起重机械钢丝绳的使用及其维护(一)(图).doc

起重机械钢丝绳的使用及其维护(一)(图)将含碳量0.5%0.8的优质碳素钢丝经捻绕成绳股后，再将若干绳股围绕绳芯捻制即形成钢丝绳。钢丝绳抗拉强度高，且柔韧性、耐久性、抗磨损性、承载性、抗腐蚀性很强，广泛用于起重机械的起升、变幅、牵引等机构，还可用作桅杆起重机的张紧绳、缆索起重机的承载索以及捆绑物件的司索绳。1.钢丝绳的选择选择适宜的钢丝绳可减少使用中的危险因素，降低对人、机的危害，防止过早损坏。选择钢丝绳时，不仅应考虑其破断拉力、捻绕方向、绳股数量、绳芯结构、抗旋转性能和润滑性能等因素，还应考虑起重机械的实际工况。比如用单绳或多绳提升自由悬挂负荷时，可选择抗旋转钢丝绳，如图1所示；而用于提升有导向装置的负荷时，可选择非抗旋转钢丝绳，如图2所示。图1 抗旋转钢丝绳的选用图2 非抗旋转钢丝绳的选用为提高钢丝绳的使用寿命，应尽量选择线接触钢丝绳，不宜选择点接触钢丝绳。不宜选择强度过高的钢丝绳，其强度一般不应超过2160 MPa。吊运熔化或炽热金属的工况，应选择石棉芯、耐高温钢丝绳。2.钢丝绳的安装和使用(1)正确安装钢丝绳应在预紧状态下进行安装。卷筒上的每1层钢丝绳都应进行预紧安装，这样可以去除钢丝绳的弯曲刚度，提高载荷作用下钢丝绳结构稳定性。安装钢丝绳时，应在洁净的地方拖线，不应绕在其他物体上，要防止划、磨、碾压和过度弯曲。卷绕钢丝绳时，应严格按有关安全操作规程作业。卷绕时若钢丝绳绕乱，应立即停止卷绕，否则将损坏钢丝绳，以致不能复原甚至报废。此时应拆开绳端进行调整，一次调整不好，应反复调整23次。调整时不得将手放在卷筒附近作业，以免造成人身伤害。卷绕时可用榔头适度敲打钢丝绳，使其整齐地排列在卷筒上。在卷筒上安装钢丝绳时，绳端与卷筒绳槽应同高或低5 mm。若绳端高出卷筒绳槽，则第2层及以后各层的钢丝绳容易出现层次混乱现象，导致钢丝绳作业中滑动，引起钢丝绳振动甚至断线。(2)合理使用起升机构和变幅机构不得使用编结接长的钢丝绳。在接长钢丝绳时，必须保证接头连接强度不小于钢丝绳破断拉力的90。起升高度较大的起重机，宜采用不旋转、无松散倾向的钢丝绳。采用其他钢丝绳时，应有防止钢丝绳和吊具旋转的装置或措施。当吊钩处于工作位置最低点时，钢丝绳在卷筒上缠绕圈数，除去固定绳尾的圈数，应多于3圈。为了延长钢丝绳的使用寿命，应尽可能选用较大直径的卷筒和滑轮，一般可按以下公式计算：D35d（D为卷筒或滑轮直径，d为钢丝绳直径）；卷筒和滑轮的材料硬度也对钢丝绳寿命有一定影响，使用铸铁卷筒和滑轮比铸钢的要好；应当尽量减少钢丝绳的弯曲次数，即不要使钢丝绳通过太多的滑轮；钢丝绳在卷筒上，应能按顺序整齐排列；载荷由多根钢丝绳支承时，应设有使每根钢丝绳均衡受力的装置。3.钢丝绳端部连接方法钢丝绳在使用时需与其他承载零件连接，以传递载荷，为此需要将钢丝绳端部进行固定连接，其方法大致有以下几种：(1)编结法编结法是最常用的一种钢丝绳端部连接方法。这种方法利用心形套环先将钢丝绳末端折返回来，再将端部各股分别编结于钢丝绳各股中，每股穿插编结45次，最后用细钢丝扎紧。捆扎长度应为钢丝绳直径的2025倍，且不应小于300 mm。(2)楔形套筒法楔形套筒法如图3所示，即钢丝绳端部用钢材制造的楔块和楔套连接。此种连接方法可保持钢丝绳80破断拉力。图3 钢丝绳端部楔套连接(3)绳卡固定法绳卡固定法即将钢丝绳端部套在心形套环上，用特制的钢丝绳卡头固定。用绳卡固定连接时，应满足表1中的数量要求，同时应保证连接强度不小于钢丝绳破断拉力的85。绳卡压板应在钢丝绳工作段上，U形螺栓扣在钢丝绳靠近端部一侧，间距不小于钢丝绳直径的6倍。(4)铝合金压头法铝合金压头法如图4所示，钢丝绳端部用铝合金套压缩法连接时，先将钢丝绳端头拆散，各股留头错开，使各股留头长度不超过铝套长度；再切去绳芯，弯转180后用钎子分别插入主索中；最后套入铝套，在气锤上压成椭圆形，用模具压制成型。此种连接方法加工工艺性好，质量小，安装方便，可保持钢丝绳90破断拉力。图4 钢丝绳端部铝合金套压缩法连接(5)锉形套浇铸法锉形套浇铸法如图5所示，使用锉形套浇铸法连接时，其连接强度可达到钢丝绳的破断拉力，即可保持钢丝绳100破断拉力。