起重機鋼絲繩的使用分析

摘要：本文對起重機鋼絲繩在使用過程中常出現的磨損、疲勞、銹蝕、變形、咬繩和過載等損傷形式進行了研究，在分析造成損傷的原因的同時提出了相應的防治措施，并給出一些關于如何選擇鋼絲繩的建議，文章最后簡單介紹了鋼絲繩的發展方向。

關鍵詞：起重機；鋼絲繩；損傷

目前，我國鋼材市場高端產品供應不足，主要依賴進口。在提高技術水平、擴大產能、應對鋼鐵產業日益加劇的整合壓力的同時，需進一步加速發展高端金屬制品。鋼絲繩作為起重機的三大構件之一，是保證起重作業安全的關鍵的環節，其具有承載能力大、繞性好、運動平穩無噪音、能承受沖擊、過載能力強等優點。但由于質量、選用、安全和保養不當等原因，一些鋼絲繩在使用過程中過早的損傷或斷裂，不能達到預期的壽命，增加了使用成本，降低了生產效率。因此，合理選用、規范安裝、正確使用和適當保養，是保證施工安全的前提。

1 起重機鋼絲繩的失效

由鋼絲繩失效而引起的重大事故時有發生，為確保安全，對起重機鋼絲繩進行定期檢查，了解鋼絲繩的主要缺陷并采取防護措施十分必要。本人根據自身的工作經驗，總結歸納其主要損傷形式有：磨損、疲勞、銹蝕、變形、咬繩和過載。磨損。鋼絲繩在其操作過程中與其它物體接觸并發生摩擦，其表面不斷磨損，主要分為外部磨損、變形磨損和內部磨損三種形式。外部磨損是在使用過程中鋼絲繩外周與滑輪槽、卷筒壁、鉤頭等物體表面接觸而引起的。外部磨損使受載荷的鋼絲截面積減小，破斷載荷也相應降低。變形磨損是由振動、碰撞造成的鋼絲繩表面磨損、是一種局部磨損現象。從外表看，鋼絲寬度擴展，雖鋼絲繩截面積減小不多，但局部擠壓處的鋼絲表面材質硬化極易斷絲。鋼絲繩經過卷筒或滑輪時所承受的全部負荷壓在鋼絲繩的一側，各根鋼絲繩的曲率半徑不完全相同，且由于鋼絲繩之間的相互作用而產生滑移，使相鄰股間的鋼絲產生應力集中而被折斷，構成了內部磨損。 疲勞。鋼絲繩在使用過程中主要承受由彎曲和拉伸、扭曲、振動引起的疲勞。疲勞損傷是在交變應力的作用下，細鋼絲表面首先由于各種滑移形成初始裂紋，裂紋尖端在切應力的作用下反復塑性變形，使裂紋擴展直至斷裂。銹蝕是鋼絲繩失效的常見因素。鋼絲繩在雨水、冰雪、風沙、港口鹽霧等惡劣環境下，由于電化學作用和細菌的侵蝕，對鋼絲繩及繩芯纖維將造成極大的腐蝕作用，不僅使鋼絲繩的金屬面積減小降低了破斷強度，還將引起表面粗糙，甚至出現裂紋加速疲勞，直接影響到鋼絲繩的使用性能和使用壽命。變形。引起鋼絲繩變形的主要原因有外傷、壓潰、扭結等，目前，很多因鋼絲繩受到變形損傷而造成的斷繩事故未受到足夠的重視，引起了必要的損失。咬繩。鋼絲繩咬繩現象一般發生在多層卷繞的起重機卷筒上，帶槽起重機的卷筒雙層卷繞時，咬繩現象更嚴重。過載。鋼絲繩隨著載荷的增加會有微量的伸長，當載荷超過彈性極限時鋼絲繩就可能斷裂。因過載而破斷鋼絲繩的斷口呈松散狀， 6股鋼絲繩的斷口位置大多數不在一起，繩芯外露，這是鋼絲繩因過載而斷裂的特征。

2 起重機鋼絲繩損傷防治措施

2.1 合理進行潤滑。為降低鋼絲繩的損傷速度，延長其使用周期，必須根據鋼絲繩的性屬和條件，合理選擇鋼絲繩的種類和與之匹配的潤滑劑，定期對鋼絲繩的表面進行潤滑處理，以減少磨擦作用，這對延長鋼絲繩的使用壽命有著極其重要的作用。

2.2 選擇合適的匹配附件。不可忽視與鋼絲繩緊密接觸的卷筒、滑輪和鋼絲繩壓板等附件的材質、表面質量及過渡圓角對鋼絲繩的壽命影響，滑輪或卷筒與鋼絲繩的直徑比值越大，鋼絲彎曲應力越小，就越有利于提高鋼絲繩的使用壽命。

2.3 定期檢查更換。鋼絲繩在使用過程中，應經常對接頭處、勾頭處等重點部位進行檢查。更換新鋼絲繩時必須使用原設計的型號、直徑、公稱抗拉強度及有合格證明的鋼絲繩。

2.4 嚴格操作規程。力矩限制器是起重機最關鍵的安全裝置，起升超過額定起重力矩，力矩限制器損壞、拆除、沒有調整或沒有定期校核造成力矩限位失靈引發鋼絲繩斷裂，都會造成嚴重的后果，因此，應定期對力矩限制器進行保養、調整校核。

