钢丝绳基本知识

更新时间:2020-11-09 14:53 作者:william威廉希尔

  钢丝绳基本知识_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。钢丝绳基础知识 1、概念 1.1 钢丝绳:是由多根钢丝按照一定的规则捻制而成的绳索。由制绳钢丝、绳芯和绳 用油脂组成。 见附表 1 涂塑层 钢丝 绳芯的股 金属绳芯 外层股 1.2 钢丝:

  钢丝绳基础知识 1、概念 1.1 钢丝绳:是由多根钢丝按照一定的规则捻制而成的绳索。由制绳钢丝、绳芯和绳 用油脂组成。 见附表 1 涂塑层 钢丝 绳芯的股 金属绳芯 外层股 1.2 钢丝:由原料(盘条)经冷拉(或轧制)形成具有一定尺寸(圆形或异形)的线 材。按表面状态分光面及镀锌;按形状分圆形和异形(Z 形、T 型)。 1 1.3 股:是由钢丝按照一定的规则捻制而成的螺旋状结构,是构成钢丝绳基本单元。 1.4 绳芯:构成钢丝绳中心部分,分金属芯(钢丝绳绳芯 IWR、股绳芯 IWS)和纤维芯 FC(合成纤维 SF、天然纤维 NF)及固态聚合物芯(SPC);作用主要是起支撑和减少 股间压力,另外纤维绳芯还起润滑、防腐和储油的作用。 1.5 油脂:对钢丝绳起防腐保护作用,有麻芯脂、表面脂及适合其它工况的特殊表面 脂。比如有摩擦提升主绳、皮带运输绳专用油脂;有港口集装箱起重机专用高性能油 脂、索道用钢丝绳专用高滴点油脂、有摩擦提升尾绳、海洋用钢丝绳专用耐腐蚀油脂 等。对于不同的使用工况,钢丝绳的涂油方式应该有不同的选择。以涂油薄厚划分可 以分为重涂油、轻微涂油和不涂油;以涂油阶段的不同可以分为丝涂油、股涂油和绳 涂油。 1.6 捻距:钢丝围绕股芯或股围绕绳芯旋转一周(360°)相应两点间的距离称为股或 绳的捻距。 1.7 钢丝绳的基本结构 1.7.1 单股绳:单股钢丝绳由一层或多层圆形或异形钢丝(密封钢丝绳)围绕一根 主芯或主钢丝螺旋地捻制而成。当钢丝绳需要具有抗旋转性能时,钢丝的各层以相反 方向捻制。 1.7.2 钢丝绳:用几股围绕一个钢绳芯(或纤维绳芯)螺旋地捻制而成。捻制钢丝 绳的股绳是多种多样的,可以是圆形的、三角形或椭圆形的,股的结构取决于所要求 的抗疲劳(或磨损性)。 1.7.3 钢缆绳(三捻钢丝绳):是由几根钢丝绳围绕绳芯螺旋地捻制而成。 2、钢丝绳的常见分类 2.1 按捻法分有四种:右交互捻(ZS)、左交互捻(SZ)、右同向捻(ZZ)、左同向捻 (SS) 右交互捻(ZS) 左交互捻(SZ) 右同向捻(ZZ) 左同向捻(SS) 2.2 按断面形状分:圆股钢丝绳、三角股钢丝绳、椭圆股钢丝绳、扁股钢丝绳和其 它异型股钢丝绳。 2.3 按用途分:支撑用钢丝绳、承载用钢丝绳、牵引用钢丝绳、捆绑用钢丝绳、航 2 空用钢丝绳等等。 2.4 按钢丝表面状态分:光面钢丝绳和镀锌钢丝绳。 2.4.1 镀锌分热镀锌和电镀锌两种方式,锌层厚度级别有 A 类(厚镀锌)、AB 类(中 厚镀锌)、B 类(薄镀锌)之分。 2.5 按钢丝绳股内钢丝的接触状态分:点接触钢丝绳、线接触钢丝绳、点线接触钢 丝绳、面接触钢丝绳(压实股钢丝绳)。 