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起重机钢丝绳的损坏及预防措施

  • 作者:亿杰消防
  • 发布时间:2021-02-19
  • 点击:

钢丝绳是机械中常用的柔性传力部件。就起重机用钢丝绳而言,规格多,用途复杂,对其强度、柔韧性和耐磨性都有要求。随着钢丝绳的长期使用,经常出现损坏或断裂,导致近年来特种起重机械事故频发。下面,笔者根据近年来的实践经验,简要论述起重机钢丝绳的几种损坏及预防方法。

一.磨损

磨损是钢丝绳常见的损伤现象,一般分为外磨损、变形磨损和内磨损三种情况。

钢丝绳外圆周与滑轮槽、卷筒壁、吊钩等表面接触时。在使用过程中,由于外部磨损,钢丝绳的直径将减小,外圆周面上的细钢丝将被磨平,从而承受载荷的钢丝的横截面积将减小,钢丝绳的断裂载荷也将相应减小。单周磨损比全周磨损严重,需要尽可能将单周磨损改为全周均匀磨损,并尽量在钢丝绳全长内实现均匀磨损。如果在使用过程中更换头部,钢丝绳的使用寿命可延长30% ~ 40%。

2.变形和磨损

振动和碰撞引起的钢丝绳表面损伤是一种局部磨损现象。例如,卷筒表面的钢丝绳受到其他物体的冲击,提升钢丝绳相互缠绕,或者滑轮与卷筒中心偏离引起的咬绳现象会导致钢丝绳变形磨损。

3.内部磨损

在使用过程中,由于钢丝绳的弯曲,内部细钢丝相互作用滑移,股与股之间的接触应力增大,相邻股之间的钢丝产生局部压痕和深度凹陷。当反复循环拉伸和弯曲时,应力集中发生在深凹陷和断裂处,构成内部磨损。通常,细钢丝表面的压力与钢丝绳的压力成正比。在相同的张力下,由于压力面积不同,单位面积的压力也不同。从表面压缩磨损来看,采用线接触比点接触更有利,采用面接触比线接触更有利。因此,选择线接触或面接触类型的钢丝绳是减少内部磨损的有效途径。此外,钢丝绳的弯曲程度和移动速度对其内部磨损也有影响。

第二,疲劳

钢丝绳在使用过程中主要承受弯曲疲劳和拉伸、扭转、振动等引起的疲劳。

1.弯曲疲劳

当钢丝绳弯曲并反复绕过滑轮或卷筒时,钢丝的疲劳和韧性会下降,最终导致断丝。疲劳断丝通常出现在钢绞线弯曲程度严重的一侧的外钢丝上。通常疲劳断丝的出现意味着钢丝绳接近服役后期。

张力、扭转和振动引起的疲劳

在启动和制动的整个过程中,承受载荷前后,起重机钢丝绳的拉应力变化会引起金属疲劳。此外,钢丝绳经常扭曲和振动,这也是疲劳的原因。疲劳损伤的原理是在变应力作用下,细钢丝表面由于各种滑移形成初始裂纹,在剪应力作用下在裂纹尖端反复发生塑性变形,然后扩展到断裂。疲劳引起的断丝断口一般比较平整,大部分出现在钢丝表面,非常规则。

防止疲劳损伤的主要途径有:一是在条件允许的情况下,尽可能增大滚筒和滑轮的直径;二、布置滑轮布置时,尽量避免钢丝绳反向弯曲。试验表明,反向弯曲的损伤约为同向弯曲的两倍;第三,尽量选择结构好的钢丝绳,比如等线接触的WS、TX钢丝绳。


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