康永新,劉洪濤
(中國電子科技集團公司第二研究所,山西 太原 030024)
聯(lián)體提升貨柜以托盤為存儲單元,通過一個或多個提取車在幾臺垂直提升貨柜單元間的運動,將托盤運至存儲位或取料口。由于其提取車重量重達幾百千克,使驅(qū)動提取車上下運動的電機負載過重,所以將聯(lián)體提升貨柜加了一套配重裝置,此配重裝置用直徑為10 mm的鋼絲繩與提取車相連,見圖1。
圖1 聯(lián)體提升貨柜鋼絲繩使用簡圖
由于鋼絲繩頻繁的上下運動,較長時間后經(jīng)常會出現(xiàn)鋼絲繩斷股,甚至完全斷裂,所以潤滑對鋼絲繩的使用壽命具有重要影響,如即使鋼絲繩使用過程中在鋼絲表面形成疲勞裂紋,如果將潤滑油脂充添其內(nèi),就可以阻止疲勞裂紋的進一步擴展,延長鋼絲繩的使用周期。通過研究結(jié)果表明,如果對鋼絲繩進行系統(tǒng)補充潤滑,使之經(jīng)常處于良好的潤滑狀態(tài),其壽命可延長2~3倍[1]。
磨損:磨損是常見的現(xiàn)象,選用結(jié)構(gòu)正確的鋼絲繩可減輕磨損,合理潤滑也有助于減少磨損斷絲。斷絲是鋼絲繩使用壽命末期的常見現(xiàn)象,由彎曲疲勞和磨損引起。局部斷絲可能表明設(shè)備存在機械缺陷,正確的潤滑會提高鋼絲繩的疲勞壽命。
變形:變形常常是機械損傷的結(jié)果,如果嚴重會極大影響鋼絲繩的使用壽命。鋼絲繩生銹說明缺少潤滑導(dǎo)致銹蝕。在某些情況下,鋼絲外表面會出現(xiàn)明顯的點狀銹蝕,最終會出現(xiàn)斷絲。
內(nèi)部銹蝕:內(nèi)部銹蝕出現(xiàn)于潤滑不足或使用方式不正確,潤滑劑減少會引起操作者推測到此點,只有通過卡鉗打開鋼絲繩進行內(nèi)部檢查來進行判斷。
傾斜角過大:傾斜角過大會引起鋼絲繩之間摩擦而導(dǎo)致嚴重磨損。在端點部鋼絲繩損壞可能表現(xiàn)在斷絲,外層和內(nèi)層的斷絲是進入套筒部位懸垂鋼絲繩疲勞的典型表現(xiàn),內(nèi)部缺少合適的潤滑劑會加劇問題的產(chǎn)生。
圖2 鋼絲繩的磨損
由以上鋼絲繩磨損的原因可以看出,大致可概括為兩點:一是鋼絲繩的傳動結(jié)構(gòu),另一個是鋼絲繩的潤滑。設(shè)計者往往注重前者而忽略了鋼絲繩的潤滑,最終導(dǎo)致鋼絲繩的磨損。要想提高其使用壽命,必須對鋼絲繩進行合理的潤滑。
通常情況下,盡管鋼絲繩在制造過程中已進行了預(yù)潤滑,但這種潤滑效果只能滿足其正常使用壽命的40%,意味著從潤滑角度看,鋼絲繩最終使用效果和其工作期間適當(dāng)、正確的維護潤滑有很大關(guān)系[1]。鋼絲繩隨著使用時間的延長,無論在其制造期間使用油脂品種如何,先期附著的油脂會在溫度、時間作用下分解,同時鋼絲繩通過滑輪時,其油脂也會被部分黏附。另外,鋼絲繩吸附環(huán)境介質(zhì)與油脂的混合也會降低油脂的潤滑性能,故對使用中鋼絲繩適時進行補充潤滑十分重要。否則,不僅會加大鋼絲繩與滑輪表面的摩擦,還會使組股鋼絲間滑動受阻逐漸加劇,鋼絲繩柔軟性也會隨之降低,并容易引起斷絲[1]。
鋼絲繩的潤滑油脂主要有兩種功能:減少鋼絲間相互移動磨損;供給鋼絲繩芯和繩股之間以及表面的潤滑劑來預(yù)防腐蝕。為使鋼絲繩能適時得到補充潤滑及防銹,選擇高質(zhì)量維護潤滑油脂十分重要,應(yīng)特別注意采用維護潤滑油脂應(yīng)與出廠鋼絲繩潤滑油脂有相對良好的兼容性[1]。大多數(shù)使用者就地取材、隨意使用潤滑油脂對鋼絲繩進行補油,如普通黃油、廢舊機油、齒輪油等。實踐證明,使用非規(guī)范性的維護潤滑油脂或方法,有時盡管花了工、費了力、耗了材,非但沒有起到延長鋼絲繩使用壽命的目的,不僅會污染作業(yè)現(xiàn)場,甚至從認識上對實施維護潤滑究竟能否延長鋼絲繩使用壽命產(chǎn)生懷疑。
