李輝

（伊犁哈薩克自治州特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測所，新疆 伊犁哈薩克 835000）

在當(dāng)前的起重機(jī)工作之中，鋼絲繩起到很重要的作用，但是很多鋼絲繩還沒有達(dá)到的使用壽命就報(bào)廢，無形中增加企業(yè)成本以及降低效率。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對起重機(jī)鋼絲繩的研究工作，對于影響鋼絲繩壽命的因素進(jìn)行分析，研究如何選擇鋼絲繩以及正確使用，還需要重點(diǎn)分析做好鋼絲繩的檢查以及保養(yǎng)工作，這對于提升企業(yè)的工作效率以及保障起重機(jī)安全正常運(yùn)行都有積極作用。

1 影響起重機(jī)鋼絲繩壽命的重要因素分析

起重機(jī)鋼絲繩在作業(yè)時(shí)往往會(huì)同時(shí)受到諸如拉應(yīng)力、接觸應(yīng)力、剪切彎曲應(yīng)力等多種應(yīng)力的相互作用，最終出現(xiàn)失效的情況。鋼絲繩工作過程中主要的失效形式就是疲勞斷絲。針對鋼絲繩失效問題，從鋼絲繩捻距以及滑輪直徑這兩個(gè)方面，對影響起重機(jī)鋼絲繩使用壽命的因素進(jìn)行探討。

首先，捻距。在制造鋼絲繩時(shí)要按照其設(shè)計(jì)類型選擇適合的直徑、股數(shù)、捻距以及捻向等參數(shù)，因?yàn)閰?shù)選擇的合理性將直接影響到鋼絲繩的使用壽命。鋼絲繩鋼絲在承受負(fù)荷的時(shí)候，如果繩股之間和繩股內(nèi)部的鋼絲接觸應(yīng)力過大，就會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中效應(yīng)，引起鋼絲繩疲勞斷絲，最終導(dǎo)致鋼絲繩使用壽命的縮短。另外，鋼絲繩捻距和捻制過程形成的張力都會(huì)增加鋼絲繩的疲勞，極易引發(fā)斷絲情況的出現(xiàn)。

其次，滑輪直徑。一般情況下起重機(jī)鋼絲繩和滑輪都要配合使用，在整個(gè)作業(yè)系統(tǒng)中，滑輪的主要作用就是為鋼絲繩提供相應(yīng)的引導(dǎo)和支持，同時(shí)可以形成省力滑輪組和增速滑輪組。鋼絲繩在繞過滑輪之后，繩子內(nèi)部就會(huì)受到鋼絲彎曲應(yīng)力影響，引起鋼絲繩整體的彎曲疲勞。起重機(jī)在工作過程中，鋼絲繩和滑輪之間就會(huì)產(chǎn)生接觸以及相互運(yùn)動(dòng)，在接觸時(shí)兩者之間的摩擦力增大，就會(huì)引起鋼絲繩的疲勞磨損。實(shí)驗(yàn)研究表明，在鋼絲繩和滑輪配合使用的過程中，滑輪直徑直接影響到鋼絲繩的彎曲應(yīng)力和疲勞受損程度。

2 如何提升起重機(jī)的鋼絲繩使用壽命

2.1 正確挑選鋼絲繩

在挑選鋼絲繩時(shí)，許多用戶存在類似的誤區(qū)：鋼絲繩本身具備的強(qiáng)度越高越好，事實(shí)上這樣的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，盡管強(qiáng)度較高的鋼絲繩能夠承載較大的負(fù)荷同時(shí)具備一定的抗擠壓能力，但是與此同時(shí)其韌性必然會(huì)降低。在彎曲扭轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)就更容易出現(xiàn)斷裂的情況。因此，鋼絲繩的挑選不是強(qiáng)度越大越好，而是要根據(jù)實(shí)際工作的情況進(jìn)行選擇。在選擇鋼絲繩時(shí)主要要考慮以下幾方面的因素。

