鋼絲繩選用

由于強度高、自重輕、柔韌性好、耐沖擊、安全可靠(破壞有前兆，總是從斷絲開始，極少出現整根繩突然斷裂)，廣泛應用于起重機的各工作機構中。鋼絲繩的破壞會導致嚴重后果，所以鋼絲繩既是起重機械的重要零件之一，也是保證起重作業(yè)安全的關鍵。

鋼絲繩的構造 

由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為中心，由一定數量的一層或多層股捻繞成螺旋狀。鋼絲是碳素鋼或合金鋼通過冷拉或冷軋而成的圓形(或異形)絲材，具有很高的強度(抗拉強度為1

400～2 000MPa)、韌性(根據耐彎折次數分為特級、Ⅰ級、Ⅱ級)，并根據使用條件不同可對鋼絲表面進行防腐處理(一般場合可用光面鋼絲，在腐蝕條件下可用鍍鋅鋼絲，分甲、乙、丙三級)。繩芯采用有機纖維(如麻、棉)、合成纖維、石棉芯(高溫條件)或軟金屬等材料，用來增加鋼絲繩的彈性和韌性，儲油潤滑鋼絲，減輕摩擦。

鋼絲繩的類型  起重機用鋼絲繩采用雙捻多股圓鋼絲繩。

(1)按捻制特性分為以下幾種(圖1)               

1)點接觸鋼絲繩(也稱普通鋼絲繩圖1a)。采用等直徑鋼絲捻制，由于各層鋼絲的捻距不等，各層鋼絲與鋼絲之間形成點接觸。受載時鋼絲的接觸應力很高，容易磨損、折斷，壽命較低。優(yōu)點是制造工藝簡單、價廉。常作為起重作業(yè)的捆綁吊索，起重機的工作機構也有采用。

2)線接觸鋼絲繩(圖1b、c、d)。采用直徑不等的鋼絲捻制，將內外層鋼絲適當配制，使不同層鋼絲與鋼絲之間形成線接觸。這樣，在受載時鋼絲的接觸應力降低。線接觸鋼絲繩承載力高、撓性好、壽命較長，常用有瓦林吞型(粗細式W，圖1b)，西魯型(外粗型X，圖1c)，填充型(密集型T，圖1d)等。《起重機設計規(guī)范》推薦使用，在起重機的工作機構中得到廣泛應用。

3)面接觸鋼絲繩(也稱密封鋼絲繩，圖1e)。通常以圓鋼絲為股芯，最外一層或幾層采用異形斷面的鋼絲，用擠壓方法繞制而成。其特點是，表面光滑、撓性好、強度高、耐腐蝕，但制造工藝復雜，價高，起重機上很少使用。纜索起重機和架空索道的承載索必須采用。

(2)按鋼絲繩由絲捻成股的方向，與由股捻成繩的方向可分以下幾種

1)交互捻鋼絲繩(也稱交繞)。絲捻成股與股捻成繩的方向相反，由于股與繩的捻向相反(圖2a、b)，使用中不易扭轉和松散，在起重機上廣泛使用。

2)同向捻鋼絲繩(也稱順繞)。絲捻成股與股捻成繩的方向相同(圖2c、d)，撓性和壽命都較交互捻繩要好，但因其易扭轉、松散，所以只用作牽引繩。

3)不扭轉鋼絲繩。這種鋼絲繩在設計時，使股與繩的扭轉力矩相等，方向相反，克服了在使用中的扭轉現象，在起升高度較大的起重機上已有使用，并越來越受到重視。

鋼絲繩的選用  要滿足足夠的承載能力和壽命要求。

(1)鋼絲繩的計算，采用安全系數法，按工作狀態(tài)下的最大靜拉力計算，公式為：

式中  F0——鋼絲計算破斷拉力總和(查鋼絲繩性能表)；

      Fmax——作用在鋼絲繩上的最大拉力；

  ——鋼絲繩捻制損失系數(查鋼絲繩性能表)；

      n——安全系數，根據工作機構的工作級別(見表1)或用途(見表2)確定。

注：對于吊運危險物品的起升用鋼絲繩一般應選用比設計工作級別高一級的工作級別的安全系數。

(2)鋼絲繩的壽命。提高鋼絲繩壽命，應在卷繞系統(tǒng)的設計上給予注意。配套使用的滑輪和卷筒的直徑與鋼絲繩的直徑比D／d，對鋼絲繩壽命影響很大，不得低于設計規(guī)范規(guī)定的值；滑輪和卷筒應選用鑄鐵的材料制造，防止由于材料太硬使鋼絲繩損傷；應盡量減少鋼絲繩彎折次數，避免反向彎折。在使用中加強對鋼絲繩的保養(yǎng)和維護。

