鋼絲繩的磨損及線接觸W型鋼絲繩

來源：網(wǎng)絡(luò)|發(fā)布時(shí)間：2022-05-17 15:18:13| 瀏覽數(shù)：...

我廠每年需用各種規(guī)格鋼絲繩達(dá)60噸左右，為了降低消耗量，應(yīng)設(shè)法延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命。鋼絲繩的使用壽命隨設(shè)備的工作條件而異。斜井提升的提升鋼絲繩通?？捎?～12個(gè)月，挖掘機(jī)斗臂的鋼絲繩只能使用4~6個(gè)月，門式抓斗起重機(jī)則只能使用一個(gè)月左右。如此大量地消耗鋼絲繩不僅使產(chǎn)品成本增高，更主要的是經(jīng)常換繩降低設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率。因此延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命具有非常重大的意義。

我廠氧化鋁廠一車間吊車班在青島市鋼絲繩廠的支持下，于1980年4月份開始用線接觸型6W（19）-20鋼絲繩和原用點(diǎn)接觸6×19-21型鋼絲繩在1*28.5M/10T橋式抓斗起重機(jī)上進(jìn)行壽命對(duì)比試驗(yàn)。試運(yùn)行結(jié)果證明，線接觸W型鋼絲繩的使用壽命較長(zhǎng)。

一、影響鋼絲繩壽命的因素

按照中華人民共和國(guó)勞動(dòng)部1962年頒發(fā)的

[起重機(jī)械安全管理規(guī)程」規(guī)定：凡鋼絲繩在一個(gè)捻距內(nèi)有12根斷絲或鋼絲截面磨損超過40%，不能繼續(xù)使用。鋼絲繩損壞的原因是由于在使用過程中，交變的彎曲應(yīng)力使金屬產(chǎn)生疲勞。鋼絲繩所受的彎曲應(yīng)力和拉應(yīng)力越大、應(yīng)力交變頻率越高，或者交變應(yīng)力的幅度越大，則金屬的疲勞現(xiàn)象就越早地出現(xiàn)。通常認(rèn)為決定鋼絲繩使用期限的主要因素有三方面：一，鋼絲繩原材料的質(zhì)量；二，鋼絲繩的結(jié)構(gòu)是否適合于設(shè)備的工作條件；三，是否遵守鋼絲繩的掛繩規(guī)則及操作規(guī)程。本文僅就鋼絲繩的結(jié)構(gòu)對(duì)使用期限的影響進(jìn)行粗淺的分析。鋼絲由于在編織鋼絲繩過程中受捻搓而損失的強(qiáng)度對(duì)鋼絲繩的壽命有很大的影響。鋼絲的扭曲角愈大或繩股中鋼絲的同心層數(shù)愈多，強(qiáng)度損失也就越嚴(yán)重。當(dāng)鋼繩的多層繩股松勁時(shí)，具有最大捻距的外層繩股的強(qiáng)度發(fā)生最大的變化，內(nèi)層的變化最小。尤其是當(dāng)股的內(nèi)外層鋼絲捻向相反時(shí)，如果外層絲松勁，外層便減輕負(fù)荷，由繩股承受的靜負(fù)荷引起的拉力便完全由內(nèi)層鋼絲承受；而內(nèi)層絲的截面比外層的小，因而易使繩股斷裂。鋼絲繩的縱橫振動(dòng)是引起繩內(nèi)鋼絲破壞，金屬產(chǎn)生疲勞的主要原因。鋼絲的破壞是從絲內(nèi)形成微觀的橫裂紋開始的，裂紋首先產(chǎn)生在表面上，然后逐漸往深處擴(kuò)展，直至斷裂為止。抓斗起重機(jī)所用鋼絲繩的工作特點(diǎn)就是承受沖擊負(fù)荷的作用。例如當(dāng)鋼絲繩載有重物Q以速度U，下降或上升時(shí)，由于碰到某種障礙物或工作要求而突然停止升降，則重物的動(dòng)能變成了鋼絲繩的彈力功。

0V34FL.即G=V./OEK

282Ex~”

V gFL

（1）式中：.一鋼絲繩的動(dòng)負(fù)荷應(yīng)力；Q一重物的重量；Ex一鋼繩的彈性模數(shù)；L一鋼絲繩懸掛部分長(zhǎng)度；F一鋼絲繩截面積；g一重力加速度；采用金屬芯的鋼絲繩剛度較大，在使用中承受動(dòng)負(fù)荷時(shí)會(huì)影響使用壽命，所以大部分鋼

絲繩均采用纖維質(zhì)繩芯，用以吸收由于碰撞或沖擊引起的彈力功。

二、線接觸鋼絲繩的耐磨機(jī)理為了延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命，其結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足下列要求：

1.繩股結(jié)構(gòu)必須緊密以減少內(nèi)部的摩擦，在使用中繩股內(nèi)的鋼絲相對(duì)滑動(dòng)也應(yīng)最2.鋼絲繩工作時(shí)，鋼絲的切應(yīng)力應(yīng)最小；

3.鋼絲繩工作時(shí)，各根鋼絲的應(yīng)力應(yīng)均4.由鋼絲搶制絕股或由繩股捻制鋼絲繩時(shí)，均不應(yīng)有因捻制而產(chǎn)生的附加應(yīng)力；

5.鋼絲繩的密度應(yīng)為最大；

6.鋼絲繩繞過滑輪或卷筒的支承表面應(yīng)盡量加大；

7.鋼絲繩應(yīng)有高度的韌性；

8.繩股應(yīng)有承受外部磨損的能力。

在圓股鋼絲繩中，只有股中鋼絲為線接觸的鋼絲繩基本上能夠滿足上述要求。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

1.普通結(jié)構(gòu)如6×19（圖1）的鍋絲繩，由于是用同直徑的鋼絲捻制的，相鄰兩列鋼絲相互交叉的地方形成較大的單位壓力，因而降低了使用壽命。6W（19）W型鋼絲繩（圖2）由于是復(fù)合式結(jié)構(gòu)，它是由不同直徑的鋼絲捻制的。相鄰兩列的鋼絲之間互不交叉，外列的鋼絲位于由內(nèi)列鋼絲構(gòu)成的槽內(nèi)，因此線接觸鋼絲繩與點(diǎn)接觸鋼絲繩相比，由于鋼絲之間的單位壓力大大減低，繩索的撓性與使用壽命能顯著提高；

2.線接觸鋼絲繩是由粗細(xì)不同的鋼絲制圖1圓股鋼絲繩繩股圖2W型鋼絲繩繩股根據(jù)以上分析及對(duì)比試驗(yàn)說明，鋼絲為點(diǎn)接觸的繩股除了受到擠壓之外，同時(shí)還產(chǎn)生相當(dāng)大的內(nèi)部彎曲應(yīng)力；而線接觸鋼絲繩的每根鋼絲都不是點(diǎn)支承，因而彎曲應(yīng)力較小，相比之下點(diǎn)接觸鋼絲繩不如線接觸鋼絲繩耐久。由表1和表3可知，線接觸鋼絲繩的使用壽命比點(diǎn)接觸鋼絲繩的壽命提高1~3倍左右，而線接觸鋼絲繩的單價(jià)是點(diǎn)接觸鋼絲繩的110%左右，故線接觸鋼絲繩值得推廣使用。