钢丝绳培训课件-钢丝绳的分类、选择和使用、检查检验及报废.ppt

钢丝绳的分类 选择和使用 检查检验及报废 陆 纪 法,钢丝绳是起重机械重要的零件之一，广泛使用在起重机械的起升机构、变幅机构、牵引机构。钢丝绳由一定数量的钢丝绳和绳芯经过捻制而成。首先将钢丝捻成股，然后将若干股围绕绳芯制成绳。钢丝是钢丝绳的基本强度单元。绳芯是被绳股缠绕的挠性芯棒，起到支撑和固定绳股的作用，并可以储存润滑油，增加钢丝绳挠性。钢丝绳要求很高的强度和韧性，通常采用含碳0.50.8的优质碳素钢制造。为了防止脆性，含硫磷都不大于0.035，由直径6mm的圆钢，经多次冷拔，热处理，得到直径0.22.0mm的高强度钢丝。,一、钢丝绳的分类 （一）按钢丝绳绳芯分 1. 有机芯（麻芯或棉芯），具有较高的挠性和弹性，不能承受横向压力（不能用于缠绕卷筒上），不能承受高温辐射。因此在起重机上很少用。 2. 纤维芯，具有较高的挠性和弹性，不能耐高温，不能承受横向压力。在起重机上广泛应用。 3. 石棉芯，具有较高挠性和弹性，不能承受横向压力，可在高温条件下工作。一般用于高温下作业的起重机。 4. 钢丝芯。强度较高，能承受高温和横向压力，但挠性差。适合冲击负荷，受热和受挤压条件下使用。,（二）按钢丝绳绕制方法分 1. 同向捻：钢丝绕成股的方向和股捻成绳的方向相同。如绳股右捻则为右同向捻，如图3-2（c）；绳股左捻则为左同向捻，如图3-2（d）。这种钢丝绳之间接触较好，表面平滑，挠性好，磨损小，使用寿命长。但容易松散和扭转。因此在自由悬吊的起重机中不宜采用。通常用作牵引绳，不作起重绳。 2. 交互捻：钢丝绕成股的方向和股捻成绳的方向相反称为交互捻。若绳右股左(绳右捻，股左捻)，则为右交互捻，如图3-2（a）。若绳左股右，称为左交互捻，如图3-2（b）。这种钢丝绳僵性大，使用寿命低，但不容易松散和扭转。在起重机中广泛使用。 3. 混合捻：钢丝绕成股的方向和股捻成绳的方向一部分相同，一部分相反，称为混合捻。混合捻具有同向捻和交互捻的特点，但制造困难，应用较少。,（a）右交互捻 （b）左交互捻 （c）右同向捻 （d）左同向捻 图3-2 按钢丝绳的绕制方法,（三）按钢丝绳绕制次数分： 1. 单绕绳，由若干层钢丝绕同一绳芯绕制而成。这种钢丝绳挠性差、僵性大，不能承受横向压力。不宜用作起重绳，适用于起重机桅索、不运动的拉索及架空索道的承载索。 2. 双绕绳。先由钢丝绕成股，再由股围绕绳芯绕成绳。这种钢丝的挠性受绳芯材料影响很大。再起重机中广泛使用。 3. 三绕绳，由双绕绳再绕绳芯绕成，比双绕绳挠性好，但工艺复杂，成本高，钢丝绳细且易磨损。在起重机中不采用。 （四）按钢丝绳中丝与丝的接触状态分： 1点接触钢丝绳也称普通型钢丝绳，其股内钢丝直径相等，内外各层之间钢丝捻距不同互相交叉，接触在交叉点上，丝间接触应力很高，易磨损折断，使用寿命低。点接触钢丝绳常作起重作业的捆绑吊索。见图3-3（a）,2. 线接触钢丝绳，由不同直径钢丝捻制而成，股内各层之间钢丝全长上平行捻制，每层钢丝螺距相等，钢丝之间呈线状接触。这种钢丝绳消除了点接触的二次弯曲应力，耐疲劳性能好。结构紧密，金属端面利用系数高，使用寿命长。常用的线接触钢丝绳有西尔型、瓦林吞型、填充型等。起重机的工作机构中优先采用线接触钢丝绳。见图3-3 （b） 3. 面接触钢丝绳也称密封式钢丝绳，股内钢丝形状特殊，呈面状接触。