鋼絲繩的使用和維護

(1)使用檢驗合格的產品，保證其機械性能和規(guī)格符合設計要求，不使用報廢鋼絲繩。

(2)保證足夠的安全系數，必要時，要做受力計算。

(3)起升、變幅機構不得使用編結接長的鋼絲繩。

(4)取物裝置處于任何位置，卷筒上必須保留2～3圈的安全圈。

(5)使用中避免兩鋼絲繩的交叉、疊壓受力，防止打結、扭曲、過度彎曲和劃磨。

(6)保持鋼絲繩表面清潔和良好的潤滑狀態(tài)。

(7)堅持每個作業(yè)班次對鋼絲繩的檢查(包括不易看到和不易接近的部位)。

鋼絲繩的連接與固定  應與使用要求相符，并達到相應的強度和安全要求。

(1)繩卡連接

1)連接強度不小于鋼絲繩破斷拉力的85％。

2)繩卡數量根據鋼絲繩直徑滿足要求(見表3)。

3)繩卡壓板應在鋼絲繩長頭一邊；繩卡間距不應小于鋼絲繩直徑的6倍。

(2)編結連接

1)連接強度不小于鋼絲繩破斷拉力的75％。

2)編結長度不應小于鋼絲繩直徑的15倍，并不應小于300mm。

(3)其他連接：用楔塊楔套、錐形套澆鑄法和鋁合金套壓縮法等的連接，應滿足相應的工藝要求，且連接強度應達到鋼絲繩的破斷拉力。

鋼絲繩的報廢 

鋼絲繩在使用過程中，因強大的拉應力、反復彎折和擠壓造成的金屬疲勞、由于運動引起的磨損等，使用一段時間后，會出現鋼絲繩缺陷，表現在斷絲、銹蝕磨損、變形等方面。一般情況下，鋼絲繩的破壞首先發(fā)生在外層鋼絲上。有下列情況之一，則予以報廢。

(1)斷絲與磨損指標

1)斷絲的數達到表4的數值時。

注：表中斷絲數是指細鋼絲，粗鋼絲每根相當于1．7根細鋼絲。

2)鋼絲繩銹蝕或磨損時，應將表4斷絲數按表5折減，并按折減后的斷絲數報廢。

3)吊運熾熱金屬或危險晶的鋼絲繩的報廢斷絲數，取一般起重機鋼絲繩報廢斷絲數的一半，其中包括鋼絲表面磨蝕進行的折減。

4)繩端部斷絲。當繩端或其附近出現斷絲，即使數量少，如果繩長允許，應將斷絲部位切去，重新安裝。

5)斷絲的局部聚集程度。如果斷絲聚集在小于一個節(jié)距的繩長內，或集中在任一繩股里，即使斷絲數比上面表所列數值少，也應予以報廢。

6)斷絲的增長率。當斷絲數逐漸增加，其時間間隔趨短，應認真檢查并記錄斷絲增長情況，判明規(guī)律，確定報廢日期。

7)鋼絲繩某一繩股整股斷裂。

8)磨損。當外層鋼絲磨損達40％，或由于磨損引起鋼絲繩直徑減小7％。

9)腐蝕。當鋼絲表面出現腐蝕深坑，或由于繩股生銹引起的繩徑增加或減小。

(2)繩芯損壞。由于繩芯損壞引起繩徑顯著減小、繩芯外露、繩芯擠出。

(3)彈性降低。一般伴隨有下述現象：繩徑減小、繩節(jié)距伸長、鋼絲或繩股之間空隙減小、繩股凹處出現細微褐色粉末、鋼絲繩明顯不易彎曲。

(4)變形。鋼絲繩失去正常形狀產生可見畸變，從外觀上看可分為以下幾種：波浪形、籠形畸變、繩股擠出、鋼絲擠出、繩徑局部增大、扭結、局部被壓扁、彎折。

(5)過熱。受到電弧打擊、過燒，或外表出現可識別的顏色改變等。

2010年2月24日