钢丝绳选择及提高使用寿命的措施

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钢丝绳是起重机械的重要零件之-，在起升机构和变幅机构中被用作承载绳；在运行机构和回转机构中被用作牵引绳；在桅杆起重机上被用作桅杆的张紧绳；在缆索起重机上被用作支撑绳。起重机起升机构钢丝绳的选择是否合理不但影响减速机的型号和速比、卷简直径和长度、滑轮直径以及起升机构和整机的外形尺寸，还直接影响钢丝绳的使用寿命，甚至影响工作的安全性 。

1 钢丝绳直径的选择计算为便于计算钢丝绳的直径，起重机设计规范提供了安全系数法和 C系数法 。

1.1 安 全 系数 法安全系数法按与钢丝绳所在机构工作级别有关的安全系数选择钢丝绳直径，对运动绳和静止绳都适用。

对于吊运危险载荷的起重用钢丝绳，-般应选择比设计工作级别高-级的工作级别；对起升机构工作级别为 M7、M8的某些冶金起重机和港口集装箱起重机等，在使用过程中能监控钢丝绳劣化损伤发展进程，在保证安全使用、-定寿命和及时更换钢丝绳的前提下，允许按稍低的工作级别选择钢丝绳。对冶金起重机最低安全系数不应小于 7.1；港 口集装箱起重机主起升钢丝绳和小车曳引钢丝绳的最低安全系数不应小于 6；伸缩臂架用的钢丝绳，安全系数不应小于4。

1.2 C 系数 法C系数法只适用于运动绳，其钢丝绳最小直径d i (mm )为 ：d i -C√ 。

其中： 为标称捻制换算系数，即钢丝绳标称破断拉力F。与钢丝绳计算破断拉力的比值； 为钢丝的抗拉强度，N/mm。；f为钢丝填充系数，即钢丝绳中钢丝总横截面积与钢丝绳标称横截面积的比值。

起重机常用的钢丝绳为 6×19W(S)型，其纤维芯钢丝绳 k-0.330，金属丝绳芯(1wR)或金属丝股芯(IWS)钢丝绳 忌-0.356。由运动绳的安全系数所计算出来的c值可由设计手册查到。

2 选择钢丝绳型号时需要考虑的因素根据不同的使用 目的，钢丝绳的构造和捻制方法各不相同。根据钢丝的强度等级可分为 1 570 N/mm2、l 770 N/mm。、1 870 N/ram 、1 960 N/ram。、2 16ON/mm。等级；根据捻绕次数可分为单绕绳、双绕绳和三绕绳；根据捻制的相互方向可分为右交互捻、左交互捻、右同向捻和左同向捻；根据绳股内钢丝与钢丝之间的接触状态可分为点接触绳、线接触绳和面接触绳；根据股的形状可分为圆形股、三角形股 、椭圆股 和扁股；根据股的数 目可分为 6股绳、8股绳和 18股绳等；根据绳芯材料可分为纤维芯、金属芯和塑胶芯 ；根据钢丝表面状态可分为光面钢丝绳和镀锌钢丝绳。不同的构造具有不同的特点，适用于不同的场所，因此除按照安全系数法和 C系数法计算出所需要的钢丝绳直径外，还需综合考虑钢丝绳的强度等级、结构型式、使用场所等诸多因素，从而最终选定钢丝绳的型号。

2.1 卷徒向与钢丝绳选择钢丝绳的捻制方向与钢丝绳在卷筒上的卷绕方向应相匹配，-般情况下右旋绳槽或者右向卷绕在光面收稿日期：2012-06-25；修回日期：2012-09-28作者简介：赵磊 (1955-)，男.山西运城人，工程师，本科.现从事起重机械设计。

· l88 · 机 械 工 程 与 自 动 化 2013年第 l期卷筒上时，选择左旋钢丝绳；左旋绳槽或者左向卷绕在光面卷筒上时，选择右旋钢丝绳，如图 1所示。其中，大拇指指示钢丝绳 固定处 ，适用于光面卷筒和带绳槽卷筒。

L书R I 嘲 夕 右捻钢丝绳-下卷曲 左捻钢丝绳-下卷右捻钢丝绳 I 卷左捻钢 丝绳- 卷图 1 卷徒 向与钢丝绳的选择2.2 多层缠绕时需要考虑的因素采用多层缠绕卷筒时，当第-层钢丝绳卷绕在卷筒上后，钢丝绳必须跨越下层钢丝绳，以便在卷绕第二层钢丝绳时提前跨越卷筒。上层钢丝绳跨越下层钢丝绳的点就是所谓的跨越点，在这些点周 围区域内的钢丝绳容易加剧磨损和挤压。因此采用多层卷绕时在选择钢丝绳的构造形式时需要注意：钢绳芯钢丝绳产生扭 曲变形的可能性 比纤维绳芯钢丝绳小 ；采用压实外层股捻制成的钢丝绳能明显抗挤压和扭曲变形；采用塑胶绳芯和涂塑钢丝绳能限制扭曲变形 ，同时能减少环境中湿气的进入。

2.3 起升高度与钢丝绳选择选择钢丝绳时应注意钢丝绳结构的旋转特性。如果钢丝绳-端可 自由旋转(单绳缠绕)，则某些型式 的钢丝绳不能使用，而其他型式的钢丝绳只能用于某-指定起升高度。

