起重機械鋼絲繩的使用與維護(一)

將含碳量0.5％～0.8％的優(yōu)質(zhì)碳素鋼絲經(jīng)捻繞成繩股后，再將若干繩股圍繞繩芯捻制即形成鋼絲繩。鋼絲繩抗拉強度高，且柔韌性、耐久性、抗磨損性、承載性、抗腐蝕性很強，廣泛用于起重機械的起升、變幅、牽引等機構(gòu)，還可用作桅桿起重機的張緊繩、纜索起重機的承載索以及捆綁物件的司索繩。

1 鋼絲繩的選擇

選擇適宜的鋼絲繩可減少使用中的危險因素，降低對人、機的危害，防止過早損壞。選擇鋼絲繩時，不僅應(yīng)考慮其破斷拉力、捻繞方向、繩股數(shù)量、繩芯結(jié)構(gòu)、抗旋轉(zhuǎn)性能和潤滑性能等因素，還應(yīng)考慮起重機械的實際工況。

比如用單繩或多繩提升自由懸掛負荷時，可選擇抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，如圖1所示；而用于提升有導(dǎo)向裝置的負荷時，可選擇非抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，如圖2所示。

為提高鋼絲繩的使用壽命，應(yīng)盡量選擇線接觸鋼絲繩，不宜選擇點接觸鋼絲繩。

不宜選擇強度過高的鋼絲繩，其強度一般不應(yīng)超過2160MPa。吊運熔化或熾熱金屬的工況，應(yīng)選擇石棉芯、耐高溫鋼絲繩。

2 鋼絲繩的安裝和使用

(1)正確安裝

鋼絲繩應(yīng)在預(yù)緊狀態(tài)下進行安裝。卷筒上的每1層鋼絲繩都應(yīng)進行預(yù)緊安裝，這樣可以去除鋼絲繩的彎曲剛度，提高載荷作用下鋼絲繩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。安裝鋼絲繩時，應(yīng)在潔凈的地方拖線，不應(yīng)繞在其他物體上，要防止劃、磨、碾壓和過度彎曲。

卷繞鋼絲繩時，應(yīng)嚴格按有關(guān)安全操作規(guī)程作業(yè)。卷繞時若鋼絲繩繞亂，應(yīng)立即停止卷繞，否則將損壞鋼絲繩，以致不能復(fù)原甚至報廢。此時應(yīng)拆開繩端進行調(diào)整，一次調(diào)整不好，應(yīng)反復(fù)調(diào)整2～3次。調(diào)整時不得將手放在卷筒附近作業(yè)，以免造成人身傷害。卷繞時可用榔頭適度敲打鋼絲繩，使其整齊地排列在卷筒上。

在卷筒上安裝鋼絲繩時，繩端與卷筒繩槽應(yīng)同高或低5mm。若繩端高出卷筒繩槽，則第2層及以后各層的鋼絲繩容易出現(xiàn)層次混亂現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼絲繩作業(yè)中滑動，引起鋼絲繩振動甚至斷線。

(2)合理使用

起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)不得使用編結(jié)接長的鋼絲繩。在接長鋼絲繩時，必須保證接頭連接強度不小于鋼絲繩破斷拉力的90％。起升高度較大的起重機，宜采用不旋轉(zhuǎn)、無松散傾向的鋼絲繩。采用其他鋼絲繩時，應(yīng)有防止鋼絲繩和吊具旋轉(zhuǎn)的裝置或措施。當(dāng)?shù)蹉^處于工作位置最低點時，鋼絲繩在卷筒上纏繞圈數(shù)，除去固定繩尾的圈數(shù)，應(yīng)多于3圈。

為了延長鋼絲繩的使用壽命，應(yīng)盡可能選用較大直徑的卷筒和滑輪，一般可按以下公式計算：D≥35d(D為卷筒或滑輪直徑，d為鋼絲繩直徑)；卷筒和滑輪的材料硬度也對鋼絲繩壽命有一定影響，使用鑄鐵卷筒和滑輪比鑄鋼的要好；應(yīng)當(dāng)盡量減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)，即不要使鋼絲繩通過太多的滑輪；鋼絲繩在卷筒上，應(yīng)能按順序整齊排列；載荷由多根鋼絲繩支承時，應(yīng)設(shè)有使每根鋼絲繩均衡受力的裝置。

