淺析起重機械鋼絲繩的使用與維護

劉海波

摘 要：鋼絲繩作為起重機械中不可或缺的一個部分，鋼絲繩的正確使用與保養維護具有重要的意義。本文簡要介紹了起重機械鋼絲繩的選擇及其檢測難點，鋼絲繩使用過程中的常見問題及預防處理措施，該研究具有一定現實意義。

關鍵詞：起重機械；鋼絲繩；使用；維護

中圖分類號：TH21 文獻標識碼：A

鋼絲繩是屬于起重機械中的重要組成部分之一，其主要由繩芯與鋼絲共同組成。鋼絲繩具有諸多較為突出的優點，例如鋼絲繩的強度較高，其質量不大，在實際的運用過程中不容易發生斷裂，所以，鋼絲繩在起重機械中受到了廣泛的運用，其在起重機械的變幅、起升、牽引過程中的重要作用不可忽視。從某種意義上來說，鋼絲繩的使用性能關系到起重機設備的正常運行，同時也直接影響起重設備的工作效率和安全運行。

1.起重機械鋼絲繩的檢測難點及其選擇

1.1 起重機械鋼絲繩檢測維護的重要性

起重機械鋼絲繩的正確使用與維護具有重要的意義，隨著城市化和工業化進程的快速推進，起重機械在施工過程中的使用范圍不斷擴大，一旦出現起重機械安全事故，不僅會造成經濟損失，更對人們的生命安全造成威脅。所以，起重機械鋼絲繩的檢測和維護管理工作就變得尤為重要，工作人員必須定期對起重機械鋼絲繩進行檢查和維護保養，提高起重機械使用的可靠性，降低由于起重機械鋼絲繩存在隱患，導致發生安全事故的機率。

1.2 起重機械鋼絲繩的檢測難點

近年來，隨著科技水平的不斷進步，世界上許多國家都開始對鋼絲繩檢測技術進行研究，主要目的就是及時發現鋼絲繩存在的缺陷，并及時消除缺陷或更換鋼絲繩，避免安全事故的發生。目前應用比較廣泛是電磁檢測技術，由于發展時期不長，其自身依然存在諸多不足與缺陷，難以系統分析起重機械鋼絲繩的承載力及其使用年限，具體表現為以下幾個方面：

（1）電磁檢測技術缺乏精準性，針對某些輕微損傷或者存在疲勞損傷的鋼絲繩難以進行全面檢測。

（2）電磁檢測技術只能進行一定長度的檢測，且檢測結果為檢測平均值，如果鋼絲繩的損傷不超出檢測長度，則其損傷將會被忽視。

（3）電磁檢測技術本身存在不確定性以及不穩定性，電磁檢測技術在檢測過程中輸出的信號極易受到外界因素的干擾，造成檢測結果誤差率較大。

（4）電磁檢測技術本身的靈敏度不夠高，在實際的檢測過程中必須貼近鋼絲繩的表面才能進行檢測，一旦鋼絲繩出現嚴重變形的現象，則會阻礙檢測信號，難以得出精確的檢測數據。

1.3 起重機械鋼絲繩的選取

鋼絲繩的合理選取與鋼絲繩的使用壽命存在直接關系，也就是說，在設計人員規劃鋼絲繩的選取方案時應當將鋼絲繩的使用強度、破斷拉力、繩芯結構、潤滑性能及其旋轉性能等因素納入統一考核范圍，同時也要將起重機械的工作環境考慮在內。一般來說，在選擇無導向重物的提升過程中，尤其是在重物的提升高度較大時，工作人員應當盡可能選擇不會旋轉的鋼絲繩；而在有導向重物的提升過程中，或者重物是在較小高度下進行提升而言，工作人員應當選取普通鋼絲繩進行使用，這一方案也適用于右旋、左旋成對使用的過程中。

