鋼絲繩是起重機(jī)上應(yīng)用最廣泛的撓性構(gòu)件,也是起重機(jī)械安全生產(chǎn)三大重要構(gòu)件 (制動(dòng)器、鋼絲繩和吊鉤)之一。鋼絲繩具有重量輕、撓性好、使用靈活、韌性好、能承受沖擊載荷、高速運(yùn)行中沒有噪音、破斷前有斷絲預(yù)兆等優(yōu)點(diǎn)。但起重鋼絲繩頻繁用于各種作業(yè)場(chǎng)所,因此易磨損、易腐蝕等。如果鋼絲繩的選擇、維護(hù)、保養(yǎng)和使用不當(dāng),容易發(fā)生鋼絲繩斷裂,造成傷亡事故或重大險(xiǎn)情。因此正確掌握使用鋼絲繩的方法是十分重要的。
一、鋼絲繩的種類
鋼絲繩是把很多根直徑為0.3～3mm的高強(qiáng)度碳素鋼鋼絲先擰成股,再把若干股圍繞著繩芯擰成繩的。鋼絲繩種類很多,按繞捻方法不同可分為左同向捻、右同向捻、左交互捻、右交互捻四種,起重作業(yè)中常用右交互捻鋼絲繩。
按鋼絲繩芯材料不同可分為麻芯、石棉芯和金屬繩芯三種,起重作業(yè)中常采用麻芯鋼絲繩,麻芯中浸有潤(rùn)滑油,起減小繩股及鋼絲之間的摩擦和防腐蝕的作用。
按鋼絲繩繩股及絲數(shù)不同可分為6×19、6×37和6×61三種,起重作業(yè)中最常用的是6×19和6×37鋼絲繩。
按鋼絲表面處理不同又可分為光面和鍍缽兩種,起重作業(yè)中常用光面鋼絲繩。
按鋼絲繩股結(jié)構(gòu)分類,又可分為點(diǎn)接觸繩、線接觸繩和面接觸繩。
點(diǎn)接觸繩的各層鋼絲直徑相同,但各層螺距不等,所以鋼絲互相交叉形成點(diǎn)接觸,在工作中接觸應(yīng)力很高,鋼絲易磨損折斷,但其制造工藝簡(jiǎn)單。
線接觸繩的股內(nèi)鋼絲粗細(xì)不同,將細(xì)鋼絲置于粗鋼絲的溝槽內(nèi),粗細(xì)鋼絲間成線接觸狀態(tài)。由于線接觸鋼絲繩接觸應(yīng)力較小,鋼???繩壽命長(zhǎng),同時(shí)撓性增加。由于線接觸鋼絲繩較為密實(shí),所以相同直徑的鋼絲繩,線接觸繩破斷拉力大些。繩股內(nèi)鋼絲直徑相同的同向捻鋼絲繩也屬線接觸繩。
面接觸繩的股內(nèi)鋼絲形狀特殊,采用異形斷面鋼絲,鋼絲間呈面狀接觸。其優(yōu)點(diǎn)是外表光滑,抗腐蝕和耐磨性好,能承受較大的橫向力;但價(jià)格昂貴,故只能在特殊場(chǎng)合下使用。
二、鋼絲繩的規(guī)格參數(shù)
一般起重作業(yè)可采用GB/T8918-1996《鋼絲繩》中6×19和6×37鋼絲繩,其規(guī)格參數(shù)見表 1和表2。
表1 鋼絲繩的破斷拉力
|
直徑 |
鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度/MPa |
鋼絲繩
/mm |
鋼絲
/mm |
1400 |
1550 |
1700 |
1850 |
2000 |
|
鋼絲破斷拉力總和/kN |
|
6.2 |
0.4 |
20.00 |
22.10 |
24.30 |
26.40 |
28.60 |
|
7.7 |
0.5 |
31.30 |
34.60 |
38.00 |
41.30 |
44.70 |
|
9.3 |
0.6 |
45.10 |
49.60 |
54.70 |
59.60 |
64.40 |
|
11.O |
0.7 |
61.30 |
67.90 |
74.50 |
81.10 |
87.70 |
|
12.5 |
0.8 |
80.10 |
88.70 |
97.30 |
105.50 |
114.50 |
|
14.O |
0.9 |
101.00 |
112.00 |
123.00 |
134.00 |
114.50 |
|
15.5 |
1.O |
125.00 |
138.50 |
152.00 |
165.50 |
178.50 |
|
17.O |
1.1 |
151.50 |
167.50 |
184.00 |
200.00 |
216.50 |
|
18.5 |
1.2 |
180.00 |
199.50 |