图5 钢丝绳端部挫形套浇灌法连接(6)可拆卸接头连接法可拆卸接头连接法如图6所示。钢丝绳端部用可拆卸式接头连接时，其接头连接处可自由转动，在使用中可解除钢丝绳部分旋转力。此种连接方法可保持钢丝绳90破断拉力。图6 钢丝绳端部可拆卸式接头4.钢丝绳的维护保养对钢丝绳进行维护保养的目的是延长其使用寿命，提高设备的安全性和经济效益。使用中的钢丝绳每月至少应润滑2次，润滑剂不宜采用润滑脂，应使用钢丝绳油，亦可用中等浓度的机油。润滑前，要先用钢丝刷子刷去钢丝绳上的污物，并用煤油清洗，然后用加热至80 以上的润滑油进行浸润，使润滑油浸透到绳芯。润滑时应特别注意不要漏过不易看到和不易接近的部位，如平衡滑轮处的钢丝绳。使用中的钢丝绳应每天进行检查，包括检查端部固定连接处、平衡滑轮处的运行状态，并做出安全性能判断。使用中的钢丝绳若开卷时，应防止打结或扭曲。未使用的钢丝绳必须存放在干净、凉爽、干燥的室内，不能直接堆放在露天场地。5.起吊绳和捆绑绳的安全要求由于起吊和捆绑钢丝绳直接与吊运物件相接触，受力情况比较复杂，磨损特别严重，所以其安全系数要取得大一些（一般取10）。在起重作业中，若只用1根钢丝绳起吊长形货物时，即使其直径选得很大，也往往因为起吊货物处于不稳定状态而产生安全隐患。因此除在吊运有固定钩扣的小型货物可使用1根起吊绳外，其余都应使用2根或2根以上起吊绳吊运货物，而且货物的质心最好在2根起吊绳中间。2根钢丝绳之间的夹角不同时，钢丝绳起吊总量也不同，其变化值见表2。从表2中可以看出，2根钢丝绳之间的夹角越小，就越能充分利用钢丝绳的承载能力。但夹角增大也增大了起吊绳的垂直高度，给起吊工作带来不便，且货物不稳定；夹角越大，则钢丝绳张力也越大，还会给起吊工作带来安全隐患。因此用2根钢丝绳起吊时，其夹角一般选择在比较理想的6090之间。虽然2根或2根以上起吊绳能平稳吊运货物，但捆绑钢丝绳与铅垂线的夹角直接影响捆绑绳的张力，而且夹角越大张力也愈大。所以在捆绑绳不变时，其允许的起重能力，也随着夹角的增大而减小。6.钢丝绳的检验钢丝绳在使用中要进行各种检验，包括日常检查、定期检查和特殊检验。钢丝绳检验部位如表3所示。日常检查是指每个工作日都要对钢丝绳的所有可见部位进行检查，以便发现损坏与变形情况。起重机械在吊运炽热金属、酸溶液、易燃易爆物品及有毒物品所用钢丝绳，应保证每周至少检验2次；对一般用途起重机械所用钢丝绳，应保证每周至少检验1次；预期钢丝绳能够长期使用的，应每月至少检验1次。特殊检验是指起重机械遇有重大自然灾害（如地震、飓风等）、发生事故或停用1个月以上的，应进行特殊检验，合格后方能投入使用。7.钢丝绳报废条件钢丝绳在使用过程中常反复受到拉伸和弯曲，当拉伸和弯曲次数超过一定数值后，就会出现金属疲劳和损坏。当钢丝绳受力伸长时，将产生绳股之间、绳与滑轮槽底之间、绳与起吊件之间的摩擦，造成钢丝绳出现磨损、断丝现象。此外由于使用、贮存不当，也可造成钢丝绳扭结、退火、变形、锈蚀、表面硬化和松股等后果。(1)断丝钢丝绳在1个捻距内的断丝数达到表4所列数值时，应予以报废。吊运灼热金属或危险品的钢丝绳，其报废断丝数取一般用途起重机械所用钢丝绳报废断丝数的1/2。若其表面有腐蚀或磨损，应为折减后报废断丝数的1/2。(2)腐蚀或磨损钢丝绳有腐蚀或磨损时，应将表4中的报废断丝数乘以表5的折减系数后，作为钢丝绳的报废断丝数。若断丝现象集中发生于6倍钢丝绳直径长度内，应按表4所规定断丝数值的1/2进行报废。钢丝绳出现直径减小达7，钢丝绳有明显的内部腐蚀，以及钢丝绳局部外层呈“笼”形态，以及钢丝绳纤维芯的直径增大较严重情况之一时，应予以报废。钢丝绳发生扭结、弯折塑性变形、麻芯脱出时，以及受到电焊渣或高温作用影响其性能指标时，应予以报废。(3)应立即报废的条件如图7所示，若发现钢丝绳有下列一项或多项缺陷，必须立即报废更换：1股断裂；形成1簇断裂；断掉的钢索线达到了表4中限定的数目；螺旋形变形超过钢索直径的1/3，如图7(a)所示；球状变形，如图7(b)；1股或1簇钢索出现明显的突出，如图7(c)所示；钢索的直径减小量为