表面光滑，抗蚀性和耐磨性好。能承受较大的横向力，起重机上较少使用，常用于索道和承载索。见图3-3（c）,图3-3 钢丝绳中丝与丝的接触状态,（五）按股绳截面形状分 1. 圆股，截面为圆形，制造方便，应用广泛。 2. 异形股，截面有三角形、椭圆形和扁圆形。其支撑表面比圆股钢丝绳大34倍。耐磨性强，不易断丝。结构密度大，相同绳径下总破断拉力大于圆股钢丝绳。使用寿命比圆股钢丝绳高约3倍。工艺复杂，逐渐被广泛使用。 3. 多股不扭转形 由两层绳股组成，这两层绳股捻制方向相反，采用旋转力矩平衡原理捻制而成。钢丝绳受力时，其自由端不会发生旋转。在卷筒上支撑表面比普通钢丝绳增大3.33倍。有较大的挤压强度，不易变形。总破断拉力大。用于起升高度大且钢丝绳分支少的起重机。,二、钢丝绳的标记 （一）按GB/T8707-1988 标准规定，钢丝绳标记方法由英文字母和数字相结合的方法来表示。英文字母既可用大写也可用小写字母，但两则不可混用。必须用阿拉伯数字。,直径（mm）,公称强度N/mm,捻向,钢丝绳表面状态： NAT光面钢丝 ZAA A级镀锌钢丝 ZAB AB级镀锌钢丝 ZBB B 级镀锌钢丝,钢丝绳结构型式： FC纤维芯 NF 天然纤维芯 SF合成纤维 1WR金属丝绳芯 1WS金属丝股芯 V 三角股 R扁形股 Q椭圆形股 W瓦林吞式钢丝绳 S 西鲁式钢丝绳 Fi 填充式钢丝绳 圆形钢丝绳无代号,Z 右向捻 S 左向捻 ZZ 右向同捻 SS 左向同捻 ZS 右交互捻 SZ 左交互捻,钢丝绳最小破断拉力KN,产品标准编号,单位长度重量 Kg/ 100m,例：标记为： 18NAT619S+NF1670ZS178.6119.4GB/T8918-1996 表示该钢丝绳直径为18mm，光面钢丝，结构形式为619西鲁式，天然纤维芯，钢丝抗拉强度为1670N/mm2，右交互捻，最小破断拉力为178.6KN，单位长度重量为119.4kg/100m，标准为 GB/T8919-1996。 （二）钢丝绳的标注也有采用其主要技术指标的标注方式。,股中钢丝数,股 数,钢丝抗拉强度,绳 芯,钢丝绳直径,例：标注形式为619+1-15.5-160的钢丝绳，其表示6股，每股钢丝数为19根，钢丝绳直径为15.5mm，钢丝公称抗拉强度为1600MPa。 三、钢丝绳的选择和使用 （一）新钢丝绳在使用之前，应认真检查其合格证，确认钢丝绳的性能和规格符合设计要求，且钢丝绳的结构形式等技术指标符合使用条件。 （二）新钢丝绳的开卷和盘绕应防止纽结，顺势开卷，减少钢丝绳的弯曲。 （三）钢丝绳需要切割时，可用切割片或气体火焰切割。切断前，在割口两边用铁丝扎结牢固，防止松散。作业人员应做好防护措施，防止钢丝绳切割过程中爆裂或铁屑飞溅，伤害作业人员。,（四）钢丝绳在使用中不要超负荷，不应受冲击。在吊物棱角要加包垫。 （五）钢丝绳应远离带电物体。如在带电区域作业应采取绝缘措施，在接近高温的物体上使用钢丝绳时，必须采取隔离措施。 （六）选择尽可能大的卷筒和滑轮直径（D），D35d(钢丝绳直径)。 （七）尽量减少钢丝绳的弯曲次数，尤其是反向弯曲。 （八）钢丝绳排列在卷筒上，应能排列整齐。 （九）用绳卡连接时，应满足表1要求，绳卡在钢丝绳长头一侧，间距不小于钢丝绳直径的6倍。,钢丝绳夹连接时的安全要求,两根钢丝绳用绳卡搭接时，除应遵守上述规定外，绳卡数量应比表3-1的要求增加50。 （十）钢丝绳应保持良好的润滑状态。所用的润滑剂应符合该钢丝绳的要求。,（十一）润滑剂不宜用润滑脂，最好用钢丝绳油或中等浓度的机油。如有条件，应在润滑前用钢丝刷去钢丝绳上的污物，并用煤油清洗，然后加热至80以上的润滑油蘸浸钢丝绳，使润滑油浸到绳芯。 （十二）钢丝绳不得接长使用。 （十三）根据钢丝绳的用途不同，合理选择钢丝绳的安全系数。安全系数的选取可根据表3-2 进行。 表3-2 钢丝绳的安全系数,四、钢丝绳的安装和维护保养 1、安装前的状况 用户应保证钢丝绳状况符合标准GB 5972的规定。 新更换的钢丝绳一般应与原安装的钢丝绳同类型、同规格。如采用不同类型的钢丝绳，用户应保证新钢丝绳不低于原选钢丝绳的性能，并与卷筒和滑轮上的槽形相适应。 如机械所需的钢丝绳系由较长的绳上切下，应在切断的两端进行处理，以防切断处引起钢丝绳的松散。 2、 安装 当从卷轴或钢丝绳卷上抽出钢丝绳时，应采取措施防止钢丝绳打环、扭结、弯折或粘上杂物。 如果当钢丝绳空载时与机械的某个部位发生摩擦，则应将能接触到的部位加以适当防护。 在起重机械上的钢丝绳投人使用之前，用户应确保与钢丝绳工作有关的各种装置已安装就绪并运转正常。,为使钢丝绳稳定就位，应使用大约10%的额定载荷对机械进行若干次运转操作。 3、维护保养 钢丝绳的维护保养应根据起重机的用途、工作环境和钢丝绳的种类而定。在可能的情况下，对钢丝绳应进行适时地清洗并涂以润滑油或润滑脂(起重机械的制造厂或钢丝绳制造厂另有说明者除外)，特别是那些绕过滑轮时经受弯曲的部位。 涂刷的润滑油、润滑脂品种应与钢丝绳厂.使用的相适应。 缺乏维护是钢丝绳寿命短的主要原因之一，特别是当机械在腐蚀性环境中工作，以及在某些由于与作业有关的原因而不能润滑的情况下运转时更是如此。,五、检验 1、日常观察 每个工作日都要尽可能对钢丝绳的任何可见部位进行观察，以便发现损坏与变形的情况。特别应留心钢丝绳在机械上的固定部位，发现有任何明显变化时，应予报告并由主管人员确定检验周期并按照第2款进行检验。 为了确定检验周期需要考虑以下各点: a. 国家对该起重机械的法规要求，如GB 6067起重机械安全规程; b. 起重机械的类型及工作环境; c. 起重机械的工作级别; d. 前几次检验的结果及出现缺陷的情况; e. 钢丝绳已经使用的时间。,吊运熔化或赤热金属、酸溶液、爆炸物、易燃物及有毒物品的起重机械用钢丝绳，保证每周至少检验两次;一般起重机械用钢丝绳，保证每周至少检验一次;预期钢丝绳能较长期工作的起重机械，每月至少检验一次。在所 有情况下，每当发生任一事故之后，或钢丝绳经拆卸后重新安装投人使用前，均应进行一次检验。 2、检验部位 21.一般部位 虽然对钢丝绳应作全长检验，但应特别留心下列部位: 钢丝绳运动和固定的始末端部位;通过滑轮组或绕过滑轮的绳段。在机构进行重复作业的情况下，应特别注意机构吊载期间绕过滑轮的任何部位。位于平衡滑轮的绳段。由于外部因素(例如舱口栏板)可能引起磨损的绳段。腐蚀及疲劳的内部检验。,2.2 绳端部位(索具除外) 应对从固接端引出的那段钢丝绳进行检验，因为这个部位发生疲劳(断丝)和腐蚀是危险的。还应对固定装置本身的变形或磨损进行检验。 对于采用压制或锻造绳箍的绳端固定装置进行类似的检验，并检验绳箍材料是否有裂纹以及绳箍与钢丝绳间产生滑动的可能。 