猛,对钢丝绳产生的磨损不可忽视。可以用调整主卷扬机构的反应灵敏程度来控制钢丝绳的下垂量或在起重臂下弦经常接触的弦杆上增加防护,如可在弦杆上包裹胶管等柔软耐磨材料,也可以在变幅小车的前后各设置一个脱绳装置,用变幅小车的运行位置来控制脱绳装置的位置。

内部磨损主要包括钢丝绳使用的过程中不断的载荷变化,使其内部的股与股之间和丝与丝之间发生蠕动而产生的摩擦和钢丝绳的弯曲时内部各根钢丝相互作用产生滑移。解决内部磨损的有效方法是增大钢丝绳缠绕系统的直径和选择线接触丝绳等来减少内部磨损。

3.3 变形

钢丝绳使用过程中产生变形的原因主要是冲击、碰撞和挤压,一般除损坏钢丝外还可能会改变钢丝绳的原有形状,从而导致钢丝绳的损伤和破断。

冲击产生钢丝绳变形的成因主要为塔机突然起吊重物或卸载时,钢丝绳的绳蕊滑移从而造成部分钢绳股超载,使钢丝绳外层绳股松弛形成“鸟笼”形状。这种情况下起吊重物,只有内层绳股承受载荷非常危险。

碰撞变形严重时可能产生断丝,所以,钢丝绳应做好防护工作,避免碰撞的产生。

挤压变形主要产生在塔机卷筒系统排绳时,上层钢丝绳挤压下层钢丝绳造成的,这种变形一般不容易发现,要消除比较困难。而钢丝绳挤压变形会引起钢丝绳内部的磨损,严重时可能产生断丝。

3.4 其他损坏

塔机用钢丝绳除以上3种主要损坏形式外,钢丝绳的脱槽、锈蚀和维修施焊结构件时电击使钢丝绳变脆等损坏形式也时有发生,这里进行简要讨论。

钢丝绳脱槽后与结构件磨损引起钢丝绳破断的事故时有发生。经事故调查统计,造成钢丝绳破断的原因主要为钢丝绳的防脱装置失效,没有达到预防钢丝绳脱槽的目的。在国家标准GB/T5144-2006和GB/T 5031-2008中对钢丝绳的防脱装置有明确的要求:该装置与滑轮或卷筒侧板最外缘的间隙不得超过钢丝绳直径的20%。实际上在塔机的运行过程中有很多不确定或难以控制的因素,防脱装置时常在塔机突然卸载和工作机构较大冲击作用下被撞击,造成间隙超标失去应有的防脱能力,从而在不当操作时就造成了钢丝绳脱槽。建议在塔机的所有滑轮上加设该装置,另外该装置的结构形式建议采用有一定强度的圆钢外套钢管的结构形式,钢管与圆钢的间隙应设在1mm左右,这种形式的装置在钢丝绳撞击时可起到缓冲的作用,另外在与钢丝绳接触时也可以减少与钢丝绳间的摩擦,我公司的部分防脱装置采用这种结构形式,基本未发生钢丝绳的脱槽情况。同时建议采用“几”字形的钢丝绳防脱装置,其在滑轮等运转部件的侧面也能起到一定的防脱作用。

钢丝绳一般露天使用,日晒、雨淋容易受到腐蚀,严重时会在钢丝绳的表面形成腐蚀坑。防治的方法为:对于运动较少的钢丝绳可选用镀锌、镀铝等特种钢丝绳,另外可缩短钢丝绳的润滑周期,钢丝绳的润滑对钢丝绳使用寿命影响很大,有资料表明,对钢丝进行润滑,钢丝绳的使用寿命延长2~3倍。钢丝绳使用一段时间后,必须加润滑油。

维修施焊结构件时,焊机的地线搭接位置选择不当容易造成钢丝绳电击变脆,使钢丝绳的韧性、抗拉强度和抗弯曲性能降低从而加速钢丝绳的疲劳损坏。应尽量避免焊接电流通过钢丝绳,要合理选择地线的搭接位置。