2.5.1 点接触钢丝绳 股中的钢丝分层捻制而成,由于各层捻距不相同,各层钢丝互 相交叉成点状接触该结构钢丝绳属淘汰品种,不作为重要用途使用。如图: 点接触钢丝绳及股 点接触钢丝绳的典型结构有 6×19+FC(IWR、IWS)、6×37+FC(IWR、IWS)、6×61+FC (IWR、IWS)、6×24+7FC、18×19+FC(IWS)等。 特点: (1)除中心钢丝外,所有钢丝直径相同; (2)股中相邻层钢丝螺旋线互不平行,交错接触; (3)上一层的某根钢丝不嵌在下一层相邻钢丝的沟槽内,即相邻层钢丝“始终 走棱而不走沟”; (4)钢丝在股中的排列规律,是各层的钢丝数目由内相外递增 6 根。 (5)点接触结构股中钢丝呈点状接触,接触应力大,钢丝绳承受负荷时,钢丝 之间的接触应力大必然影响钢丝绳的使用寿命。 如:6×37 结构: 2.5.2 线接触(平行捻):钢丝绳股中所有钢丝是一次捻制而成的。各层钢丝捻距相 同(平行捻制),同一层及层与层之间的钢丝紧密相贴,以线 线接触钢丝绳及股 线 种:西鲁式(S)、瓦林吞式(W)、填充式(Fi)。 A、 西鲁式(S):钢丝的排列中,内层和外层的钢丝数目相等。结构式为:1+N+N。 如 6×19S 结构: B、 瓦林吞式(W):钢丝的排列中,外层钢丝数目是内层钢丝数目的两倍, 外层钢丝一大一小交替排列。结构式为:1+N+N/N。如 6×19W 结构: C、 填充式(Fi):钢丝的排列中,在内层和外层钢丝之间填充了比较细的、 根数与内层相同的钢丝。结构式为:1+N+N F+2N。如 6×25 Fi 结构: 由以上这三种结构互相组合,可形成多种复合型线接触结构(写法以中心向外注 明)。 线接触钢丝绳的典型结构有:6×19S+FC(IWR、IWS)、6×19W+FC(IWR、IWS)、 4 6×25Fi+FC(IWR、IWS)、6×26WS+FC(IWR、IWS)、6×29Fi+FC(IWR、IWS)、6×31WS+FC (IWR、IWS)、6×36WS+FC(IWR、IWS)、6×41WS+FC(IWR、IWS)、6×49SWS+FC(IWR、 IWS)、6×55SWS+FC(IWR、IWS)等。 线接触(平行捻)结构特点: (1)线接触钢丝绳中所有钢丝的螺旋线都相互平行不会交错,各层钢丝的捻距相 等,钢丝的捻角不相等; (2)相邻层钢丝互相嵌入槽沟内; (3)各层钢丝的直径不相等,但存在着一定比列关系; 钢丝绳在使用中可避免变形、内部磨损以及由于点接触钢丝绳中各钢丝接触点产 生的二次弯曲应力。 线接触钢丝绳承受力时,钢丝之间的接触应力相对于点接触钢丝绳要小得多,因 此线接触钢丝绳比点接触钢丝绳使用寿命要长,一般是点接触结构钢丝绳的 1~2 倍。 2.5.3 面接触(压实股)钢丝绳:钢丝绳在捻股时,股绳经过模拔、轧制或锻打等 压实加工的钢丝绳,股的直径变小,股表面变得平滑,钢丝之间的接触线变平。股中 每一层钢丝及层与层之间的钢丝都以螺旋面互相接触,它是以线接触结构基础上形成 的。 面接触(压实股)钢丝绳的典型结构有:6T×7+FC(IWS)、6T×19S+FC(IWR、IWS)、 6T×25Fi+FC(IWR、IWS)、6T×26WS+FC(IWR、IWS)、6T×29Fi+FC(IWR、IWS)、6T ×31WS+FC(IWR、IWS)、6T×36WS+FC(IWR、IWS)等。 