龍門吊鋼絲繩更換選型

楊帆

摘 要：鋼絲繩是龍門吊使用中必需的配件，是易磨損件，鋼絲繩一旦斷裂就會導(dǎo)致不安全事故的發(fā)生。鋼絲繩通過卷繞系統(tǒng)時要反復(fù)彎曲和伸直并與滑輪或卷筒槽摩擦，經(jīng)過一定時間后，鋼絲繩表面的鋼絲發(fā)生彎曲疲勞磨損，表面層的鋼絲逐漸折斷，折斷鋼絲的數(shù)量愈多，其它未斷鋼絲的拉力越大，疲勞與磨損便愈甚，使斷絲速度加快，當(dāng)斷絲數(shù)發(fā)展到一定程度，就保證不了鋼絲繩必要的安全性，這時鋼絲繩就不能在繼續(xù)使用了，須重新選擇和更換。

關(guān)鍵詞：南水北調(diào)；鋼絲繩；易磨損；破斷拉力；抗拉強(qiáng)度

我廠在生產(chǎn)黃壁莊水庫除險加固工程溢洪道弧門過程中，遇到了一個重要的問題需要解決：龍門吊鋼絲繩磨損嚴(yán)重，需要更換。

1 鋼絲繩的選擇

鋼絲繩破斷拉力應(yīng)滿足下列條件

S繩/Smax≥n繩（12-1）

式中：S繩—鋼絲繩破斷拉力（kg）；Smax—鋼絲繩工作時承受的最大靜拉力（kg）；n繩—根據(jù)機(jī)構(gòu)重要性、工作類型及載荷情況而定的鋼絲繩的安全系數(shù)。

其中：（1）n繩依表12-2取5.5

（依表2-2認(rèn)為龍門吊的忙閑程度屬中等機(jī)構(gòu)載荷率，依表2-2取“中”，故認(rèn)為龍門吊工作類型的類別為“中級”后依表2-5參考亦為“中級”）

（2）Smax

因為鋼絲繩采用雙連滑輪組（繞入卷筒的鋼絲繩分支數(shù)為2）依式8-15

S雙=[Q起/（2m×η組）]×[1/（η1η2）]

單位為Kg

式中：Q起—起重載荷重量（包括吊具或取物自重，吊具自重參考表8-5）Kg；

依據(jù)表8-5吊具自重與起重量的關(guān)系：

因為廠內(nèi)龍門吊每個小跑車的起重能力為10000Kg，所以取吊具重為10000×2.5%Kg

Q起=10000×（1+2.5%）=10250Kg

m—滑輪組的倍率

廠內(nèi)龍門吊滑輪組型式為圖8-14（C）；

因此m取3

η組—滑輪組效率；η1.η2—導(dǎo)向滑輪的效率

由表8-6包角a0=90η1取0.95

由表8-7η2取0.97

由表8-8η組取0.95

S雙=[Q起/（2m×η組）]×[1/（η1η2）]

=[10250/（2×3×0.95）]×[1/（0.95×0.97）]

=1951.4（Kg）

Smax=S雙=1951.4（Kg）

S繩≥n繩Smax=5.5×1951.4=10733（Kg）

2 手冊的P188起重機(jī)零部件

在圓股鋼絲繩（GB1102-74）標(biāo)準(zhǔn)中，只有鋼絲破斷拉力之和（ΣS絲），而無整根鋼絲繩的破斷拉力（S繩），故選用鋼絲繩直徑前需按12-3表中的換算系數(shù)，將鋼絲破斷拉力之和（ΣS絲），換算成鋼絲繩的破斷拉力（S繩）