219.00 |
238.00 |
257.50 |
|
20.O |
1.3 |
21150 |
234.00 |
257.00 |
279.50 |
302.00 |
|
21.5 |
1.4 |
245.50 |
271.50 |
298.00 |
324.00 |
350.50 |
|
23.O |
1.5 |
281.50 |
312.00 |
342.00 |
372.00 |
402.50 |
|
24.5 |
1.6 |
320.50 |
355.00 |
389.00 |
423.50 |
458.00 |
|
26.O |
1.7 |
362.00 |
400.50 |
439.50 |
478.00 |
517.00 |
|
28.O |
1.8 |
405.50 |
499.00 |
492.50 |
536.00 |
579.50 |
|
31.O |
2.O |
501.00 |
554.50 |
608.50 |
662.00 |
715.50 |
|
34.O |
2.2 |
606.00 |
671.00 |
736.00 |
801.00 |
— |
|
37.O |
2.4 |
721.50 |
798.50 |
876.00
|
953.50 |
— |
|
40.O |
2.6 |
846.50 |
937.50 |
1025.00 |
1115.00 |
— |
表2 鋼絲繩的破斷拉力
|
直 徑 |
鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度/MPa |
鋼絲繩
/mm |
鋼絲
/mm |
1400 |
1550 |
1700 |
1850 |
2000 |
|
鋼絲破斷拉力總和/kN |
|
8.7 |
0.4 |
39.00 |
43.20 |
47.30 |
51.50 |
55.70 |
|
11.O |
0.5 |
60.00 |
67.50 |
74.00 |
80.60 |
87.10 |
|
13.O |
0.6 |
87.80 |
97.20 |
106.50 |
116.00 |
125.00 |
|
15.O |
0.7 |
119.50 |
132.00 |
145.00 |
157.50 |
170.50 |
|
17.5 |
0.8 |
156.00 |
172.50 |
189.50 |
206.00 |
223.00 |
|
19.5 |
0.9 |
197.50 |
218.50 |
239.50 |
261.00 |
282.00 |
|
21.5 |
1.O |
243.50 |
270.00 |
296.00 |
322.00 |
348.50 |
|
24.O |
1.1 |
295.00 |
326.50 |
358.00 |
390.00 |
421.50 |
|
26.O |
1.2 |
351.00 |
388.50 |
426.50 |
464.00 |
501.50 |
|
28.O |
1.3 |
412.00 |
456.50 |
500.50 |
544.50 |
589.00 |
|
30.O |
1.4 |
478.00 |
529.00 |
580.50 |
631.50 |
683.00 |
|
32.5 |
1.5 |
548.50 |
607.50 |
666.50 |
725.00 |
784.00 |
|
34.5 |
1.6 |
624.50 |
691.50 |
758.00 |
825.00 |
892.00 |
|
36.5 |
1.7 |
705.00 |
780.50 |
856.00 |
931.50 |
1005.00 |
|
39.O |
1.8 |
790.00 |
875.00 |
959.50 |
1040.00 |
1125.00 |
|
43.O |
2.O |
975.50 |
1080.00 |
1185.00 |
1285.00 |
1390.00 |
|
47.5 |
2.2 |
1180.00 |
1305.00 |