第一，起重機(jī)在高腐蝕性環(huán)境中作業(yè)時(shí)，要首先選擇鍍鋅鋼絲繩。實(shí)驗(yàn)研究表明鍍鋅鋼絲繩在高腐蝕性的環(huán)境中，其使用壽命是普通鋼絲繩的三倍。第二，起重機(jī)的主要受損形式是磨損時(shí)，要優(yōu)先選擇在起重機(jī)上很少使用外層鋼絲相對較粗的接觸鋼絲繩。第三，針對主要受損形式是彎曲疲勞的起重機(jī)，要選擇線接觸式的鋼絲繩。第四，起重機(jī)在高溫和明火環(huán)境作業(yè)時(shí)，要選擇金屬芯或者石棉芯的鋼絲繩。

2.2 起重機(jī)使用的規(guī)范管理

一般情況下，起重機(jī)鋼絲繩主要是受拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力以及擠壓應(yīng)力和加減速動(dòng)應(yīng)力的影響。拉應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力以及擠壓應(yīng)力都和起重載荷相關(guān)，如果起重載荷小那么其所受的應(yīng)力就小，鋼絲繩使用壽命就長。然而在實(shí)際作業(yè)過程中，很多起重機(jī)都是超負(fù)荷運(yùn)行，并且存在許多操作不規(guī)范的情況，這樣其所承受的動(dòng)應(yīng)力沖擊增加最終降低了鋼絲繩的使用壽命。對此，必須要提高對起重機(jī)使用管理規(guī)范化的認(rèn)識。

第一，明確起重機(jī)操作規(guī)程，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行作業(yè)，禁止起重機(jī)超載和“開飛車”情況的出現(xiàn)。第二，根據(jù)相關(guān)規(guī)定安裝起重機(jī)重量限制器和力矩限制器，保證起重機(jī)在規(guī)定范圍內(nèi)作業(yè)。第三，提高鋼絲繩繩頭固定裝置使用的規(guī)范性。例如在使用U型卡時(shí)，要保證繩卡U型彎處壓在鋼絲繩的一端。因?yàn)殇摻z繩的U型彎處非常容易被壓散出現(xiàn)斷絲的情況，如果反向安裝使用，就會(huì)降低鋼絲繩的使用壽命。第四，在鋼絲繩卷筒、滑輪等零件更換時(shí)要注意型號的選擇。鋼絲繩使用壽命與鋼絲繩彎曲曲率半徑之間的聯(lián)系較為密切，繩輪和卷簡的直徑減小時(shí)就會(huì)加劇鋼絲繩變形，其承受的彎曲應(yīng)力也會(huì)加大，相應(yīng)的鋼絲繩磨損加大，使用壽命降低。因此在更換這類零部件時(shí)，要尤其注意直徑的選擇。

3 定期對鋼絲繩進(jìn)行檢查和保養(yǎng)

鋼絲繩是在對優(yōu)質(zhì)高碳鋼絲進(jìn)行多次冷拔的基礎(chǔ)上多重捻制而成，具有復(fù)雜空間的螺旋結(jié)構(gòu)，其易彎性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同等拉伸強(qiáng)度鋼棒制作的鋼絲，鋼絲繩的彈性系數(shù)是鋼的三分之一，有很強(qiáng)的沖擊吸收特性。與此同時(shí)，鋼絲繩本身的材質(zhì)特點(diǎn)也決定了其缺陷形成的特殊性，使用的時(shí)間越長，鋼絲繩受損情況就會(huì)越嚴(yán)重，受到磨損和銹蝕之后鋼絲繩的受力面積的就會(huì)減小甚至變形，同時(shí)鋼絲繩疲勞、表面硬化以及銹蝕都會(huì)造成其內(nèi)部性能的降低，任何一處的缺陷都會(huì)造成整條鋼絲繩的報(bào)廢。

3.1 鋼絲繩各零部件的檢查

事實(shí)上，鋼絲繩在投入使用之后相應(yīng)的性能就會(huì)逐漸下降，因此使用時(shí)一定要檢查鋼絲繩的各個(gè)零部件。一般來說對鋼絲繩整體進(jìn)行全面細(xì)致檢查相對比較困難，但是在實(shí)際操作中極易損壞的零部件必須要安排專人進(jìn)行定期檢查，避免后期操作時(shí)嚴(yán)重后果的發(fā)生。第一，鋼絲繩加載之后，要仔細(xì)檢查進(jìn)入和離開的滑輪、繩槽以及卷筒，這些都是在操作時(shí)極易出現(xiàn)缺陷的部分。第二，嚴(yán)格執(zhí)行鋼絲繩繩頭固定處檢查工作，由于繩頭固定處周圍的鋼絲繩經(jīng)常受到擠壓，容易出現(xiàn)銹蝕、斷絲等現(xiàn)象。

