譚 雄， 劉志勇， 劉國(guó)華

（湘潭鋼鐵集團(tuán)有限公司寬厚板廠， 湖南 湘潭 411101）

湘鋼寬厚板廠渣跨有3臺(tái)20/5 t電磁盤起重機(jī)，主要是從事煉鋼前期的準(zhǔn)備工作，對(duì)渣廢、生鐵、豆鋼等進(jìn)行配比吊運(yùn)工作，3臺(tái)車在正常生產(chǎn)的情況下，日常工作量大，又頻繁啟動(dòng)，存在高頻重載生產(chǎn)，由于車的運(yùn)行速度快及生產(chǎn)節(jié)奏緊湊，更多的時(shí)間用在車的點(diǎn)檢和維護(hù)上，在平時(shí)的日常點(diǎn)檢過程中發(fā)現(xiàn)卷筒每上線6個(gè)月左右，卷筒繩槽出現(xiàn)有壓痕現(xiàn)象（如圖1所示），這種壓痕像是鋼絲繩繩股刻入卷筒里面一樣，使卷筒繩槽表面不光滑，卷筒的壁厚減小，從而有可能使卷筒突然斷裂，給地面人員和設(shè)備帶來極大的不安全隱患。

圖1 卷筒繩槽壓痕現(xiàn)象

1 現(xiàn)狀分析

《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中卷筒使用要求繩槽表面光滑且無影響鋼繩等其他缺陷，可生產(chǎn)線上的3臺(tái)起重機(jī)卷筒繩槽不同程度產(chǎn)生壓痕，這種現(xiàn)象極不正常，不滿足零件的使用要求，對(duì)生產(chǎn)及設(shè)備存在很大的不確定性，因此對(duì)3臺(tái)吊車卷筒繩槽壓痕產(chǎn)生的原因加以分析和排除。以下是分析卷筒壓痕產(chǎn)生的原因分析。

1.1 卷筒材質(zhì)問題

卷筒繩槽有壓痕產(chǎn)生，剛開始以為是卷筒本身的材質(zhì)問題，材質(zhì)選用不合理，材質(zhì)較軟，達(dá)不到現(xiàn)場(chǎng)的使用有求，經(jīng)與卷筒制造廠家聯(lián)系得知材料為Q345，查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》材質(zhì)符合達(dá)到制造卷筒的要求，目前卷筒體一般采用鋼板焊制，材質(zhì)主要有兩種，Q235B與Q345B。通過大量的調(diào)查了解，卷筒繩槽產(chǎn)生壓痕沒有固定在某種材料制成的卷筒體上發(fā)生，并且此次有壓痕的卷筒體材料Q345B，材料性能優(yōu)于Q235B以及鑄鋼卷筒。由此可見，卷筒體材料不是壓痕產(chǎn)生的主要因素。

1.2 鋼絲繩的問題

鋼絲繩是與卷筒直接連接接觸的部位，如果鋼絲繩的剛性大很容易造成對(duì)繩槽的損害，并導(dǎo)致壓痕的產(chǎn)生。鋼絲繩大幅提高強(qiáng)度的途徑，除了采用鋼性和改變結(jié)構(gòu)形式外，主要是提高鋼絲繩的強(qiáng)度級(jí)別。而鋼絲強(qiáng)度的提高會(huì)同時(shí)提高鋼絲的硬度。鋼絲硬度的大幅提高，刻入繩槽表面的能力提高，就加劇繩槽的磨損。同時(shí)，鋼芯鋼絲繩繞過滑輪時(shí)切點(diǎn)不易伏貼，在該局部的相對(duì)應(yīng)位移和磨損進(jìn)一步加劇。查起重機(jī)設(shè)計(jì)圖，主起升鋼絲繩設(shè)計(jì)選型為18NATX19W+FC167（纖維繩芯鋼絲繩）。需要落實(shí)目前在用鋼絲繩是否改為采用鋼芯鋼絲繩。采購新繩時(shí)，要注意與原繩的一致性，更換鋼絲繩的結(jié)構(gòu)形式和品牌要慎重。

為了增加鋼繩的剛度，現(xiàn)場(chǎng)使用的是湘鋼自產(chǎn)的普通鋼絲繩 6×19W-Φ17.5（鋼芯），因此將鋼芯鋼繩改成起重機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)同直徑的18NATX19W+FC167（纖維繩芯鋼絲繩），用后發(fā)現(xiàn)纖維芯鋼絲繩里面的潤(rùn)滑油脂可以對(duì)卷筒和鋼繩磨損起到一定的潤(rùn)滑，可以延長(zhǎng)零部件的使用壽命，卷筒繩槽同樣會(huì)產(chǎn)生壓痕，因此鋼絲繩也不是卷筒出現(xiàn)壓痕的主要原因。