1430.00 |
1560.00 |
— |
|
52.O |
2.4 |
1405.00 |
1555.00 |
1705.00 |
1855.00 |
— |
|
56.O |
2.6 |
1645.00 |
1825.00 |
2000.00 |
2175.00 |
— |
三、鋼絲繩的標(biāo)記
目前在起重機(jī)上所采用的鋼絲繩主要是普通型結(jié)構(gòu)鋼絲繩,繩6×19和繩6×37。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《圓股鋼絲繩》(GB1102一74)的規(guī)定,鋼絲繩的標(biāo)記方法如下:
如,鋼絲繩6×37-15.0-170-I一甲一鍍一右交GB1102-74
這表示該圓股鋼絲繩由6股捻制,股的結(jié)構(gòu)形式為點(diǎn)接觸,每股有37根鋼絲,纖維繩芯, 鋼絲繩直徑15.Omm,由公稱抗拉強(qiáng)度1700MPa的I號(hào)甲組鍍缽鋼絲制成,鋼絲繩的捻向?yàn)橛医换ツ怼?br />
四、鋼絲繩的選用
鋼絲繩在同直徑時(shí)公稱抗拉強(qiáng)度越低,每股繩內(nèi)鋼絲越多,鋼絲直徑越細(xì),則繩的撓性越好,但鋼絲繩易磨損。反之,每股繩內(nèi)鋼絲直徑越粗,則鋼絲繩撓性越差,鋼絲繩耐磨損。因此,不同型號(hào)的鋼絲繩,它的使用范圍也不同。根據(jù)起重吊裝作業(yè)的實(shí)際需要,一般情況下,鋼絲繩的選用可考慮以下原則:
(1)6×19鋼絲繩用做纜風(fēng)繩、拉索及制作起重索具,一般用于受彎曲載荷較小或遭受磨損的地方。
(2)6×37鋼絲繩用于起重作業(yè)中捆扎各種物件、設(shè)備及穿繞滑車組和制作起重用索具。適用于繩索受彎曲時(shí)。
(3)6×61鋼絲繩用于綁扎各類物件。剛性較小,易于彎曲,用于受力不大的地方。
同向捻的鋼絲繩,表面較平整、柔軟,具有良好的抗彎曲疲勞性能,比較耐用;其缺點(diǎn)是繩頭斷開處繩股易松散,懸吊重物時(shí)容易出現(xiàn)旋轉(zhuǎn),易卷曲扭結(jié),因此在吊裝中不宜單獨(dú)采用。起重吊裝作業(yè)常用存交互捻鋼絲繩。
五、鋼絲繩的受力計(jì)算
某一規(guī)格的鋼絲繩允許承受的最大拉力是有一定限度的,超過這個(gè)限度,鋼絲繩就會(huì)被破壞或拉斷,因此在工作中需對(duì)鋼絲繩的受力進(jìn)行計(jì)算。
(一) 鋼絲繩的破斷控力
鋼絲繩的破斷拉力可由表1、2中查出,考慮鋼絲繩捻制使每根鋼絲受力不均勻,整根鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)按下式計(jì)算:
SP =ΨΣSi
式中SP ——鋼絲繩的破斷拉力,kN;
ΣSi ——鋼絲絲繩規(guī)格表中提供的鋼絲破斷拉力的總和, kN;
Ψ——鋼絲捻制不均折減系數(shù),對(duì)6×19繩,Ψ=0.85;對(duì)6×37繩,Ψ=0.82;對(duì)6×61 繩, Ψ=0.80。
但在工作現(xiàn)場(chǎng),一般缺少圖表資料,同時(shí)也不要求精確計(jì)算,此時(shí)可采用下式(僅為數(shù)據(jù)估算用,非規(guī)范公式)估算鋼絲繩的破斷拉力:
SP =500d2
式中SP ——鋼絲繩的破斷拉力,N;
d——鋼絲繩的直徑 ,mm。
(二)鋼絲繩的安全系數(shù)
為了保證起重作業(yè)的安全,鋼絲繩許用拉力只是其破斷拉力的幾分之一。破斷拉力與許用拉力之比為安全系數(shù)。下表列出了不同用途鋼絲繩的安全系數(shù)。
表為 鋼絲繩的安全系數(shù)
|
使用情況 |
安全系數(shù) |
使用情況 |
安全系數(shù) |
|
用做纜風(fēng)繩、拖拉繩 |
3.5 |
機(jī)械驅(qū)動(dòng)起重設(shè)備 |
5-6 |
|
人力驅(qū)動(dòng)起重設(shè)備 |
4.5 |
用做吊索(無彎曲) |
6-7 |
|
用做捆綁吊索 |
8～10 |