4 钢丝绳的报废

一般用户认为新钢丝绳应该没有任何损伤,实际上任何产品制作完成都会与理想状态存在一定的差异,钢丝绳的差异主要表现在拔丝、捻制中给钢丝绳造成的损伤以及钢丝绳直径不一致等特性上。所以对于新购的钢丝绳一定要对照塔机钢丝绳引用标准GB/T 8918-2006《重要用途钢丝绳》进行检验,在形位公差、表面状态、技术性能达不到要求的应视情况给予降级或报废处理。

4.1 寿命

有关钢丝绳的标准和手册等资料没有给出钢丝绳的使用寿命明确说明,钢丝绳使用情况比较复杂,如使用环境、使用频次、起重载荷、现场管理、设备管理等,很难给出合理使用时间和准确的计算公式

4.2 报废

塔机用钢丝绳的报废标准可参考G B/T5972-2006《起重机用钢丝绳检验和报废实用规范》来进行控制。检验的常规方法主要为目视、手摸、卡尺量。一般主要从以下几个方面来进行控制:断丝数超过规定值(GB/T 5972-2006)应当报废;钢丝绳绳股整股断裂的应报废;钢丝绳内部磨损或绳蕊损坏引起钢丝绳公称直径减小3%及以上的应报废;钢丝绳外部磨损引起钢丝绳公称直径减少7%及以上的或外部钢丝磨损达到40%应报废;遭受猛烈拉力的一段,其长度伸长0.5%以上(测量节距)应报废;绳径减小、捻距增大造成钢丝绳弹性显著减低的应报废;钢丝绳内部或外部腐蚀造成钢丝绳表面粗糙、产生裂纹、弹性减低的应报废;钢丝绳产生变形如波浪、笼状、漏芯、绳径凹陷、压扁、扭结、松散、弯结时应报废;由于受热或电弧等引起钢丝绳变色时应报废。

总的来说钢丝绳的选择、钢丝绳连接的主要零部件的设计和钢丝绳的损坏都有一定的控制方法和规律可循,关键在于如何利用,从而选择出更加适合塔机用钢丝绳和有效的延长钢丝绳使用寿命的方法。

参考文献

[1]GB/T8918-2006,重要用途钢丝绳[S].

[2]GB/T13752-1992,塔式起重机设计规范[S].

[3]GB/T8706-2006,钢丝绳术语、标记和分类[S].

[4]GB/T5972-2006,起重机用钢丝绳检验和报废实用规范[S].

起重机钢丝绳的维护保养的探讨 篇9

关键词:钢丝绳,维护保养,探讨

工程施工中, 起重机械是必不可少的垂直运输工具, 而正确维护保养钢丝绳是确保起重机械正常运行的基础。钢丝绳虽然有良好的挠性、很强承载力、传动平稳、良好耐磨性及自重轻等优点, 但在起重承载作业中频繁使用钢丝绳, 加之钢丝绳的工作环境和条件相对比较恶劣, 造成钢丝绳的损坏难以避免。而起重机钢丝绳的工作状态的好坏, 不仅直接影响企业的生产, 还与企业员工的人身安全密切相关。因此, 加强钢丝绳的保养维护, 提高其安全性并延长其使用寿命对企业生产的安全性、可靠性及经济效益的提高有着非常重要的意义。

1 钢丝绳的主要损伤类型

钢丝绳的维护管理是不容忽视的, 因为钢丝绳的维护管理不善而造成的钢丝绳损伤或者断裂进而造成重大事故时有发生。起重机上使用的钢丝绳, 品种和规格繁多、作用也不尽相同。其主要的损伤形式归纳起来主要有:磨损、锈蚀、变形、咬绳和过载。