3.2 鋼絲繩整體的檢查

需要鋼絲繩進(jìn)行全面以及整體的檢查工作。第一，對鋼絲繩磨損情況的檢查結(jié)果能夠直接反映出鋼絲繩和匹配輪槽之間的接觸情況，同時(shí)也能借此了解實(shí)際操作中鋼絲繩的承載情況，常用的檢查方法有測量鋼絲繩直徑、利用探傷儀進(jìn)行檢測等。第二，鋼絲繩斷絲情況的檢查。投入使用后的鋼絲繩避免不了會(huì)出現(xiàn)斷絲的情況，特別是隨著使用時(shí)間的增加，出現(xiàn)斷絲的次數(shù)更加頻繁。實(shí)際操作中很難做到斷絲就馬上停止使用，針對這樣的情況，可以通過檢查一個(gè)捻距內(nèi)斷絲的數(shù)量和兩次斷絲間隔的時(shí)間來考察鋼絲繩的持續(xù)承載能力和使用壽命；檢查鋼絲繩可以通過目測以及手捋的方式，進(jìn)行手捋操作之前要先將煤油倒在鋼絲繩表面，將其作為潤滑油脂，對整個(gè)鋼絲繩進(jìn)行清洗，然后再手握棉紗將鋼絲繩包裹起來慢速移動(dòng)，如果出現(xiàn)斷棉紗被掛的情況則說明出現(xiàn)了斷絲，條件允許的情況下可以利用鋼絲繩探傷儀進(jìn)行精準(zhǔn)探測。第三，鋼絲繩內(nèi)部的檢查工作難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外部檢查，在檢查時(shí)可以將合適的鉗子在距離100～200mm處夾住鋼絲繩反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)受外力影響鋼絲繩繩股就會(huì)隆起，在繩股隆起時(shí)要仔細(xì)觀察鋼絲繩內(nèi)部潤滑、銹蝕和斷絲情況，注意操作時(shí)要認(rèn)真謹(jǐn)慎，防止出現(xiàn)繩股過度位移，鋼絲繩永久性變形的情況，完成檢查工作之后要適當(dāng)用力將繩股恢復(fù)到初始位置。

3.3 維護(hù)及保養(yǎng)鋼絲繩

實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對鋼絲繩的維護(hù)以及保養(yǎng)的工作，從而延長起重器鋼絲繩的使用壽命。

首先，保證鋼絲繩的安全使用以及延長其使用壽命在很大程度上取決于維護(hù)及保養(yǎng)工作的工作質(zhì)量。

其次，鋼絲繩在使用過程中要保證每月至少兩次的潤滑。在潤滑工作開始之前要先用煤油清洗鋼絲繩上的雜質(zhì)，再在鋼絲繩的上面蘸浸80℃高溫的潤滑油，確保潤滑油充分進(jìn)入到纖維繩芯中。

最后，在起重作業(yè)時(shí)要保證鋼絲繩的順直，防止出現(xiàn)打結(jié)、松散的情況，還要避免鋼絲繩和固定硬物之間的過度摩擦，特別是要避免兩根或者或多根鋼絲繩交叉重疊的情況出現(xiàn)。

4 結(jié)語

以上主要是針對影響起重機(jī)鋼絲繩壽命的因素進(jìn)行分析，并且提出了如何提升鋼絲繩使用壽命的措施，主要提出了三點(diǎn)檢查與保養(yǎng)的方面，對鋼絲繩各零部件的檢查，確保各零部件的合格；對鋼絲繩整體的檢查，確保沒有磨損；維護(hù)及保養(yǎng)鋼絲繩，確保其使用壽命。除這三方面的檢查與保養(yǎng)外，還應(yīng)當(dāng)正確挑選鋼絲繩以及正確使用鋼絲繩，確保所使用的鋼絲繩是正規(guī)廠家生產(chǎn)，且質(zhì)量合格，在確保鋼絲繩的質(zhì)量同時(shí)，也確保人員的安全。

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