3 鋼絲繩端部連接方法

鋼絲繩在使用時需與其他承載零件連接，以傳遞載荷，為此需要將鋼絲繩端部進行固定連接，其方法大致有以下幾種：

(1)編結(jié)法

編結(jié)法是最常用的一種鋼絲繩端部連接方法。這種方法利用心形套環(huán)先將鋼絲繩末端折返回來，再將端部各股分別編結(jié)于鋼絲繩各股中，每股穿插編結(jié)4～5次，最后用細鋼絲扎緊。捆扎長度應(yīng)為鋼絲繩直徑的20～25倍，且不應(yīng)小于300mm。

(2)楔形套筒法

楔形套筒法如圖3所示，即鋼絲繩端部用鋼材制造的楔塊和楔套連接。此種連接方法可保持鋼絲繩80％破斷拉力。

(3)繩卡固定法

繩卡固定法即將鋼絲繩端部套在心形套環(huán)上，用特制的鋼絲繩卡頭固定。用繩卡固定連接時，應(yīng)滿足表1中的數(shù)量要求，同時應(yīng)保證連接強度不小于鋼絲繩破斷拉力的85％。繩卡壓板應(yīng)在鋼絲繩工作段上，U形螺栓扣在鋼絲繩靠近端部一側(cè)，間距不小于鋼絲繩直徑的6倍。

(4)鋁合金壓頭法

鋁合金壓頭法如圖4所示，鋼絲繩端部用鋁合金套壓縮法連接時，先將鋼絲繩端頭拆散，各股留頭錯開，使各股留頭長度不超過鋁套長度；再切去繩芯，彎轉(zhuǎn)180。后用釬子分別插入主索中；最后套入鋁套，在氣錘上壓成橢圓形，用模具壓制成型。此種連接方法加工工藝性好，質(zhì)量小，安裝方便，可保持鋼絲繩90％破斷拉力。

(5)銼形套澆鑄法

銼形套澆鑄法如圖5所示，使用銼形套澆鑄法連接時，其連接強度可達到鋼絲繩的破斷拉力，即可保持鋼絲繩100％破斷拉力。

(6)可拆卸接頭連接法

可拆卸接頭連接法如圖6所示。鋼絲繩端部用可拆卸式接頭連接時，其接頭連接處可自由轉(zhuǎn)動，在使用中可解除鋼絲繩部分旋轉(zhuǎn)力。此種連接方法可保持鋼絲繩90％破斷拉力。

4 鋼絲繩的維護保養(yǎng)

對鋼絲繩進行維護保養(yǎng)的目的是延長其使用壽命，提高設(shè)備的安全性和經(jīng)濟效益。使用中的鋼絲繩每月至少應(yīng)潤滑2次，潤滑劑不宜采用潤滑脂，應(yīng)使用鋼絲繩油，亦可用中等濃度的機油。潤滑前，要先用鋼絲刷子刷去鋼絲繩上的污物，并用煤油清洗，然后用加熱至80℃以上的潤滑油進行浸潤，使?jié)櫥徒傅嚼K芯。潤滑時應(yīng)特別注意不要漏過不易看到和不易接近的部位，如平衡滑輪處的鋼絲繩。

使用中的鋼絲繩應(yīng)每天進行檢查，包括檢查端部固定連接處、平衡滑輪處的運行狀態(tài)，并做出安全性能判斷。使用中的鋼絲繩若開卷時，應(yīng)防止打結(jié)或扭曲。

未使用的鋼絲繩必須存放在干凈、涼爽、干燥的室內(nèi)，不能直接堆放在露天場地。

5 起吊繩和捆綁繩的安全要求

由于起吊和捆綁鋼絲繩直接與吊運物件相接觸，受力情況比較復(fù)雜，磨損特別嚴重，所以其安全系數(shù)要取得大一些(一般取10)。

在起重作業(yè)中，若只用1根鋼絲繩起吊長形貨物時，即使其直徑選得很大，也往往因為起吊貨物處于不穩(wěn)定狀態(tài)而產(chǎn)生安全隱患。因此除在吊運有固定鉤扣的小型貨物可使用1根起吊繩外，其余都應(yīng)使用2根或2根以上起吊繩吊運貨物，而且貨物的質(zhì)心最好在2根起吊繩中間。2根鋼絲繩之間的夾角不同時，鋼絲繩起吊總量也不同，其變化值見表2。