1) 磨损。钢丝绳最常见的损伤形式是磨损。当磨损量大于或者等于原钢丝绳直径的7%时就会造成钢丝绳的报废。钢丝绳的磨损形式分为内部磨损、外部磨损和变形磨损。其中外部磨损是造成钢丝绳的截面积变小, 破断载荷降低主要原因。2) 锈蚀。钢丝绳在露天场地使用, 由于日晒雨淋会造成钢丝绳腐蚀, 而如果在有害气体和恶劣环境下使用钢丝绳, 钢丝绳的腐蚀会更为严重, 其损伤程度也更厉害。3) 变形。钢丝绳变形的定义是钢丝绳失去正常形状产生可见的畸形。不少断绳事故的原因是钢丝绳事先遭受变形损伤而没引起人们的重现, 没有进行必要的维护保养, 结果酿成大祸。变形的主要原因有:钢丝绳受到外伤、压溃和扭结。4) 咬绳。钢丝绳的咬绳损伤现象一般多发生于多层卷绕的起重机的卷筒上, 有槽双层卷绕的起重机的卷筒的咬绳现象更为严重。5) 过载。钢丝绳一般会随着载荷的增加而有微量的伸长, 当载荷超过了弹性极限, 钢丝绳就可能发生断裂。我们一般把钢丝绳所能承受的静载荷控制在破断载荷的1/10~1/5的范围之内, 此时的负荷称为安全负荷。用安全负荷来表示钢丝绳所允许承受的额定静负荷。但钢丝绳使用过程中的负荷一般为动负荷, 且其值往往大于静负荷, 所以由于过载而造成的钢丝绳的损伤时有发生。因为过载而造成破断的钢丝绳, 其断口一般呈松散状, 绳芯会外露, 这是钢丝绳因为过载而发生断裂的特征。

2 钢丝绳的维护保养

钢丝绳是以优质高碳钢丝为原材料, 经过多次冷拔和多重捻制而成的具有复杂空间螺旋结构的铁磁性构件, 其易弯性较以相同拉伸强度的钢棒为原材料制作而成的钢丝绳高400~1200倍, 而其具有的弹性系数仅约为以钢棒为材料的钢丝绳的1/3, 因此具有良好的吸收冲击的特性。但是钢丝绳使用比较频繁, 其工作环境和条件相对来说比较恶劣。经过长时间的使用, 钢丝绳可能会出现各种损伤现象, 这将减少钢丝绳的使用寿命, 同时将降低设备的安全性及经济效益。因此对钢丝绳进行维护保养是十分必要的。对钢丝绳进行保养主要从以下几个方面进行:

2.1 钢丝绳的涂油

涂油对于经常处于工作状态的钢丝绳的保养维护是必不可少的。一般情况下, 新钢丝绳麻芯的油脂含量为12%~15%, 但是报废的钢丝绳的最大损耗部位的油脂含量仅为2.4%。相关试验结果表明, 经过涂油处理的钢丝绳在试验后期发生断丝事故的概率约为不涂油的1/2。一般情况下, 钢丝绳最初的含油量仅能使其使用正常寿命的40%, 如果后期不加油, 断丝事故将会成倍增加。钢丝绳涂油比较简单的方法是选用钢丝刷及相关的工具擦掉钢丝绳表面的尘土等污物, 将加热熔化后的钢丝绳保养用的表面脂均匀地涂抹在钢丝绳表面, 也可以选择把30号或者40号机油喷洒在钢丝绳表面, 但不宜喷洒过多以防造成环境的污染。钢丝绳保养维护选择的油脂, 根据起重机用途、工作环境、工作负荷的不同选择不同的油脂。选择适合的油脂可以起到理想润滑的效果, 达到有效地延长钢丝绳的寿命的目的。

2.2 钢丝绳的绳端固定

钢丝绳的绳端固定要做到牢固和可靠。其固定方式有4种, 即:用于固定绳端的压板应该同时紧紧地压在两根绳上, 并且其螺母应该有防松的装置;使用金属压制的接头时, 接头不宜出现裂纹;使用楔块时, 不应该出现松动的现象, 楔套不应该出现裂纹;使用绳卡时, 绳卡安装的方向必须保证正确, 绳卡压板必须压在受力绳上, 且其数量和距离必须符合要求。

2.3 钢丝绳与卷筒

卷筒的名义直径和钢丝绳的直径的比值不应小于14;进行单层缠绕时, 应确保相邻的钢丝绳不发生咬绳;进行多层缠绕时, 卷筒需要比最外层钢丝绳直径的凸缘高出2倍;卷筒需保证转动灵活, 卷筒壁不能出现裂纹或者过度的磨损;卷筒上的钢丝绳尾部的固定装置需要有防松及自锁功能。

