鋼絲繩是起重機、運輸機作業(yè)的重要應用工具,鋼絲繩的壽命和磨損程度對作業(yè)安全和作業(yè)效果有重要影響。本文將向大家介紹在起重運輸機械方面鋼絲繩的使用,并對影響其使用壽命的因素進行探討,科學的選擇和維護鋼絲繩,能夠在很大程度上延長其使用壽命。
在起重運輸機械的操作中使用鋼絲繩,鋼絲繩會因外力影響而產生擠壓、扭轉、彎曲、拉張等形變。在鋼絲繩形變中,其所產生的應力會疊加在一起,使鋼絲繩的應力大大增加。并且鋼絲繩的受力實時變化,形成交變應力,如果鋼絲繩選用不當,或使用維護不當會有很大的安全隱患。在一定的時間鋼絲繩會達到其疲勞強度,造成鋼絲繩斷裂,形成大的安全事故。所以怎樣科學合理的將鋼絲繩運用到承重工作中來,以及怎樣延長其使用壽命,是相關工作人員和科研人員所面臨的重要問題。
鋼絲繩的使用壽命
鋼絲繩在起重作業(yè)中,受到的作用力主要是拉力,除此之外,在對卷筒、圓盤、滑輪進行繞行時,還要承受彎曲和擠壓等作用力。由于鋼絲繩復雜的結構,鋼絲繩索承受的作用力不僅有形變時產生的的彎曲應力,還有其在加工制造過程中殘余的彈性應力。
1.1.影響鋼絲繩壽命的使用條件
靜態(tài)的拉伸負荷和作用力對鋼絲繩的壽命影響不大,對其壽命影響較大的是震動的拉力影響,在這種情況下多使用重要用途鋼絲繩(GB8918),這樣能夠確保安全和較長的使用壽命。由于鋼絲繩所處情況時時變化,所以其所能夠承受的交變彎曲程度也會時時不同。如在繩輪直徑較大和繩輪直徑較小時,鋼絲繩的彎曲次數(shù)就會不同。其余參數(shù)確定時,直徑較大的鋼絲繩壽命就會短于直徑較小的鋼絲繩。而在對鋼絲繩進行設計時,不斷完善其相關系數(shù),使其最低的安全系數(shù)和彎曲直徑與繩徑比值,并使這些數(shù)值都符合相關標準,這樣就能夠有效延長鋼絲繩的壽命。
1.2. 影響槽型的因素
1.2.1. 槽型
曲線繩槽對鋼絲繩契合程度會對鋼絲繩的壽命產生影響,若切合程度較好,就能夠將鋼絲繩所承受的內部和外部壓力減到最小。槽型的不同也會影響到鋼絲繩的壽命,圓形槽比其他型號的繩槽更適合使用。下方帶有切口的圓形槽與交互捻鋼絲繩隊楔形槽能夠更好的適應鋼絲繩作業(yè)。
1.2.2. 滑輪材料
繩槽與鋼絲的彈性模量常常會對鋼絲繩的壓應力產生影響。當使用較小的多層圓股繩、鋼芯多股繩、股繩捻制繩時,導向輪繩槽使用較軟的材料做襯墊,能夠延長其壽命。在礦井提升時使用彈性較好的繩槽襯墊,不僅能夠延長鋼絲繩的壽命,還能使提升機和起重機壽命增加1.5-3倍。需要注意的是,鋼絲繩內部的磨損會因外部鋼絲減小應力而增加。
1.2.3. 交變彎曲形式
反向彎曲和同向彎曲是鋼絲繩從平直到彎曲或從彎曲到平直的交變彎曲的主要形式。在反向彎曲過程中,鋼絲繩會承受兩倍的彎曲應力,明顯降低其使用壽命。
1.3. 磨損與腐蝕
腐蝕之所以會使鋼絲繩的壽命減少,是因為腐蝕會使鋼絲繩的載重橫截面減小,從而導致所能夠承受的應力降低。腐蝕是礦井斷繩事故的罪魁禍首,其起因是塵埃和水滲入繩內或繩芯壞損。磨損是因鋼絲繩的表面受到摩擦損耗而形成的,與輪盤材質、滑輪速度、支撐壓力等有重要聯(lián)系。磨損會嚴重影響鋼絲繩的使用壽命,情況嚴重時會致使鋼絲斷裂。
1.4 .鋼絲的力學性能
鋼絲繩的壽命是直接由鋼絲的力學性能決定的。在選取鋼絲材料時,需考慮起重運輸機械的需求情況,考慮鋼絲繩的力學性能是否能夠滿足機械作業(yè)要求。
2.鋼絲繩的使用條件和要求
2.1. 承載要求
鋼絲繩的捻制和結構同樣會對其使用壽命產生影響。交互捻鋼絲繩比同向捻鋼絲繩的交變系數(shù)要小,且交互捻鋼絲繩較少出現(xiàn)自轉現(xiàn)象,所以大部分情況下都會使用交互捻鋼絲繩。
2.2.彈性模量
通常情況下,鋼絲是屬于震動系統(tǒng)組合的,所以鋼絲繩的的彈性性能能夠在機械作業(yè)中有廣泛應用,這樣就會促使一些量值不是精確數(shù)據(jù),而是在一定范圍區(qū)間上的。
鋼絲繩的安裝和更換
3.1.鋼絲繩的截取工作
3.1.1. 截取
選擇適當?shù)拈L度,從繩筒上將鋼絲繩截取下來,并儲存在干凈的地方。
3.1.2.安裝條件
鋼絲繩在安裝前應保持在自然狀態(tài),在裝配鋼絲繩時,安裝人員應對鋼絲繩的狀況進行檢查,預防繩體扭結,以防增加自身磨損,影響其使用壽命。在切割鋼絲繩時使用電弧或刀具等方式都是可行的,在鋼絲繩截取后,應對其切割出使用鐵絲捆綁,捆綁時應注意避免對下一步安裝穿繩造成影響。在捆綁直徑大于安裝穿繩所需直徑最大限度時,應使用電弧在其切割處將其焊好,必要時可將穿繩用的螺母一并焊上。
3.2. 鋼絲繩安裝技術的選擇
采用合理科學的安裝技術,可以降低鋼絲繩發(fā)生扭結的頻率,從而降低鋼絲繩的損耗程度,延長使用壽命。在對穿繩技術需求較為復雜的機械設施進行安裝時,要進行預演,連接鋼絲繩切割端時,先不要固定死,在全部安裝鋼絲繩,并且空載繩到位后,在扭結狀況最輕時再固定鋼絲繩連接處。
3.3. 鋼絲繩使用的磨合期
在起重設備剛剛安裝完鋼絲繩時,不能立刻投入使用,需要先進行磨合試車,否則會縮短鋼絲繩壽命。在磨合試車過程中,起重設備應經歷空運轉、輕載、再到重載的磨合過程,輕載和重載維持時間可在一小時左右。在試車過程中,要適時適量添加潤滑劑,調節(jié)作業(yè)狀態(tài),如發(fā)生鋼絲繩扭結或咬繩等狀況,應即刻停止作業(yè),進行處理。
對鋼絲繩的合理科學選用、維護、安裝、管理,能夠有效延長鋼絲繩的使用壽命。在對鋼絲繩進行管理時,應對鋼絲繩的產量進行記錄,并及時更新檔案。在對鋼絲繩進行使用維護時,應不斷總結經驗,不斷完善對鋼絲繩的使用和維護技術,以延長鋼絲繩壽命,降低作業(yè)成本,增加經濟效益。