2.1 對于纖維芯的鋼絲繩

S繩=a1×ΣS絲

式中：S繩—整根鋼絲繩的破斷拉力；a1—鋼絲繩破斷拉力的換算系數(shù)；ΣS絲—鋼絲繩破斷拉力的和

2.2 對于7×7金屬繩芯的鋼絲繩

S繩=a2×ΣS絲

式中：S繩—整根鋼絲繩的破斷拉力；a2—鋼絲繩破斷拉力的換算系數(shù)；ΣS絲—鋼絲繩破斷拉力的和

鋼絲繩的繩芯要經(jīng)過油浸，并能保存油，而油浸劍麻或棉麻芯可以使鋼絲繩具有柔性，減少外界載荷的沖擊力和延長使用壽命。因此，在起重作業(yè)中，經(jīng)常使用的鋼絲繩為油浸劍麻或棉麻芯。

上述1中，a1由表12-3查得取0.85

ΣS絲=S繩/a1=10733/0.85=12627（Kg）

根據(jù)鋼絲繩的斷面結(jié)構(gòu)，又可分為普通型和復(fù)合型。普通型結(jié)構(gòu)的鋼絲繩，是由直徑相同的鋼絲捻繞成的，由于鋼絲直徑相同，相鄰各層的捻距就不同，所以鋼絲就形成點接觸，鋼絲繩的壽命較短；復(fù)合型結(jié)構(gòu)的鋼絲繩，它主要是由不同直徑的鋼絲捻制而成，股中相鄰鋼絲繩的接觸呈線接觸，它克服了普通型鋼絲繩點接觸的缺點，提高使用壽命1.5-2倍。為此，我們選用復(fù)合型鋼絲繩。

3 依以上ΣS絲=12627（Kg）

由表12-9查得

d=13有6X19型

公稱抗拉強(qiáng)度為170Kg/mm2

ΣS絲=11650Kg

d=13.5有6W（19）型

公稱抗拉強(qiáng)度為170Kg/mm2

ΣS絲=12600Kg

d=14.5有6W（19）型

其中（1）公稱抗拉強(qiáng)度為140Kg/mm2

ΣS絲=12450Kg

（2）公稱抗拉強(qiáng)度為155Kg/mm2

ΣS絲=13800Kg

3.1 選擇d=13 6X19型

n繩=（11650/12627）×5.5=5.07

符合表12-2中起升和變幅用機(jī)動輕級的n繩=5的要求；同時參考表2-1可知輕級對應(yīng)的工作忙閑程度為輕閑；

機(jī)構(gòu)載荷中不規(guī)則間斷工作時間t總<500（小時/年）

工作時間太少，休息時間太多，不符合我廠龍門吊的使用要求，因此不能選用。

3.2 選擇d=13.5 6W（19）型

公稱抗拉強(qiáng)度為170Kg/mm2

ΣS絲=12600Kg

n繩=（12600/12627）×5.5=5.5

符合表12-2中起升和變幅用機(jī)動

中級的n繩=5.5的要求；

同時參考表2-1可知中級對應(yīng)的工作忙閑程度為中級；

機(jī)構(gòu)載荷中不規(guī)則間斷工作時間t總=500-2000（小時/年）。

由于我廠今年生產(chǎn)任務(wù)多，工作時間長，同樣不符合我廠龍門吊的使用要求，因此不能選用。

3.3 選擇d=14.5 6W（19）型

公稱抗拉強(qiáng)度為155Kg/mm2

ΣS絲=13800Kg

n繩=（13800/12627）×5.5=6.01

符合表12-2中起升和變幅用機(jī)動重級、特重級n繩=6.0的要求；

同時參考表2-1可知重級對應(yīng)的工作忙閑程度為繁忙；

機(jī)構(gòu)載荷中不規(guī)則間斷工作時間t總>2000（小時/年）

由于我廠今年生產(chǎn)任務(wù)多，工作時間長，符合我廠龍門吊的使用要求，因此可以選用。

4 結(jié)語

經(jīng)與我廠材料科聯(lián)系，找到6W19d=14.5的鋼絲繩。將鋼絲繩進(jìn)行了更換，鋼絲繩工作性能良好。當(dāng)鋼絲繩的鋼絲磨損或腐蝕量超過原直徑的40%時，應(yīng)更換新繩。