2.4 安全圈数的检查

为了确保起吊作业的安全性, 起重机工作时, 其卷筒上应保留两圈或者两圈以上的钢丝绳作为它的安全圈数。安全圈数的检查的方法是:将吊钩放到地面来检查钢丝绳的安全圈数, 其中不应将钢丝绳尾部固定的圈数包括在内。

2.5 挡绳装置的检查

滑轮必须装有防止钢丝绳脱槽的装置, 挡绳装置和滑轮的间隙应小于等于钢丝绳直径的1/3。可以通过目测的方法进行检查有要求时可以用钢尺或者卡尺测量。

2.6 钢丝绳与滑轮组的检查

滑轮的主要用途是改变钢丝绳的运动方向。在对其检查时应先检查在滑轮间钢丝绳的穿绕顺序是否正确;与此同时, 还需检查各滑轮的润滑及转动情况。此外, 还需检查各滑轮凸缘处是否有裂纹或者破损。如果出现这种情况, 则必须对其进行更换。

3 结语

起重机械钢丝绳 篇10

某型号专用随车起重机主要通过液压绞盘收放钢丝绳,带动吊钩升降,用于吊装某型号专用装备。由于该装备对起吊过程的平稳性、安全性均有较高要求,因此绞盘上的多层钢丝绳需自适应有序缠绕,以防钢丝绳乱绳导致起吊过程失稳而对该装备产生冲击破坏。

本文对多层钢丝绳在绞盘上自适应有序缠绕的机理进行了深入分析,提出了在随车起重机上实施钢丝绳自控有序缠绕的工程应用方案,并对该方案的相关零部件进行了详细设计,建立了样机模型,并进行了试验验证,从而有效地保证了该随车起重机的有序绕绳。

1 钢丝绳自控有序缠绕机理

多层钢丝绳在绞盘上进行缠绕时,出现跳绳(即跨过钢丝绳直径的节距进行缠绕)、重叠(在集中区域内叠加缠绕)等乱绳现象,在起吊过程中,易发生钢丝绳跨塌,从而造成起吊冲击,对起吊设备产生振动冲击等影响

为保证多层钢丝绳在绞盘上自适应有序缠绕,需要理清钢丝绳在绞盘上的自控缠绕机理,才能做出工程实施方案。要使钢丝绳在绞盘上自动有序缠绕,找出钢丝绳在整个绞盘宽度范围内的出绳方向即可。

在绞盘整个宽度范围内,钢丝绳的出绳方向应有两种状态,如图1所示,当钢丝绳位于侧板那一圈进行缠绕时,应具有AB向的出绳方向,这样可引导钢丝绳进入下一层缠绕状态,否则钢丝绳就会在同一圈钢丝绳上叠加,发生钢丝绳垮塌而产生冲击;当钢丝绳位于非侧板那一圈(即中间圈)进行缠绕时,应具有CD向的出绳方向。为使钢丝绳自适应有序缠绕,则绞盘上的钢丝绳在缠绕过程受的挤压力F应大于非绞盘上的钢丝绳段受的反作用力Ff,即可获得钢丝绳在绞盘上自适应有序缠绕工况。

2 绞盘出绳布局设计

在钢丝绳绕绳过程中,为获得AB向、CD向的出绳方向,且满足正、反两个方向上的自适应绕绳工况,可在工程应用上设计如图2所示的绞盘、导轮、钢丝绳缠绕布局。

对于图2中绞盘、导轮、钢丝绳缠绕布局应遵从以下原则:

(1)根据钢丝绳自控有序缠绕机理分析可知,在图2中,尺寸参数L1、L2、L3、α、β的设计计算,应保证绞盘上的钢丝绳在缠绕过程受的挤压力F大于反作用力Ff,Ff等于导轮上的钢丝绳在导轮上产生的摩擦反作用力f与重物G沿ij方向上的分力Gsinβ之和,即Ff=f+Gsinβ,且f必须大于零。

(2)基于f大于零、F大于Ff,因此对于α、β角,应确保绞盘在收放绳的所有工况下,钢丝绳始终与图2中所示的导轮接触,但α、β角不宜过大,且需满足条件:

