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起重作业安全讲座(13)--起重机钢丝绳安全(一)

2005-05-09   来源:袁化临    热度:   收藏   发表评论 0

    钢丝绳是起重机使用率很高的构件之一,这是由于它的独有特性所决定。与刚性构件相比,钢丝绳具有强度高、自重轻、柔韧性好、耐冲击等特点,特别突出的是它的安全可靠性。

    在正常情况下使用的钢丝绳一般不会发生突然破断,即使破坏也是有前兆的,一般总是从个别、局部断丝开始,逐渐发展到整个绳,是有一段时间过程的,除非因为载荷超过其极限破断力而发生整绳突然破坏。这就提供了这样一种可能,只要平常加强对钢丝绳的安全管理和使用,那么,由钢丝绳引发的事故是可以避免的。

    但是钢丝绳的受力状况多变、工作环境复杂,其破坏除了机械损伤之外,结构选型不当、维护检查不当,失效的钢丝绳没有及时报废并更新等原因有关。

    钢丝绳的安全技术涉及钢丝绳的种类、制造方法、构造性能、受力状况,以及维护、检查、报废等多方面的问题,是个专业性比较强的技术,每个安全管理人员和技术人员都应该对钢丝绳的有关知识、受力状况和运行状态有个基本了解,我们将分几个专题分别做一介绍。

    钢丝绳的构造

    起重机多用双绕钢丝绳,一般都是用捻绳机将若干根钢丝捻制成股,再以绳芯为中心,由一定数量股合在一起,捻绕成螺旋状的绳。

    (1)钢丝:起承受载荷的作用,钢绳的破断拉力大小主要取决于钢丝的抗拉强度。钢丝通过冷拉拉丝获得很高的强度和耐弯折的韧性。另外,根据使用环境条件不同对钢丝进行表面处理,使钢丝绳增强防腐蚀性。

    (2)绳芯:对绳股起支承作用以减小钢丝间的接触应力,增加钢丝绳弹性和韧性,贮存油润滑钢丝、减轻摩擦以提高使用寿命。绳芯材料有机纤维(如麻、棉)、合成尼龙纤维、石棉芯(用于高温条件)或软金属等。

    钢丝绳的分类

    在钢丝绳受力时,各层钢丝与钢丝之间互相跨越而形成接触,处于互相紧密接触挤压状态。组成钢丝绳的钢丝直径的差别、股中不同层钢丝的捻角、捻距等因素都会影响钢丝绳的性能。按股内钢丝之间的接触状态可分为点接触、线接触和面接触钢丝绳。

    (1)点接触钢丝绳(亦称普通型):采用等直径的钢丝捻制而成,由于各层钢丝的捻距不等,各层钢丝与钢丝之间交叉形成点接触状态。在受拉力时,点接触处产主应力集中并导致磨损、压痕,过早地使钢丝断裂而报废,寿命较低,起重机的工作机构一般不采用。优点是制造工艺简单、价廉,常作为捆绑吊索,

    (2)线接触钢丝绳:采用直径不等的钢丝捻制,将内外层钢丝适当搭配,不同层的钢丝之间在全长上呈线接触状态,由于接触面积较点接触钢丝绳的大,使受载时钢丝的接触应力降低。常见的有西尔型(外粗式)、瓦林吞型(粗细型)和填充型(密集式)等。线接触钢丝绳承载力强、挠性好、寿命较高,品种也愈来愈多。起重机的工作机构应优先采用线接触钢丝绳。

    (3)面接触钢丝绳(密封式):通常以圆钢丝为股芯,用特殊方法制造,使最外一层或几层采用异形断面的钢丝,层与层之间呈面接触状态。其特点是挠性好、强度高、耐腐蚀,但制造工艺复杂,价格高,起重机上很少使用。

    钢丝绳的捻向

    根据钢丝绳由丝捻成股的方向,与由股捻成绳的方向是否一致,可分为交互捻或同向捻钢丝绳。根据绳股的捻向可分为右交互捻,左交互捻,右同向捻左同向捻四种。

    (1)交互捻钢丝绳(交绕绳):丝捻成股与股捻成绳的捻制方向相反,在钢丝绳受力伸长时,迫使股内钢丝相互压紧,产生阻抗转动的反力矩,使用中不易扭转和松散,因而在起重机的工作机构上得到了普遍的应用。为防止卸载后钢丝绳带动吊钩滑轮组扭转打卷伤人,起升机构一般均采用交互捻钢丝绳。

    (2)同向捻钢丝绳(顺绕绳):丝捻成股与股捻成绳的方向相同,其挠性好,但由于旋转性较强,散股的趋向大,且稳定性较差,容易扭结,在小的滑轮槽中经过时,容易扭曲成拢状,使结构遭到破坏,一般只作为牵引绳或张紧绳。

    (3)不扭转钢丝绳:这种钢丝绳在设计时,使股与绳的扭转力矩相等,方向相反,在起升高度较大的起重机上使用,并越来越受到重视。