為了有效確定鋼絲繩的旋向，有關工作人員在實際的使用過程中，應當根據一定的原則進行：在右旋繩槽卷筒中，通常采取左旋鋼絲繩，而與此相反，在左旋繩槽的卷筒中，工作人員可以選取右旋鋼絲繩。另外，針對單一的鋼絲繩來說，尤其是不旋轉鋼絲繩更應當依據上述使用方法，以此避免工作對于鋼絲繩造成的破壞；針對鋼絲繩多環纏繞的現象而言，工作人員應當仔細觀察卷筒繩槽的實際方向，以此明確鋼絲繩的旋轉方向。一般來說，由于多環纏繞的鋼絲繩收到的擠壓力較大，加之鋼絲繩旋轉過程中容易收到較大的摩擦，這些情況均容易導致亂繩現象出現，所以在實際的運用過程中，工作人員應當盡可能忽略直徑較小的鋼絲繩，有效增加卷筒與鋼絲繩之間的寬度，以此減小由鋼絲繩摩擦產生的力，進而延長鋼絲繩的使用時間。

2.鋼絲繩常見問題及其預防處理措施

2.1 鋼絲繩的磨損

通常來說，在鋼絲繩的磨損現象中，大部分屬于外層鋼絲的磨損，主要原因即在實際的運用過程中，由于卷筒與滑輪的摩擦中，加之重物壓力較大，容易形成較大的擠壓力，所以難以避免地造成鋼絲繩的磨損。在起吊重物的過程中，由于加速或減速運動，將進一步增大鋼絲繩與滑輪和卷筒之間的摩擦，尤其是在長時間的使用中，鋼絲繩的外表面趨近于扁平，橫截面大幅度減小，進而降低鋼絲繩的強度。理論上說，在鋼絲的磨損直徑達到一半時或者鋼絲繩的公稱直徑減少7%時，就應當做報廢處理。

為了有效預防鋼絲繩在實際使用過程中的磨損，有關工作人員應當逐步實現鋼絲繩選取的科學化，使鋼絲繩在實際的轉動過程中產生的摩擦減少，以此減小由于摩擦力造成的損傷。同時，鋼絲繩之間的磨損度與鋼絲繩與卷筒的運動方式以及接觸點、重物重量等存在直接的聯系，鋼絲繩材料的組織結構及其機械特性對于其使用壽命也存在一定影響，工作人員應當定期對鋼絲繩進行潤滑處理，需要指出的是，如果鋼絲繩的潤滑方式不合理，也會在一定程度上加劇鋼絲繩的磨損，在潤滑過程中應仔細清理鋼絲繩接觸部位的沙粒或者污垢。

2.2 鋼絲繩的疲勞

一般來說，引起鋼絲繩疲勞的因素較多，常見的是由于長時間下重物的反復作用致使鋼絲繩過度彎曲。例如，在鋼絲繩同卷筒及其滑輪運轉的過程中，兩者之間的接觸點就十分容易出現疲勞的情況，嚴重可能導致鋼絲繩的損壞，影響其正常的使用。有關實驗研究發現，在鋼絲繩的使用過程中，其過度的擠壓及其彎曲時造成鋼絲繩疲勞甚至斷絲的要素，同時，鋼絲繩的性能、工作次數、載荷重量與鋼絲繩的疲勞也存在緊密的聯系。

為了盡可能地避免和減輕鋼絲繩的疲勞，有關人員在實際的工作過程中應當盡可能選取強度較高的材料，如果資金允許，工作人員可以選取較大的滑輪或者卷筒，以此有利于減少鋼絲繩的彎曲，延長其使用壽命。同時，在實際的操作過程中，工作人員應當不斷提升自身技能，避免使用不科學的操作方式，比如驟然停止、迅速上升等，這樣的方式很可能會是鋼絲繩在較短的時間內迅速增大自身應力，進而造成鋼絲繩的疲勞。