如果钢丝绳两端 固定(固定钢丝绳和用于多绳缠绕系统的钢丝绳)，则应考虑扭转量。在多绳缠绕布置中扭转量具有使滑轮组产生角度位移的作用 ，因此 ，应考虑达到与起升高度有关的足够的钢丝绳间距，以防止过大的角度位移(缠绕系统的穿绳)。缠绕系统的稳定性与下列因素有关：①随着钢丝绳缠绕部件之问空问的减小而降低；②随钢丝绳缠绕部件的不均匀数量而降低；③随起升高度的增加而降低；④随钢丝绳绳型的扭转量(扭转系数)的增大而降低。所选钢丝绳绳型的旋转特性(旋转圈数和扭转量)应由钢丝绳制造商提供 。

2.4 温度与钢 丝绳 选择在选择钢丝绳时应注意钢丝绳制造商关于产品的安全须知和警告，特别应注意钢丝绳使用的极限温度。

对于吊运熔融金属的铸造起重机，应采用符合 GB8918中金属丝绳芯或金属丝股芯的钢丝绳。

3 提高钢丝绳寿命的措施GB/T5972(起重机用钢丝绳检验和报废实用规范》规定了钢丝绳的报废标准。标准 中充 分考虑了断丝的性质和数量、绳端断丝、断丝的局部聚集、断丝的增加率、绳股断裂、绳径减孝弹性降低、外部磨损、外部及 内部腐蚀、变形 、由于受热或电弧的作用而引起的损坏以及永久伸长的增加率等许多因素。为提高钢丝绳的使用寿命，可根据导致钢丝绳报废的主要原因而采取相应的措施。

3.1 疲劳钢丝绳疲劳通常是由于钢丝绳在拉伸载荷的作用下反复弯曲所致 ，疲劳寿命主要与钢丝绳承受的载荷、滑轮和卷筒的直径与钢丝绳直径之比、钢丝绳抗弯曲性能和工作循环次数等因素有关。对于以疲劳破坏为主的钢丝绳，可以采取以下措施来提高使用寿命：①根据使用场所合理地选择钢丝绳的结构形式和提高钢丝绳选型的安全系数；②在卷绕系统的设计 中应尽量减少钢丝绳的弯折次数，弯折时，反向弯折所引起的钢丝绳疲劳效果为同向弯折的两倍 ，所以必须尽量避免反向弯折；⑧滑轮和卷简直径D与钢丝绳直径 的比值也影响钢丝绳的寿命，比值越大，即选用较大的滑轮与卷筒直径对钢丝绳的寿命越有利，故设计中规定了D/所容许的最小比值；④滑轮与卷筒的材料太硬，对钢丝绳寿命不利，试验表明，以铸铁滑轮代替钢滑轮能提高钢丝绳寿命 1O ～2O 。

3.2 腐蚀腐蚀通常伴随疲劳-起发生，是导致钢丝绳报废的主要原因。除了使用 中处于非常干燥的工况外 ，总会有得不到防护(未镀锌等)的钢丝发生腐蚀的情况。

钢丝绳在使用 中应加强维护保养，如定期润滑可以防止锈蚀，减小钢丝绳内外磨损，提高其使用寿命。如果在工作环境中存在严重腐蚀风险.最好采用镀锌钢丝绳。

3.3 磨损磨损主要发生在外层钢丝，外层钢丝数量较少、直径大的钢丝绳(如 6×19 S西鲁型)在抗磨损方面的工作寿命 比外层钢丝 数量多、直径 细的钢丝绳(如 6/(36 WS瓦林吞-西鲁型)长◆密捻制外层股的钢丝绳具有比无紧密捻制外层股的钢丝绳更长的耐磨损寿命。

3.4 压扁如果压扁是造成报废的主要原因，则推荐采用具有钢芯和紧密外层股的平行股密实钢丝绳。

(下转第 19页)· 19O · 机 械 工 程 与 自 动 化 2013年 第 l期阀 ZC1046的开度，使其开度增大，调节实际流量值F 增加；当实际流量Fv大于最小值Fmm时，放空阀调节器 FIC1046自动调节放空阀ZC1046，使开度关小，直到全关。实际流量值 计算如下：F -K丽 · I sP s其中：K为常数，-般取 44；d 为流量差压；Pv为出口压力 ； 为人口温度 ；P 为人 口压力。

PT 10461口压力P I(外给定) l广--- 负载电流输 1厂 - IC 1046.2] 感 DCS 控输低洋值A2晶 ×(100-E)/100E1低洋值入口导叶ZC1031开度图 2 入口导叶控制示意 图同时，放空阀调节还受出121压力控制，Sr设定值为 Des输出，当压力调节器输出小于 1 时，Sr设定值增加 100 kPa；当压力调节器输出大于 5%时，S 设定值增加 0 kPa。压力调节器输出和流量调节器输出将通过高选输出控制放空阀开度，以实现防喘振控制。

3 结束语莱钢 7#制氧氮压机的防喘振系统工作稳定.安全性和可靠性高，该项 目实施后为莱钢热线生产提供了连续、优质的气体产品，保证了热线生产的顺利进行，创造了较为可观的经济效益。

fDCS卸载l 堡 塑堂广塑些JPIC 1046.2手动/自动1圆 碴 ± ±f PIC 1046.1 出口压力调(Fv)吸入流量计算gCS计算出SFv]I. 流量调节1高选放空阀ZC1046开度图 3 放空阀控制示意图