用做載人升降機(jī) |
14 |
(三)鋼絲繩的許用扭力
P = SP / K
式中 P——鋼絲繩的許用拉力,N;
SP——鋼絲繩的破斷拉力,N;
K ——鋼絲繩的安全系數(shù)。
例 : 型號(hào)6×37-26的鋼絲繩,用做捆綁繩時(shí)其許用拉力為多大？
解: SP =500d2=500×262=338000(N)
用做捆綁繩時(shí),取K=10,則
P = SP / K =338000 / 10=33800（N）
六、鋼絲繩報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)
鋼絲繩使用到一定的損壞程度時(shí),必須按規(guī)定報(bào)廢,其報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)如下:
①每一節(jié)距(也稱捻距,指鋼絲繩中的任何一股纏繞一周的軸向長(zhǎng)度)內(nèi)鋼絲斷裂的數(shù)目超過表2.4規(guī)定的數(shù)目時(shí)應(yīng)報(bào)廢。鋼絲繩斷絲數(shù)量不多,但斷絲增加很快時(shí)也應(yīng)報(bào)廢。
②鋼絲繩的鋼絲磨損或腐蝕達(dá)到或超過原來鋼絲直徑的40%以上時(shí),即應(yīng)報(bào)廢。在40%以內(nèi)者應(yīng)按表2.5降級(jí)使用。當(dāng)整根鋼絲繩的外表面受腐蝕而形成的麻面達(dá)到肉眼很容易看出的程度時(shí),應(yīng)予報(bào)廢。
表為 折減系數(shù)
|
鋼絲表面磨損或腐蝕量(%) |
折減系數(shù)(%) |
鋼絲表面磨損或腐蝕盤(%) |
折減系數(shù)(%) |
|
10 |
85 |
25 |
60 |
|
15 |
75 |
30-40 |
50 |
|
20 |
70 |
大于40 |
O |
③鋼絲繩受過火燒或局部電弧作用應(yīng)報(bào)廢。
④鋼絲繩壓扁變形、有繩股或鋼絲擠出、籠形畸變、繩徑局部增大、扭結(jié)、彎折時(shí)應(yīng)報(bào)廢。
⑤鋼絲繩繩芯損壞而造成繩徑顯著減少(達(dá)7%)時(shí)應(yīng)報(bào)廢。
⑥吊運(yùn)熾熱金屬或危險(xiǎn)品的鋼絲繩,報(bào)廢斷絲數(shù)取通用起重機(jī)鋼絲繩斷絲數(shù)的一半,其中包括鋼絲繩表面磨損或腐蝕的折減。
七、鋼絲繩使用、維護(hù)與保養(yǎng)
①鋼絲繩要正確開卷。鋼絲繩開卷時(shí),要避免鋼絲繩扭結(jié),強(qiáng)度降低以致?lián)p壞。鋼絲繩切斷時(shí)要扎緊防止松散。
②鋼絲繩不得超負(fù)荷使用,不能在沖擊載荷下工作,工作時(shí)速度應(yīng)平穩(wěn)。
③在捆綁或吊運(yùn)物件時(shí),鋼絲繩應(yīng)避免和物體的尖角棱邊直接接觸,應(yīng)在接觸處墊以木塊、麻布或其他襯墊物。
④嚴(yán)禁鋼絲繩與電線接觸,以免被打壞或發(fā)生觸電。靠近高溫物體時(shí),要采取隔熱措施。
⑤鋼絲繩在使用中應(yīng)避免扭結(jié),一旦扭結(jié),應(yīng)立即抖直。使用中應(yīng)盡量減少?gòu)澱鄞螖?shù),并盡量避免反向彎折。
⑥鋼絲繩與卷筒或滑車配用時(shí),卷筒或滑輪的直徑至少比鋼絲繩直徑大16倍。不能穿過已經(jīng)破損的滑輪,以免磨損鋼絲繩或使繩脫出滑輪,造成事故。
⑦鋼絲繩穿過滑輪時(shí),滑輪槽的直徑應(yīng)比鋼絲繩的直徑大1～2.5mm。如滑輪槽的直徑過大,則繩易被壓扁;過小,則繩易磨損。
⑧鋼絲繩應(yīng)防止磨損、腐蝕或其他物理?xiàng)l件、化學(xué)條件造成的性能降低。吊運(yùn)熔化及灼熱金屬的鋼絲繩,要有防止高溫?fù)p壞的措施。
⑨使用前要根據(jù)使用情況選擇合適直徑的鋼絲繩;在使用過程中,要經(jīng)常檢查其負(fù)荷能力及破損情況;使用后及時(shí)保養(yǎng),正確存放。
八、鋼絲繩的安全檢查
