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鋼絲繩知識簡單介紹
發(fā)布時間:2019-07-06 21:41 文章來源:未知 文章作者:admin 點擊數(shù):
由于強度高、自重輕、柔韌性好、耐沖擊、安全可靠(破壞有前 兆,總是從斷絲開始,極少出現(xiàn)整根繩突然斷裂),廣泛應(yīng)用于起重機 的各工作機構(gòu)中。鋼絲繩的破壞會導致嚴重后果,所
由于強度高、自重輕、柔韌性好、耐沖擊、安全可靠(破壞有前 兆,總是從斷絲開始,極少出現(xiàn)整根繩突然斷裂),廣泛應(yīng)用于起重機
的各工作機構(gòu)中。鋼絲繩的破壞會導致嚴重后果,所以鋼絲繩既是起重機械的重要零件之一,也是保證起重作業(yè)安全的關(guān)鍵。
鋼絲繩的構(gòu)造 由多層鋼絲捻成股,再以繩芯為中心,由一定數(shù)量的一層或多層股捻繞成螺旋狀。鋼絲是碳素鋼或合金鋼通過冷拉或冷軋而成的圓形(或異形)絲材,具有很高的強度(抗拉強度為1 400~2 000MPa)、韌性(根據(jù)耐彎折次數(shù)分為特級、Ⅰ級、Ⅱ級),并根據(jù)使用條件不同可對鋼絲表面進行防腐處理(一般場合可用光面鋼絲,在腐蝕條件下可用鍍鋅鋼絲,分甲、乙、丙三級)。繩芯采用有機纖維(如麻、棉)、合成纖維、石棉芯(高溫條件)或軟金屬等材料,用來增加鋼絲繩的彈性和韌性,儲油潤滑鋼絲,減輕摩擦。
鋼絲繩的類型 起重機用鋼絲繩采用雙捻多股圓鋼絲繩。
(1) 按捻制特性分為以下幾種(圖1)
圖1 鋼絲繩的類型
1) 點接觸鋼絲繩(也稱普通鋼絲繩圖1a)。采用等直徑鋼絲捻制,由于各層鋼絲的捻距不等,各層鋼絲與鋼絲之間形成點接觸。受載時鋼絲的接觸應(yīng)力很高,容易磨損、折斷,壽命較低。優(yōu)點是制造工藝簡單、價廉。常作為起重作業(yè)的捆綁吊索,起重機的工作機構(gòu)也有采用。
2) 線接觸鋼絲繩(圖1b、c、d)。采用直徑不等的鋼絲捻制,將內(nèi)外層鋼絲適當配制,使不同層鋼絲與鋼絲之間形成線接觸。這樣,在受載時鋼絲的接觸應(yīng)力降低。線接觸鋼絲繩承載力高、撓性好、壽命較長, 常用有瓦林吞型(粗細式W,圖1b),西魯型(外粗型X,圖1c),填充型
(密集型T,圖1d)等?!镀鹬貦C設(shè)計規(guī)范》推薦使用,在起重機的工作
的各工作機構(gòu)中。鋼絲繩的破壞會導致嚴重后果,所以鋼絲繩既是起重機械的重要零件之一,也是保證起重作業(yè)安全的關(guān)鍵。
鋼絲繩的構(gòu)造 由多層鋼絲捻成股,再以繩芯為中心,由一定數(shù)量的一層或多層股捻繞成螺旋狀。鋼絲是碳素鋼或合金鋼通過冷拉或冷軋而成的圓形(或異形)絲材,具有很高的強度(抗拉強度為1 400~2 000MPa)、韌性(根據(jù)耐彎折次數(shù)分為特級、Ⅰ級、Ⅱ級),并根據(jù)使用條件不同可對鋼絲表面進行防腐處理(一般場合可用光面鋼絲,在腐蝕條件下可用鍍鋅鋼絲,分甲、乙、丙三級)。繩芯采用有機纖維(如麻、棉)、合成纖維、石棉芯(高溫條件)或軟金屬等材料,用來增加鋼絲繩的彈性和韌性,儲油潤滑鋼絲,減輕摩擦。