聯(lián)體提升貨柜鋼絲繩潤滑系統(tǒng)所使用的潤滑劑為滲透型石油溶劑,此潤滑劑能快速進入鋼絲繩芯,形成一層厚重的潤滑油膜保護和潤滑鋼絲繩,以減輕鋼絲間銹蝕和磨損。
聯(lián)體提升貨柜在沒有使用鋼絲繩自動潤滑系統(tǒng)前,用棉布作為擦拭工具沾附油脂后對鋼絲繩表面進行補充加油??此凭S護潤滑過程進行了,但潤滑效果往往不理想,因為棉織品本身對油脂就有很強的吸附性,只有少量油脂沾附在鋼絲繩表面。這樣既不能提供堅固的保護油膜來減輕鋼絲繩的磨損,也不能保護鋼絲繩股內(nèi)的腐蝕,僅僅減輕一些鋼絲繩表面潮氣腐蝕[2]。另一方面,維護人員每次對鋼絲繩潤滑都需要登到貨柜高處,這對維修人員存在安全隱患。
聯(lián)體提升貨柜鋼絲繩潤滑設(shè)備由油脂泵站、鋼絲繩夾(圖3)、密封組件(圖4)、螺旋凹槽清潔頭、固定鏈等組成[2]。為了使組股內(nèi)部鋼絲能夠得到充分的維護潤滑,最好將鋼絲繩卡固定在滑輪處(見圖1),這是因為鋼絲繩經(jīng)過滑輪時受到彎曲作用,鋼絲間隙比鋼絲繩處于直徑狀態(tài)時稍大,易于將潤滑油脂滲透到繩芯。
此潤滑設(shè)備能夠提供高壓潤滑油定量注射到需要潤滑的鋼絲繩中。將注油組件夾持在鋼絲繩中,并用兩條固定鏈固定,當(dāng)鋼絲繩運動時,每一段鋼絲繩從注油組件中間通過。氣動柱塞泵當(dāng)球閥打開,壓縮氣體進入時,將桶裝潤滑油打出,經(jīng)過高壓油管注射到注油組件中,高壓脂油能夠穿透鋼絲繩,對鋼絲繩進行充分潤滑[2]。供油量根據(jù)鋼絲繩的粗細(直徑10 mm)和運行速度(V=0.8 m/s)計算出,可以很方便地通過控制閥進行調(diào)節(jié),這樣既保證了鋼絲繩的充分潤滑,也確保潤滑油不會浪費,不僅遺留死角少,而且操作方便。
圖3 鋼絲繩卡
圖4 鋼絲繩卡剖面圖
要掌握好鋼絲繩維護潤滑的時機,不能等鋼絲繩中潤滑油脂基本失去后再進行,有專業(yè)人士特別指出:過長時間沒有加油,將會由于內(nèi)部油源枯竭而導(dǎo)致外面加注的潤滑油脂無法進入內(nèi)部。只有在內(nèi)部尚有油膜時才會使外部補充的潤滑油脂更易滲入。從大多數(shù)失效鋼絲繩外觀可以看出,雖然有相當(dāng)數(shù)量的表面斷絲,但尚不足引起鋼絲繩突然斷裂。而有的鋼絲繩雖然表面看上去油脂很充分,但繩股間鋼絲銹蝕嚴重,股間的相互摩擦引起斷絲,嚴重影響鋼絲繩的承載能力[1]。所以在使用鋼絲繩的一刻就應(yīng)該給鋼絲繩潤滑。
對鋼絲繩潤滑系統(tǒng)補油時,對環(huán)境溫度要求不高,四季均可進行,但使用膏狀油脂時,應(yīng)先按照規(guī)范對油脂進行適當(dāng)加熱,最好將鋼絲繩維護潤滑的時間選擇在環(huán)境溫度相對較高的季節(jié),以利于其補加油脂向鋼絲繩內(nèi)部順利滲透。
對于聯(lián)體提升貨柜配重裝置中滑輪數(shù)目多、滑輪直徑相對較小且處于動態(tài)使用的鋼絲繩,要想提高鋼絲繩使用壽命,不僅要關(guān)注其結(jié)構(gòu)的合理性、參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計、高品質(zhì)的鋼絲的同時,更要關(guān)注鋼絲繩使用過程中有效地維護潤滑。潤滑不僅能夠?qū)︿摻z繩起到防腐、防銹的作用,而且能夠減少鋼絲繩在使用時鋼絲之間、股繩之間和鋼絲與輪槽之間的摩擦,對延長鋼絲繩使用壽命十分有益。因此,為把腐蝕、磨蝕對鋼絲繩的危害降到最低程度,對鋼絲繩進行維護潤滑十分重要。
[1]秦萬信,閆保國.鋼絲繩制造與使用過程中的潤滑[J].起重運輸機械,2010(5):86-90.
[2]http://cn.made-in-china.com,2010.7.25.