鋼絲繩的檢查可分為日常檢驗(yàn)、定期檢驗(yàn)和特殊檢驗(yàn),日常檢驗(yàn)就是自檢;定期檢驗(yàn)根據(jù)裝置形式、使用率、環(huán)境以及上次檢驗(yàn)的結(jié)果,可確定采用月檢還是年檢。鋼絲繩的檢查內(nèi)容及要求見下表。
具體檢驗(yàn)方法如下:
(1)斷絲 在一個(gè)捻距統(tǒng)計(jì)斷絲數(shù),包括外部和內(nèi)部的斷絲。即使在同一根鋼絲上有2處斷絲,統(tǒng)計(jì)時(shí)也應(yīng)按2根斷絲數(shù)統(tǒng)計(jì)。鋼絲斷裂部分超過本身半徑者,應(yīng)以斷絲處理。
①檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)注 ' 意斷絲的位置 ( 如距末端多遠(yuǎn) ) 和斷絲的集
中程度 , 以決定處理方法。
②注意斷絲的部位和形態(tài),即斷絲發(fā)生在繩股的凸出部位,還是凹谷部位。根據(jù)斷絲的形態(tài),可以判斷出斷絲的原因。
表為 鋼絲繩檢驗(yàn)部位
|
項(xiàng)目 |
日常檢驗(yàn) |
定期檢驗(yàn)與特殊檢驗(yàn) |
動(dòng)
繩
|
起重機(jī)起升、變幅、牽引用鋼絲繩 |
微速運(yùn)轉(zhuǎn)觀察全部
鋼絲繩,特別注意下
列部位:
①末端固定部位
②通過滑輪的部分 |
微速運(yùn)轉(zhuǎn)作全面檢驗(yàn)外,特別注意
下列部位:
①在卷筒上的固接部位
②繞在卷筒上的繩
③通過滑輪的鋼絲繩
④平衡輪處鋼絲繩
⑤其他固定連接部位 |
|
纜索起重機(jī)鋼絲繩 |
除通常能觀察到的
部分外,特別注意末
端固定部位 |
全長(zhǎng)仔細(xì)檢驗(yàn) |
靜
繩
|
纜風(fēng)繩 |
除通常能觀察到的
部分外,特別注意末
端固定部位 |
全長(zhǎng)仔細(xì)檢驗(yàn) |
|
捆綁繩 |
除全長(zhǎng)觀察外,特別注意下列部位:
①編結(jié)部分
②與吊具連接部分 |
(2)磨損檢驗(yàn)主要是磨損狀態(tài)和直徑的測(cè)量。
磨損的狀態(tài)有兩種:一種是同心磨損,另一種是偏心磨損。偏心磨損的鋼絲繩多數(shù)發(fā)生在繩索移動(dòng)量不大、吊具較重、拉力變化較大的場(chǎng)合。例如,電磁吸盤起重機(jī)的起升繩易發(fā)生這種磨損。偏心磨損和同心磨損同樣使鋼絲繩強(qiáng)度降低。
(3)腐蝕 腐蝕有外部腐蝕和內(nèi)部腐蝕兩種。
內(nèi)部腐外部腐蝕的檢驗(yàn):目視鋼絲繩生銹、點(diǎn)蝕,鋼絲松弛狀態(tài)。蝕不易檢驗(yàn)。
內(nèi)部腐蝕不易檢驗(yàn)。如果是直徑較細(xì)的鋼絲繩(≤20mm),可以用手把鋼絲繩弄彎進(jìn)行檢驗(yàn);如果直徑較大,可用鋼絲繩插接纖子進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn),檢驗(yàn)后要把鋼絲繩恢復(fù)原狀,注意不要損傷繩芯,并加涂潤(rùn)滑油脂。
(4)變形對(duì)鋼絲繩的打結(jié)、波浪、扁平等進(jìn)行目檢。鋼絲繩不應(yīng)打結(jié),也不應(yīng)有較大的波浪變形。
(5)電弧及火烤的影響目視鋼絲繩,不應(yīng)有回火包,也不應(yīng)有焊?jìng)�。有焊�(jìng)麘?yīng)按斷絲處理。
(6)鋼絲繩的潤(rùn)滑檢驗(yàn)鋼絲繩應(yīng)處于良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。根據(jù)試驗(yàn),潤(rùn)滑良好的鋼絲繩在一個(gè)捻距內(nèi)斷絲達(dá)總絲數(shù)的10%,用疲勞試驗(yàn)和反復(fù)彎曲可達(dá)48500次,而沒有潤(rùn)滑的相同規(guī)格的鋼絲繩僅為22500次,可見潤(rùn)滑的重要性。
|