1.3 潤(rùn)滑問題

繩槽與鋼絲繩之間除了繩的外層鋼絲與繩槽接觸存在接觸應(yīng)力以外，還伴有相對(duì)的滑動(dòng)摩擦（由受力變化和繞卷筒彎曲引起）。無論是有壓痕的繩槽，還是無壓痕的繩槽，繩槽磨損的機(jī)理是一樣的，都存在由壓應(yīng)力和相對(duì)滑動(dòng)引起的金屬流變和磨粒磨損現(xiàn)象，不同之處在于，無壓痕的繩槽磨損是均勻的，而有壓痕的繩槽是固定接觸處的磨損，就是這種磨損最終導(dǎo)致磨損處下陷形成壓痕的幾何條件，則潤(rùn)滑只能延緩壓痕的產(chǎn)生。

需落實(shí)鋼絲繩潤(rùn)滑是否良好，繩槽處是否有硬質(zhì)沉積。應(yīng)采用合適的潤(rùn)滑油（或脂），定期對(duì)鋼絲繩進(jìn)行潤(rùn)滑。由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，對(duì)鋼絲繩采取的是鋼繩外部鋼絲進(jìn)行淋油潤(rùn)滑，對(duì)卷筒只是延長(zhǎng)產(chǎn)生壓痕的時(shí)間，潤(rùn)滑也不是主要的原因。

1.4 工況問題

繩槽表面在高壓應(yīng)力的作用下，一旦外力撤去將恢復(fù)原貌。但是由于鋼絲繩張力的性質(zhì)是重載突加、反復(fù)交變、短時(shí)沖擊，形成非常大的動(dòng)態(tài)瞬時(shí)接觸應(yīng)力，外力刻入繩槽表面的變形就被加深和擴(kuò)展到所見到的狀況。卷筒受力大，沖擊大，會(huì)加劇壓痕的發(fā)展。

通過對(duì)渣跨20/5 t磁盤吊運(yùn)使用情況現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查了解，違規(guī)操作現(xiàn)象十分嚴(yán)重，卷筒繩槽受到的工況條件惡劣，應(yīng)是繩槽壓痕產(chǎn)生的一個(gè)重要因素。需要規(guī)范操作，不得吸掉物品狀態(tài)下拖拉、斜拽、撞擊。

1.5 其他原因

把以上的原因分析排除后，在現(xiàn)場(chǎng)跟蹤分析發(fā)現(xiàn)卷筒的繩槽上的壓痕是存在一定規(guī)律性的，周期性的刻入卷筒，與湘鋼的鋼絲繩生產(chǎn)廠聯(lián)系得知用在起重機(jī)上同直徑鋼繩18NATX19W+FC167的捻距是100 mm，卷筒的直徑是Ф500 mm，卷筒直徑是捻距的整數(shù)倍，鋼繩在卷筒上的纏繞位置都是一定的，因此鋼繩捻距和卷筒成整數(shù)倍是產(chǎn)生卷筒繩槽壓痕的主要原因。

2 改造方案

把鋼繩捻距與卷筒直徑整數(shù)倍比錯(cuò)開，原鋼繩直徑17.5 mm，改成19.5 mm，普通鋼絲繩6×37-Φ19.5 mm這種鋼繩的結(jié)構(gòu)為麻芯，最外層股的鋼絲是37根，既可以起到潤(rùn)滑的效果，又可以增加鋼繩的撓度，都錯(cuò)開鋼繩捻距的整數(shù)倍，又可以延長(zhǎng)鋼繩的使用壽命，卷筒在原來的基礎(chǔ)上繩槽車制成配合Φ19.5 mm直徑鋼繩的標(biāo)準(zhǔn)槽，錯(cuò)開鋼繩捻距的整數(shù)倍。

3 效果確認(rèn)

和相關(guān)備件供應(yīng)廠家對(duì)備件的尺寸及繩槽車制進(jìn)行溝通確認(rèn)，改成后使用到現(xiàn)場(chǎng)的卷筒備件的壽命得到極大的改善，卷筒從上線使用了2年，卷筒繩槽沒有出現(xiàn)壓痕，卷筒的使用壽命得到延長(zhǎng)，消除現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備隱患。

4 結(jié)語

通過改造優(yōu)化，大大延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，降低備件的采購和維護(hù)成本，減少了工作量，降低設(shè)備故障率，效果顯著。