鋼絲繩的類型 起重機用鋼絲繩采用雙捻多股圓鋼絲繩。
(1) 按捻制特性分為以下幾種(圖1)
圖1 鋼絲繩的類型
1) 點接觸鋼絲繩(也稱普通鋼絲繩圖1a)。采用等直徑鋼絲捻制,由于各層鋼絲的捻距不等,各層鋼絲與鋼絲之間形成點接觸。受載時鋼絲的接觸應(yīng)力很高,容易磨損、折斷,壽命較低。優(yōu)點是制造工藝簡單、價廉。常作為起重作業(yè)的捆綁吊索,起重機的工作機構(gòu)也有采用。
2) 線接觸鋼絲繩(圖1b、c、d)。采用直徑不等的鋼絲捻制,將內(nèi)外層鋼絲適當配制,使不同層鋼絲與鋼絲之間形成線接觸。這樣,在受載時鋼絲的接觸應(yīng)力降低。線接觸鋼絲繩承載力高、撓性好、壽命較長, 常用有瓦林吞型(粗細式W,圖1b),西魯型(外粗型X,圖1c),填充型
(密集型T,圖1d)等?!镀鹬貦C設(shè)計規(guī)范》推薦使用,在起重機的工作
機構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。
3) 面接觸鋼絲繩(也稱密封鋼絲繩,圖1e)。通常以圓鋼絲為股芯, 最外一層或幾層采用異形斷面的鋼絲,用擠壓方法繞制而成。其特點 是,表面光滑、撓性好、強度高、耐腐蝕,但制造工藝復雜,價高,起重機上很少使用。纜索起重機和架空索道的承載索必須采用。
(2) 按鋼絲繩由絲捻成股的方向,與由股捻成繩的方向可分以下幾種1)交互捻鋼絲繩(也稱交繞)。絲捻成股與股捻成繩的方向相反,由
于股與繩的捻向相反(圖2a、b),使用中不易扭轉(zhuǎn)和松散,在起重機上廣泛使用。
2) 同向捻鋼絲繩(也稱順繞)。絲捻成股與股捻成繩的方向相同(圖
2c、d),撓性和壽命都較交互捻繩要好,但因其易扭轉(zhuǎn)、松散,所以只用作牽引繩。
3) 不扭轉(zhuǎn)鋼絲繩。這種鋼絲繩在設(shè)計時,使股與繩的扭轉(zhuǎn)力矩相 等,方向相反,克服了在使用中的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象,在起升高度較大的起重機上已有使用,并越來越受到重視。
圖2 鋼絲繩的捻向
鋼絲繩的選用 要滿足足夠的承載能力和壽命要求。
(1) 鋼絲繩的計算,采用安全系數(shù)法,按工作狀態(tài)下的最大靜拉力計算,公式為:
式中 F0——鋼絲計算破斷拉力總和(查鋼絲繩性能表); Fmax——作用在鋼絲繩上的最大拉力;
——鋼絲繩捻制損失系數(shù)(查鋼絲繩性能表);
n——安全系數(shù),根據(jù)工作機構(gòu)的工作級別(見表1)或用途(見表2)
確定。
3) 面接觸鋼絲繩(也稱密封鋼絲繩,圖1e)。通常以圓鋼絲為股芯, 最外一層或幾層采用異形斷面的鋼絲,用擠壓方法繞制而成。其特點 是,表面光滑、撓性好、強度高、耐腐蝕,但制造工藝復雜,價高,起重機上很少使用。纜索起重機和架空索道的承載索必須采用。
(2) 按鋼絲繩由絲捻成股的方向,與由股捻成繩的方向可分以下幾種1)交互捻鋼絲繩(也稱交繞)。絲捻成股與股捻成繩的方向相反,由
于股與繩的捻向相反(圖2a、b),使用中不易扭轉(zhuǎn)和松散,在起重機上廣泛使用。
2) 同向捻鋼絲繩(也稱順繞)。絲捻成股與股捻成繩的方向相同(圖