可拆卸的装置(楔形接头、绳夹、压板等)应检验其内部和绳端内的断丝及腐蚀情况，并确保楔形接头和钢丝绳夹的紧固性，检验还应确保绳端装置符合相应标准的要求。 对编织的环状插扣式绳头应只使用在接头的尾部，以防绳端突出的钢丝伤手。而接头的其余部位应随时用肉眼检查其断丝情况。如果断丝明显发生在绳端装置附近或绳端装置内，可将钢丝绳截短再重新装到绳端固定装置上使用，并且钢丝绳的长度必须满足在卷筒上缠绕的最少圈数的要求。,3、检验内容 （一）断丝检验 一个节距内断丝统计，对6股或8股钢丝绳，可以只统计外表面断丝，即使同一条钢丝上有两处断丝，应按两根断丝统计。钢丝绳断裂部分超本身半径时，应做断丝统计。 一个节距是指每股钢丝绳缠绕一周的轴向距离，其量法如图3-4。,图3-4 钢丝绳节距的量法 注：16 为钢丝绳绳股的编号,（二）磨损检验 磨损状态有同心磨损和偏心磨损两种。用宽钳口的游标卡尺测量钢丝绳直径。在钢丝绳无张力的情况下，于钢丝绳端头15m外直线部位上进行，在相距离至少1m的两截面上，在同一截面不同方向上各测量一个直径。测量四个结果的平均值作为实测直径。 （三）腐蚀检验 目测钢丝绳生锈、点蚀，钢丝绳松弛状态。钢丝绳直径较细时（小于20mm）可用手把钢丝绳弄弯曲进行检验，如果直径较大，可用检验钉进行内部检验，然后把钢丝绳恢复原状，当整根绳外表受腐蚀麻面凭肉眼显而易见时，钢丝绳就能使用。 （四） 变形检验 对钢丝绳打结、波浪、扁平进行目测。波浪变形，取绳径25倍区段，测量绳径。要求d1/d4/3，否则应该报废。 偏平度。测量最大直径dmax和最小直径dmin，当dmax/dmin3/2时应报废。,（五）电弧及火烤检验 目测钢丝绳，不应有回火包，不应有焊伤。有焊伤应按断丝论。 六、钢丝绳的报废 钢丝绳报废应依据GB5792-2006 起重机用钢丝绳检验和报废使用规范进行判断，钢丝绳不允许无限长寿命。钢丝绳的损坏往往是多种因素综合影响造成，在更换钢丝绳前应消除造成钢丝绳损坏的原因。 （一）断丝和腐蚀磨损： 当钢丝绳的断丝数达到表3-3的规定值应报废。钢丝绳的腐蚀磨损按表3-4所列折减系数折减，折减后若不满足规定的安全系数或腐蚀磨损超过规定数量时，应报废。,表3-3 钢丝绳每一节距内断丝根数报废标准,表3-4 钢丝绳表面锈蚀或磨损时报废标准的折减系数,（二）绳端断丝：当绳端或其附近出现断丝时，即使数量很小也标明该部位应力很大，可能由于绳端安装不正确造成，应查明原因。如果绳长允许，应将断丝的部位切去重新安装。 （三）断丝的局部聚集：如果断丝紧靠一起形成局部聚集，则钢丝绳应报废。如果这种断丝聚集在小于6d的绳长范围内，或者集中在任一支绳股里，那么就应报废。 （四）断丝的增加率：在某些使用场合，疲劳是引起钢丝绳损坏的主要原因，断丝则是在使用一个时期以后才开始出现。当断丝数逐渐增加，其时间间隔越来越短时，为了判定断丝的增加率，应仔细检验并记录断丝增加情况。利用这个规律来确定报废时间和更换日期。 （五）绳股断裂： 如果出现整根绳股断裂，钢丝绳应报废。,（六）绳芯损坏引起绳径减小： 绳芯损坏导致钢丝绳绳径减小由下列原因引起： 1. 内部磨损和压痕； 2. 钢丝绳中各绳股和钢丝之间的摩擦引起内部磨损，当钢丝绳经受弯曲时更如此。 3. 纤维绳芯的损坏； 4. 钢丝芯的断裂； 5. 多层股结构中内部股的断裂。 6. 如果这些因素引起钢丝绳实测直径的相对公称直径减小3（抗扭钢丝绳）或10（其他类型钢丝绳），则应报废。 （七）外部磨损： 钢丝绳外层股的钢丝绳表面的磨损，由于它在压力作用下与滑轮或卷筒的绳槽接触摩擦造成。这种现象在吊载加速或减速运动时，在钢丝绳与滑轮接触的,部位特别明显，并表现为外部钢丝绳磨成平面状。润滑不足或不正确润滑以及存在灰尘和砂砾都会加剧磨损。当钢丝绳直径相对于公称直径减少7%或更多时，应报废。 （八）弹性降低： 在某些情况下，钢丝绳的弹性会显著降低，继续使用是不安全的。弹性下降通常伴随以下现象。 1. 绳径减小； 2. 钢丝绳捻距增大； 3. 各部分相互压紧，钢丝之间和绳股之间缺少空隙； 4. 绳股凹处出现细微褐色粉末； 5. 虽未有断丝，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绳磨损而引起的减小要严重的多。这种情况会导致在动载作用下钢丝绳突然断裂，故应报废。,（九） 外部及内部腐蚀： 腐蚀在海洋或工业污染的大气中特别容易发生。不仅使钢丝绳的金属断面减少导致破断强度降低，还将引起表面粗糙、产生裂纹从而加速疲劳。严重腐蚀还会降低钢丝绳的弹性。 （十） 变形： 钢丝绳失去正常形状产生可见的变形。这种变形会导致钢丝绳内部应力分布不均匀。主要有以下几种： 1. 波浪形：钢丝绳的纵向呈螺旋形状。这种变形主要产生不规则传动，容易引起磨损。 2. 笼状畸变： 主要出现在钢芯钢丝绳上。当外层绳股发生脱节或者变化比内部绳股长的时候，处于松弛状态的钢丝绳突然受载时会产生这种变形。笼状畸变的钢丝绳应立即报废。 3. 绳股挤出：通常随笼状畸变一起产生，绳股挤出使钢丝绳处于失衡状态。应立即报废。,4. 钢丝挤出：一部分钢丝或钢丝束在钢丝绳背对滑轮槽的一侧拱起环状。这种变形由冲击载荷引起。若严重，应报废。 5. 绳径局部增大： 钢丝绳直径有可能发生局部增大，并能波及相当长一段钢丝绳。绳径增大通常于绳芯畸变有关，其结果是外层绳股受力不均匀，造成绳股错位。绳径局部严重增大应报废。 6. 绳径局部减小：钢丝绳绳径局部减小常常与绳芯的断裂有关。应特别仔细检查靠绳端部有无此种变形。绳径局部严重减小的钢丝绳应报废。 7. 部分被压扁：钢丝绳部分被压扁是由于机械事故造成的。严重时，钢丝绳应报废。 8. 扭结：扭结是由于钢丝绳成环状在不可能绕其轴线转动的情况下被拉紧而造成的一种变形。其结果是出现捻距部均匀而引起过度磨损，严重时产生扭曲，以致强度下降，应报废。,9. 歪折：钢丝绳由外界因素引起的角度变形，应报废。 10. 受热或电弧作用引起损坏： 钢丝绳经受特殊热力作用其外表出现颜色变化时应报废。 七、钢丝绳选用计算 （一） C系数法（GB/T 3811-2008） 本方法只适用于运动钢丝绳。选取钢丝绳直径布应小于按式（3-1）计算的钢丝绳直径。 Dmin=C （3-1） 式中： Dmin钢丝绳最小直径（mm）； C钢丝绳选择系数； S钢丝绳最大工作静拉力（KN）,钢丝绳选择系数C取值与钢丝绳的公称抗拉强度和机构工作级别有关，见表3-5。钢丝绳选择系数C在k 和 t值与表中不同时，可根据表中选择安全系数n 值并根据所选择钢丝绳的k 和 t ，换算出合适的钢丝绳选择系数C，然后按式（3-2）选择绳径。,（3-2） 式中： n钢丝绳最小安全系数； k钢丝绳最小破断拉力系数； t 钢丝绳公称抗拉强度（N/mm2）. （二）最小安全系数法（GB/T 3811-2008）,C=,（