2.3 鋼絲繩的變形

鋼絲繩的變形即鋼絲繩失去其原本的形狀就會出現諸多缺陷，例如局部壓扁、彎曲、畸形等。鋼絲繩變形的因素較多：

（1）鋼絲繩在環繞軸線旋轉的過程中，其主要是通過一個偏轉角轉入卷筒、滑輪，鋼絲繩最先與繩槽邊緣接觸，之后由上往下轉動，在逆繞的情況下，鋼絲繩會沿著軸線轉動，兩者之間的偏角越大也就說明鋼絲繩的轉角越大。

（2）在鋼絲繩自身逆轉時，在繩股松開時，多層繩股的長度遠遠超出鋼絲繩自身，則只是較長的繩子在滑輪上堆積。

（3）與逆轉相反的是，在鋼絲繩順轉的情況下，由于鋼絲繩隨著轉動而逐漸縮短，其內層的繩子也會在滑輪的作用下形成堆積，這樣的情況也會導致鋼絲繩的散股或者打結。

（4）鋼絲繩在重物的沖擊作用下會產生極大的拉伸力，同時也會強化鋼絲繩的扭轉，這樣的情況也會導致鋼絲繩散股的情況出現。

為了有效避免鋼絲繩的變形，有關工作人員在實際的工作過程中應當明確有效的預防措施，例如在部分起重設備上應當盡可能使用抗旋轉的鋼絲繩；工作人員應當保障在鋼絲繩的纏繞過程中，其偏轉角趨于更小；若有必要，工作人員應當增加卷筒的直徑或者增大滑輪，以此有效減小鋼絲繩同滑輪或者卷筒之間的偏轉角；在大型起重系統中，工作人員可以設置壓繩設施或排繩裝置，以此避免鋼絲繩的亂繩，造成鋼絲繩變形損壞。

2.4 鋼絲繩的腐蝕

在鋼絲繩過度疲勞的情況下可能也會出現腐蝕的情況，這也是導致鋼絲繩報廢的主要因素，鋼絲繩的腐蝕不僅會較少其金屬面積，降低鋼絲繩的強度，同時也會導致鋼絲繩的粗糙，進而在其表面出現裂紋，進一步強化鋼絲繩的疲勞程度。

為了有效預防鋼絲繩的腐蝕，有關人員應當選取有效的措施，例如對于污染較大的大氣環境中或者在潮濕環境中工作的鋼絲繩而言，其腐蝕率較大，所以在選取鋼絲繩材料時，可以盡可能選取鍍鋅的材料。同時，工作人員應當定期對鋼絲繩進行潤滑，通過有效的潤滑措施盡可能減少鋼絲繩與卷筒之間的摩擦力，同時也能起到良好的防腐作用。

2.5 鋼絲繩的斷絲

由于起重機械的零件較多，操作系統相對較為復雜，從設計方面考慮，鋼絲繩是一個冗余零部件，所以在實際的運用過程中，少量的斷絲并不會影響其正常的使用性能，但是，如果出現局部大量斷絲的情況，就應當提高關注。

為了有效改善鋼絲繩斷絲這一情況，可以采取以下措施：加大內層鋼絲繩的直徑，減少內外層接觸應力，同時，也可以選取電磁儀器進行定期檢測，以此提前預防由于斷絲引起的不良事故。

結語

本文主要分析了起重機械鋼絲繩的具體選擇方式，并重點分析了鋼絲繩可能出現的問題以及解決方法，起重機械鋼絲繩的有效運用是人們長期以來一直關心的問題。鋼絲繩的檢查和維護是起重機械日常檢驗和定期檢驗的重點項目。從本次研究與分析中發現，鋼絲繩的磨損與破壞存在一定規律性，在鋼絲繩實際的運用過程中，相關工作人員應當提高對于鋼絲繩破壞的重視，不斷積累自身經驗，明確鋼絲繩正確的使用方法，以此有效避免由于鋼絲繩損壞造成的安全事故。

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