索道鋼絲繩編接的受力分析與計算研究

摘要：

鋼絲繩編接作為索道的—個重要組成部分，在一定程度上與索道的安全系數有著密不可分的聯系。因此，本文主要從多個方面探討了索道鋼絲繩編接的受力分析與計算，以期為索道安全系數的提高提供一些幫助。

隨著我國社會主義市場經濟的不斷發展，人們生活水平逐漸提高的同時，對生活質量的要求也越來越高，這在一定程度上促進了我國旅游業的發展。在大多數風景區中，都設置有索道，雖然索道可以為人們提供良好的觀光平臺，但是，也存在著一定的安全隱患，尤其是近年來，人們越來越關注索道的安全性和適用性，這在一定程度上給索道制造商帶來了新的挑戰。在各種索道類型中，鋼絲繩編接被得到廣泛地推廣和運用，所以，進一步探討索道鋼絲繩編接的受力分析與計算，對增強索道的安全性，促進我國旅游業發展有著極其重要的意義。

1.索道鋼絲繩編接的受力分析

1.1確定鋼絲繩編接處產生摩擦力的部位

鋼絲繩編接主要分為短和長兩種編接方法，由于每種編接方法之間存在著一定的差異性，所以在確定鋼絲繩編接處產生摩擦力的部位時，一定要將每種編接方法的實際特點作為基本出發點，選擇合適的方法，一般來說，主要有以下兩個方面需要注意：（1）短編接。鋼絲繩在采用短編接方法時，會有摩擦力產生的地方一共有三處：①插入股。在鋼絲繩短編接中，一共有十二個插入股，按照我國相關規定的要求，鋼絲繩中每個插入段的長度應該大于60D；②在索道鋼絲繩編接中，沒有任何插入股的中心部位鋼絲繩段會產生摩擦力，其中鋼絲繩段的長度應該控制在360D-500D，這些部位產生的摩擦力在一定程度上也影響著索道鋼絲繩的受力情況；③在索道鋼絲繩短編接中，2個插入股在進行相互交叉時，會產生一定的摩擦力，并且一共會有六個交叉點產生摩擦力；（2）長編接。索道鋼絲繩在采用長編接方法時，會有摩擦力產生的地方一共有兩處：①插入段。在索道鋼絲繩長編接中，插入段的數量有十二個，每個插入段都會產生一定的摩擦力；②交叉點。由于索道鋼絲繩的長編接具有復雜性、綜合性的特點，所以在實際的運用中，會有六個交叉點，每個交叉點都會相互交叉重疊，從而產生摩擦力。從當前我國索道鋼絲繩編接的使用現狀來看，六股鋼絲繩被得到廣泛地推廣和運用，因為繩芯直徑與六股股徑比較一致，摩擦帶相對較薄，編接和受力條件較好，在一定程度上具有較高的安全性能。

1.2插入股在鋼絲繩受力時所承受的壓力

由于索道鋼絲繩編接比較容易受到諸多因素的影響，所以，通常我們在進行受力分析時，一定要充分考慮到編接的具體特性，一般來說，可以從以下幾個方面入手：（1）將鋼絲繩水平方向的拉力設置為T，繩股股數則為n，索道鋼絲繩的每股拉力則用公式：T’=T/n；（2）將插入股的半徑設置為r1，繩股的半徑則設置為r2，我們在對鋼絲繩受力時插入股所受的壓力進行計算時，就可以用公式：P=T’sin3 Q÷（r1+r2）a’來表示，其中，徑向壓力用字母P來表示，從這個公式中，我們可以看出，繩股與插入股之間呈正比關系，即繩股的數量越多，插入股所承受的壓力就越大；（3）徑向壓力。在索道鋼絲繩編接的受力分析中，想要計算出徑向壓力，就一定要嚴格按照要求，對索道鋼絲繩編接中的每股繩進行合理的安排，確保每股鋼絲繩之間存在著一定的空間和距離，之所以需要這樣做，主要是因為如果讓每股繩之間相互連接和擠壓，就會產生一定的摩擦力和擠壓力，從而導致徑向壓力變小，在嚴重的情況下還會消失。所以，在索道鋼絲繩編接中，在對每根繩股進行纏繞時，一定要將實際情況作為主要依據，加大插入股的直徑，這樣一來，一方面不會對徑向壓力的產生造成影響，另一方面還會為徑向壓力P達到最大值提供有效的保障。

2.索道鋼絲繩編接受力的具體實例計算

在本文中，我們在對索道鋼絲繩編接的受力進行計算時，主要通過一個具體的例子，某一風景區的拖掛式客運索道高差為752米，水平長度為2012米，索道鋼絲繩主要的結構為6×36SW，我們用字母D來表示繩徑，長度大約為38毫米，索道鋼絲繩的整體抗拉強度為2160MPa，捻距為283毫米，破斷力為1359kN，索道鋼絲繩最大的拉力為234kN，索道鋼絲繩最小的壓力為127kN，整體采用的是長編接方法，長度大約為1300D，插入股總體長約60D，尼龍繩為主要的摩擦帶。

我們在計算索道鋼絲繩編接的徑向壓力時，可以運用P=T’sin3 a÷（r1+r2）a’這個公式來計算，在這個公式中，T kT/6，其中T的數值為127-234kN，插入股的半徑為r1，r1=（6+12）/2mm=9mm，繩股半徑為r2，r2=12/2mm=6mm。通過這個公式，我們可以將索道鋼絲繩編接的徑向壓力計算出來，P的數值大約為110-204.7N/mm。

我們在對索道鋼絲繩編接的摩擦力進行計算時，可以采用f=b×n1×0.81×q×u×n2這個公式來計算，在這個公式中，f為索道鋼絲繩部分插入股產生的摩擦力，其中，總的插入股數量為n1，鋼絲繩的股數為n2，索道鋼絲繩編接的最大應力用字母q來表示，接觸面的寬度則用b來表示，索道鋼絲繩中纏繞繩股的長度則為1，而u則表示摩擦帶與繩股之間產生摩擦的實際數值，通過計算，我們可以得出索道鋼絲繩的摩擦力為723410-143190N。

在索道鋼絲繩編接的受力分析中，我們可以得出以下幾點結論：（1）每股繩之間拉力大小的變化都不會對索道的安全系數造成影響；（2）鋼絲繩中摩擦帶的材質對摩擦力的影響相對較小，受壓力與壓應力之間呈現出反比的關系，即受壓力增大，壓應力減少；（3）在索道鋼絲繩編接中，摩擦力最主要的來源是插入股，摩擦力在一定程度上關系則索道的安全系數，只要編接符合要求，索道鋼絲繩的安全是有一定保障的。

3.結束語：

總而言之，索道鋼絲繩編接的安全系數在一定程度上關系著人們的生命和財產安全。所以，在對索道鋼絲繩編接進行受力分析與計算時，一定要充分考慮到鋼絲繩編接的具體特點，嚴格按照要求，確保每一個計算數據的精確性，只有這樣，才能有效提高工作效率和水平，從而為索道鋼絲繩編接安全系數的提高提供強有力的保障。