2c、d),撓性和壽命都較交互捻繩要好,但因其易扭轉(zhuǎn)、松散,所以只用作牽引繩。
3) 不扭轉(zhuǎn)鋼絲繩。這種鋼絲繩在設(shè)計時,使股與繩的扭轉(zhuǎn)力矩相 等,方向相反,克服了在使用中的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象,在起升高度較大的起重機上已有使用,并越來越受到重視。
圖2 鋼絲繩的捻向
鋼絲繩的選用 要滿足足夠的承載能力和壽命要求。
(1) 鋼絲繩的計算,采用安全系數(shù)法,按工作狀態(tài)下的最大靜拉力計算,公式為:
式中 F0——鋼絲計算破斷拉力總和(查鋼絲繩性能表); Fmax——作用在鋼絲繩上的最大拉力;
——鋼絲繩捻制損失系數(shù)(查鋼絲繩性能表);
n——安全系數(shù),根據(jù)工作機構(gòu)的工作級別(見表1)或用途(見表2)
確定。
注:對于吊運危險物品的起升用鋼絲繩一般應(yīng)選用比設(shè)計工作級別高一級的工作級別的安全系數(shù)。
(2) 鋼絲繩的壽命。提高鋼絲繩壽命,應(yīng)在卷繞系統(tǒng)的設(shè)計上給予注意。配套使用的滑輪和卷筒的直徑與鋼絲繩的直徑比D/d,對鋼絲繩壽命影響很大,不得低于設(shè)計規(guī)范規(guī)定的值;滑輪和卷筒應(yīng)選用鑄鐵的材料制造,防止由于材料太硬使鋼絲繩損傷;應(yīng)盡量減少鋼絲繩彎折次數(shù),避免反向彎折。在使用中加強對鋼絲繩的保養(yǎng)和維護。
鋼絲繩的使用和維護
(1) 使用檢驗合格的產(chǎn)品,保證其機械性能和規(guī)格符合設(shè)計要求,不使用報廢鋼絲繩。
(2) 保證足夠的安全系數(shù),必要時,要做受力計算。(3)起升、變幅機構(gòu)不得使用編結(jié)接長的鋼絲繩。
(4) 取物裝置處于任何位置,卷筒上必須保留2~3圈的安全圈。
(5) 使用中避免兩鋼絲繩的交叉、疊壓受力,防止打結(jié)、扭曲、過度彎曲和劃磨。
(6) 保持鋼絲繩表面清潔和良好的潤滑狀態(tài)。
(7) 堅持每個作業(yè)班次對鋼絲繩的檢查(包括不易看到和不易接近的部位)。
鋼絲繩的連接與固定 應(yīng)與使用要求相符,并達到相應(yīng)的強度和安全要求。
(1) 繩卡連接
1) 連接強度不小于鋼絲繩破斷拉力的85%。
2) 繩卡數(shù)量根據(jù)鋼絲繩直徑滿足要求(見表3)。
3) 繩卡壓板應(yīng)在鋼絲繩長頭一邊;繩卡間距不應(yīng)小于鋼絲繩直徑的
6倍。
(2) 編結(jié)連接
1) 連接強度不小于鋼絲繩破斷拉力的75%。
2) 編結(jié)長度不應(yīng)小于鋼絲繩直徑的15倍,并不應(yīng)小于300mm。
(3) 其他連接:用楔塊楔套、錐形套澆鑄法和鋁合金套壓縮法等的連接,應(yīng)滿足相應(yīng)的工藝要求,且連接強度應(yīng)達到鋼絲繩的破斷拉力。
鋼絲繩的報廢 鋼絲繩在使用過程中,因強大的拉應(yīng)力、反復彎折和擠壓造成的金屬疲勞、由于運動引起的磨損等,使用一段時間后,會出現(xiàn)鋼絲繩缺陷,表現(xiàn)在斷絲、銹蝕磨損、變形等方面。一般情況下, 鋼絲繩的破壞首先發(fā)生在外層鋼絲上。有下列情況之一,則予以報廢。