,其中,μ为钢丝μ绳与导轮间摩擦因数。理论上,在保证钢丝绳始终与导轮接触的前提下,任何工况都应使α、β角越小越好。

(3),由于β角越小越利于钢丝绳的有序缠绕,因此,L3值不宜过大,L1、L2应尽可能取大值。

(4)在图2中,尺寸L4取钢丝绳直径,即可得到钢丝绳靠边后反向有序绕绳效果。

2.1 绞盘卷筒设计

对于多层钢丝绳缠绕的工况,绞盘卷筒导向槽的结构形式决定着钢丝绳第一层、第二层的缠绕状态是否良好。绞盘卷筒的设计主要包括以下内容:

(1)将绞盘卷筒设计为利巴式卷筒,如图3所示。在绞盘单个圆周上,存在h1、h2、h3三段长度不等的沟槽,其中,钢丝绳沿h1、h3段缠绕时,不形成导程增加量;钢丝绳沿h2段缠绕时,形成钢丝绳直径大小的导程增加量,缠绕的圆周长度约为6倍钢丝直径,此即为利巴式卷筒。由于钢丝绳缠绕过程大部分不形成导程增加量,当进行第二层钢丝绳缠绕时,钢丝绳能更顺利地进入第一层钢丝绳缠绕形成的沟槽中,进行第二层的钢丝绳缠绕。

(2)如图3中M处所示,由于在卷筒上安装有钢丝绳限位板,即在卷筒上钢丝绳的入绳处和收绳处形成约1/2圈小于钢丝绳直径的沟槽,此段区域为钢丝绳非缠绕区域,需要进行填补。否则,当钢丝绳缠绕层数大于2层时,在负载的作用下,钢丝绳会滑入前面两层钢丝绳形成的沟槽中,发生塌绳冲击。

2.2 导轮设计

对于自适应缠绕钢丝绳的绞盘而言,需设计钢丝绳导轮,以形成如图2中所示缠绕过程的摩擦反作用力f,导轮结构设计见图4,主要包括以下内容:

(1)导轮尺寸d1等于图2中绞盘内开档尺寸L3。

(2)d1-d2等于2倍钢丝绳直径。

(3)n1-n2等于2倍钢丝绳直径。

(4)导轮安装后,能够正反方向旋转,以减小导轮、钢丝绳的磨损。

(5)导轮材料选用尼龙棒,减小钢丝绳的磨损。

(6)导轮应作为易损件配备,安装结构方便拆卸。

3 试验验证

基于上述关于钢丝绳在绞盘上自适应缠绕的理论分析,设计了某型号专用随车起重机,其中关于绞盘、导轮、钢丝绳安装布置图如图5所示,并进行了额定负载工况下的起吊试验验证,验证过程及结果如下:分别在30°、45°、60°、70°起吊额定负载80次,钢丝绳缠绕4层,钢丝绳缠绕排列整齐,起吊过程平稳,无冲击振动。

4 结论

本文对绞盘上钢丝绳自适应有序缠绕的机理进行了分析,提出了钢丝绳有序缠绕的数学模型,通过对绞盘、导轮、钢丝绳进行有效布局,解决了该数学模型的工程应用问题,并在某型号专用随车起重机上进行了试验验证,结果表明该设计方案能够实现某型号随车起重机绞盘多层钢丝绳自适应有序缠绕。

1-绞盘;2-尼龙导轮;3-钢丝绳;4-吊钩总成

摘要:某型号专用随车起重机通过液压绞盘收放钢丝绳,带动吊钩起吊专用装备,该装备对起吊过程的平稳性、安全性有较高要求。因此要求绞盘上的多层钢丝绳能自适应有序缠绕,防止乱绳导致起吊过程失稳,产生冲击,损坏设备。为保证多层钢丝绳在绞盘上自适应有序缠绕,深入分析了钢丝绳自适应有序缠绕的机理,提出了增设钢丝绳导轮以有效控制绞盘上钢丝绳出绳角度,达到了自适应有序缠绕钢丝绳的目的,满足了起吊过程平稳性和安全性的要求。

关键词:专用随车起重机,绞盘钢丝绳,自适应有序缠绕技术

参考文献

注:本文为网友上传,旨在传播知识,不代表本站观点,与本站立场无关。若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。E-MAIL:66553826@qq.com

上一篇:钢丝绳保养制度 下一篇:影响钢丝绳弯曲疲劳试验的因素分析