吊重物或起升鋼絲繩掛起重物時，瞬間超負荷或突然卸載會引起鋼絲繩的斷裂，因此，操作人員必須嚴格執行姓關標準和規程，嚴禁疲勞作業。

加強對高強度堅固件的檢查、緊固、保養和定期更換。根據JG/T5057·40-1995冶金機械與設備高強度緊固件標準：高強螺栓、螺母，使用后拆卸下再次使用，一般不得超過兩次，且拆下的螺栓、螺母必須無任何損傷、變形、滑牙、缺牙、銹蝕、螺紋粗糙度變化較大等現象。

定期檢查銷軸的接合情況，防止銷軸脫落引發事故。

3 起重機鋼絲繩的選擇

鋼絲繩的選擇應從強度、抗扭轉、抗疲勞、抗磨損、抗沖擊、抗腐蝕及繩子拉伸7個方面來綜合分析。

3.1 強度。起重設備制造商確定特定系統中使用鋼絲繩的最小強度，熟悉當地實際應用的規定、標準或法規，指出鋼絲繩的設計因素、使用系數或安全因數。并對生產出的每一定長度的鋼絲繩都要取樣進行張拉毀壞試驗，以確認鋼絲繩是否與其產品目錄中所列出的最小破斷力一致，并將其實際最小破斷拉力記錄到檢驗證明書上。

3.2 抗扭轉性能。當負載質量增加時，產生的扭矩或轉動將會增加；當起重高度增加時，鋼絲繩轉動的趨勢也將增加，在多纏繞系統中各條鋼絲繩之間的距離越短，相互纏繞的趨勢越大。鋼絲繩產生的扭矩或轉動的程度會受到其結構的影響，因此，選擇鋼絲繩結構時，重要的是要決定是否需要使用\"抗旋轉\"或\"低旋轉\"鋼絲繩，這類鋼絲繩一般為多股結構。通常情況下選擇6股或8股鋼絲繩結構，載重或多纏繞系統的旋轉可能會造成作業困難的除外。

3.3 抗疲勞性能。鋼絲繩繞過滑輪或卷筒時，會由于彎曲疲勞造成其損壞。鋼絲繩損壞速率受到在起重系統中滑輪數、滑輪直徑、負重情況和使用頻率的影響。選擇鋼絲繩時，若彎曲疲勞是造成鋼絲繩損壞的主要原因，則選擇的鋼絲繩結構中有細鋼絲是非常重要的。

3.4 抗磨損。研磨磨損發生在鋼絲繩與滑輪之間或鋼絲繩與卷筒之間，造成研磨磨損的原因主要在于卷筒上鋼絲繩之間的摩擦，尤其是在多層卷線的情況下，鋼絲繩之間的摩擦發生在卷筒的交叉位置上，在這里卷筒上臨近的一圈鋼絲繩推著另一圈鋼絲繩纏到卷筒上正確的位置。這種損壞不可能被消除，但是要減到最小來保證鋼絲繩的性能穩定。為減小研磨造成的鋼絲繩損壞，就應該選擇外層鋼絲相對較粗的鋼絲繩來抵抗機械損壞。

3.5 抗擠壓性能。當纏繞在卷筒上的鋼絲繩超過一層時，必須在裝繩時施加一定的后張力。而當用于多層卷線的卷筒做出槽時，鋼絲繩的直徑適合繩槽的間距則是必須的，因此，建議在訂購鋼絲繩時將間距尺寸提供給鋼絲繩供應商來保證在卷線時每條鋼絲繩之間有最佳的間隙。

3.6 抗腐蝕性。根據鋼絲繩使用環境的不同，可以選擇不同類型的鋼絲繩，如在腐蝕環境中可選用鍍鋅鋼絲繩；在潮氣較重，能滲入鋼絲繩并損害繩芯的可以選用注塑鋼絲繩。所有的鋼絲繩在生產和使用中都應進行徹底的潤滑，不僅僅是對腐蝕進行防護，也是對鋼絲繩在彎曲時進行潤滑，以減少內部和外部的磨損。

3.7 鋼絲繩的伸長。在鋼絲繩的伸長被重視的地方，建議使用高金屬填充系數的鋼絲繩，最好內部填充塑料。這將防止鋼絲繩在負重時直徑的縮小，阻止鋼絲繩被拉伸。在需要精確測定長度或要使用配套設置時，可考慮對鋼絲繩預張拉來消除其結構伸長。

4 鋼絲繩市場發展前景

目前，我國鋼絲繩進出口價格產品質量與國外同類產品還有一定的差距，產品性價比有待進一步提高。相關企業密切跟蹤市場需求和國際鋼絲繩行業的發展態勢，加大國內鋼絲繩新產品研發力度，向著高技術含量、高性能價格比、高使用壽命和壓實、填塑、包塑、多絲線接觸、復合結構鋼絲繩方向發展。在港口裝卸、豎井提升、特大型起重機等鋼絲繩應用領域，國內外產品展開了激烈競爭，在以產頂進方面不斷取得新進展。

結束語。鋼絲繩是起重設備使用最重要的部件之一，選用不當將會造成不必要的事故。綜上所述，鋼絲繩的基本損傷主要有6種，加深對其認識，有助于有效地避免事故，延長鋼絲繩的使用壽命。為減少對高性價比鋼絲繩的進口，目前，各大企業加大對新產品研發力度，向著高技術含量、高性能價格比、高使用壽命和壓實、填塑、包塑、多絲線接觸、復合結構鋼絲繩方向發展。

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