(1) 斷絲與磨損指標
1) 斷絲的數(shù)達到表4的數(shù)值時。
注:表中斷絲數(shù)是指細鋼絲,粗鋼絲每根相當于1.7根細鋼絲。
2) 鋼絲繩銹蝕或磨損時,應(yīng)將表4斷絲數(shù)按表5折減,并按折減后的斷絲數(shù)報廢。
3) 吊運熾熱金屬或危險晶的鋼絲繩的報廢斷絲數(shù),取一般起重機鋼絲繩報廢斷絲數(shù)的一半,其中包括鋼絲表面磨蝕進行的折減。
4) 繩端部斷絲。當繩端或其附近出現(xiàn)斷絲,即使數(shù)量少,如果繩長允許,應(yīng)將斷絲部位切去,重新安裝。
5) 斷絲的局部聚集程度。如果斷絲聚集在小于一個節(jié)距的繩長內(nèi), 或集中在任一繩股里,即使斷絲數(shù)比上面表所列數(shù)值少,也應(yīng)予以報廢。
6) 斷絲的增長率。當斷絲數(shù)逐漸增加,其時間間隔趨短,應(yīng)認真檢查并記錄斷絲增長情況,判明規(guī)律,確定報廢日期。
7) 鋼絲繩某一繩股整股斷裂。
8) 磨損。當外層鋼絲磨損達40%,或由于磨損引起鋼絲繩直徑減小
7%。
9) 腐蝕。當鋼絲表面出現(xiàn)腐蝕深坑,或由于繩股生銹引起的繩徑增加或減小。
(2) 繩芯損壞。由于繩芯損壞引起繩徑顯著減小、繩芯外露、繩芯擠出。
(3) 彈性降低。一般伴隨有下述現(xiàn)象:繩徑減小、繩節(jié)距伸長、鋼絲或繩股之間空隙減小、繩股凹處出現(xiàn)細微褐色粉末、鋼絲繩明顯不易彎曲。
(4) 變形。鋼絲繩失去正常形狀產(chǎn)生可見畸變,從外觀上看可分為以下幾種:波浪形、籠形畸變、繩股擠出、鋼絲擠出、繩徑局部增大、扭結(jié)、局部被壓扁、彎折。
(5) 過熱。受到電弧打擊、過燒,或外表出現(xiàn)可識別的顏色改變等。
——摘自《安全科學技術(shù)百科全書》(中國勞動社會保障出版
社,2003年6月出版)
wire rope 由高強度碳素鋼絲制成的一種繩索。每一根鋼絲繩由若干根鋼線分股捻成。它具有斷面相等、強度高、耐磨損、彈性大、在高
速下運轉(zhuǎn)較平穩(wěn)、沒有噪音、自重輕、工作可靠、成本較低等優(yōu)點,是起重作業(yè)中最常用的繩索之一。鋼絲繩的主要缺點是不易彎曲,使用 時,要增大卷筒和滑輪的直徑,因而相應(yīng)地增加了機械卷筒的尺寸和重量。若使用不當時,鋼絲繩容易破壞,造成人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。鋼絲繩使用時應(yīng)注意:(1)不能使鋼絲繩發(fā)生銳角曲折、挑圈或夾、砸、壓成扁。平,(2)防止鋼絲繩生銹;(3)鋼絲繩與設(shè)備構(gòu)件及建筑物直接接觸,應(yīng)墊木塊;(4)在起重作業(yè)中,應(yīng)防止鋼絲繩與電焊線及其他電線接觸,以免觸電或電弧打壞鋼絲繩;(5)鋼絲繩應(yīng)成卷平放在干燥庫房內(nèi)的木板上,存放前要涂滿防銹油;(6)當鋼絲繩有腐蝕、斷股、亂股以及嚴重扭結(jié)時,應(yīng)停止使用。