從表2中可以看出，2根鋼絲繩之間的夾角越小，就越能充分利用鋼絲繩的承載能力。但夾角增大也增大了起吊繩的垂直高度，給起吊工作帶來不便，且貨物不穩(wěn)定；夾角越大，則鋼絲繩張力也越大，還會給起吊工作帶來安全隱患。因此用2根鋼絲繩起吊時，其夾角一般選擇在比較理想的60°～90°之間。

雖然2根或2根以上起吊繩能平穩(wěn)吊運貨物，但捆綁鋼絲繩與鉛垂線的夾角直接影響捆綁繩的張力，而且夾角越大張力也愈大。所以在捆綁繩不變時，其允許的起重能力，也隨著夾角的增大而減小。

6 鋼絲繩的檢驗

鋼絲繩在使用中要進行各種檢驗，包括日常檢查、定期檢查和特殊檢驗。鋼絲繩檢驗部位如表3所示。

日常檢查是指每個工作日都要對鋼絲繩的所有可見部位進行檢查，以便發(fā)現(xiàn)損壞與變形情況。

起重機械在吊運熾熱金屬、酸溶液、易燃易爆物品及有毒物品所用鋼絲繩，應(yīng)保證每周至少檢驗2次；對一般用途起重機械所用鋼絲繩，應(yīng)保證每周至少檢驗1次；預(yù)期鋼絲繩能夠長期使用的，應(yīng)每月至少檢驗1次。

特殊檢驗是指起重機械遇有重大自然災(zāi)害(如地震、颶風(fēng)等)、發(fā)生事故或停用1個月以上的，應(yīng)進行特殊檢驗，合格后方能投入使用。

7 鋼絲繩報廢條件

鋼絲繩在使用過程中常反復(fù)受到拉伸和彎曲，當(dāng)拉伸和彎曲次數(shù)超過一定數(shù)值后，就會出現(xiàn)金屬疲勞和損壞。當(dāng)鋼絲繩受力伸長時，將產(chǎn)生繩股之間、繩與滑輪槽底之間、繩與起吊件之間的摩擦，造成鋼絲繩出現(xiàn)磨損、斷絲現(xiàn)象。此外由于使用、貯存不當(dāng)，也可造成鋼絲繩扭結(jié)、退火、變形、銹蝕、表面硬化和松股等后果。

(1)斷絲

鋼絲繩在1個捻距內(nèi)的斷絲數(shù)達到表4所列數(shù)值時，應(yīng)予以報廢。

吊運灼熱金屬或危險品的鋼絲繩，其報廢斷絲數(shù)取一般用途起重機械所用鋼絲繩報廢斷絲數(shù)的1／2。若其表面有腐蝕或磨損，應(yīng)為折減后報廢斷絲數(shù)的1／2。

(2)腐蝕或磨損

鋼絲繩有腐蝕或磨損時，應(yīng)將表4中的報廢斷絲數(shù)乘以表5的折減系數(shù)后，作為鋼絲繩的報廢斷絲數(shù)。若斷絲現(xiàn)象集中發(fā)生于6倍鋼絲繩直徑長度內(nèi)，應(yīng)按表4所規(guī)定斷絲數(shù)值的1／2進行報廢。

鋼絲繩出現(xiàn)直徑減小達7％，鋼絲繩有明顯的內(nèi)部腐蝕，以及鋼絲繩局部外層呈“籠”形態(tài)，以及鋼絲繩纖維芯的直徑增大較嚴重情況之一時，應(yīng)予以報廢。

鋼絲繩發(fā)生扭結(jié)、彎折塑性變形、麻芯脫出時，以及受到電焊渣或高溫作用影響其性能指標時，應(yīng)予以報廢。

(3)應(yīng)立即報廢的條件

如圖7所示，若發(fā)現(xiàn)鋼絲繩有下列一項或多項缺陷，必須立即報廢更換：

1股斷裂；形成1簇斷裂；斷掉的鋼索線達到了表4中限定的數(shù)目；螺旋形變形超過鋼索直徑的1／3，如圖7(a)所示；球狀變形，如圖7(b)；1股或1簇鋼索出現(xiàn)明顯的突出，如圖7(c)所示；鋼索的直徑減小量為公稱直徑的15％；有10％腐蝕或磨損，如圖7(d)所示；鋼索出現(xiàn)結(jié)構(gòu)松散現(xiàn)象或結(jié)構(gòu)變化，如圖7(e)所示；有明顯彎曲或撞傷，如圖7(f)、(h)所示；1股突出的纏繞，如圖7(g)所示。

(待續(xù))