压实股钢丝绳结构特点: (1)经过塑性压缩变形之后,股中的钢丝不再是圆形断面,钢丝与钢丝之间是 螺旋面互相接触; (2)股中钢丝的填充系数大(一般在 0.9 以上),钢丝之间的空隙很小; (3)股绳的圆周表面非常光滑,类似于密封钢丝绳的外表面; (4)面接触圆股结构稳定,股内钢丝的位置固定,结构伸长极小。 与普通股钢丝绳相比,由压实股捻制而成的钢丝绳有较高的破断拉力;压实股使 钢丝绳与滑轮能更好地接触;而且,由于外层钢丝很大的金属面积,使得压实股更耐 磨和耐腐蚀。当在多层卷取卷筒上使用钢丝绳时,压实股平滑的表面确保不会发生相 邻的股由于相互摩擦而造成钢丝绳划伤或损坏现象,这个特点使面接触(压实股)钢 丝绳更适合于多层卷取的应用场合。 5 面接触(压实股)钢丝绳在承受力时,由于钢丝之间的接触面积大,其应力相对 于线接触钢丝绳还要小得多,因此面接触(压实股)钢丝绳捻制设备有较大的牵引力。 2.6 特殊结构的钢丝绳 2.6.1 三角股结构钢丝绳:是由一层(或多层)钢丝围绕一个组成的三角形股芯结构 绕制而成的。 三角股结构钢丝绳的典型结构有:6V×19+FC(IWR、IWS)、6V×21+FC(IWR、IWS)、 6V×30+FC(IWR、IWS)、6V×34+FC(IWR、IWS)、6V×37+FC(IWR、IWS)、6V×37S+FC (IWR、IWS)、6V×43+FC(IWR、IWS)、6×25TS+FC(IWR、IWS)、6×28TS+FC(IWR、 IWS)等。 三角股结构钢丝绳的特点: 1、钢丝绳的支撑面积比圆股钢丝绳增大 3~4 倍,而与滚筒或滑轮沟槽间的 接触面积大,使用时单位面积上受的压力就显著减轻,磨损减少使用寿命提高。 2、三角股钢丝绳股与股之间的接触点增多,因而抗压性耐疲劳性能好。 3、三角股钢丝绳的密度系数大,金属有效截面积大,与同直径圆股钢丝绳 相比,总拉断力可提高 20~25%。 4、钢丝绳在制造时,采用了予变形工艺和强有力的矫直定径装置,有效地 消除了钢丝绳的捻制应力。 2.6.2 涂塑钢丝绳:为改善钢丝绳的使用性能,在钢丝或者股绳、钢丝绳绳芯或外面 包上一层塑料层。以降低钢丝之间和绳股之间的接触应力,提高钢丝绳使用寿命。如 下图: 涂塑电铲用钢丝绳 2.6.3 编织扁钢丝绳:由几个不同捻向的子绳并通过纬绳固结编织而成。 编织扁钢丝绳常作为煤矿提升系统中尾绳(平衡绳)使用。 6 从编织方式上分: (a) 单纬绳编织 单纬绳编织是使用几根纬绳从单侧编织,从而保证了钢丝绳的宽度最小。 (b) 双纬绳编织钢丝绳 编织扁钢丝绳两侧各有数条捻制纬绳(一般为 1×7 结构)交错编织而成。 编织扁钢丝绳通常的结构是 6 条 4 股绳,每个股绳用 7 根钢丝或 8 条 4 股绳,每个股 绳用 7 根、9 根或 19 根等数量的钢丝捻制而成。 2.6.4 密封钢丝绳:绳芯外层用一层或几层异形钢丝(Z 形)螺旋地捻制而成。 密封钢丝绳的典型结构有:(1+6+12+18)φ 3.7+23Z5.0 (1+6+12)φ 4.1+19Z5.0+22Z5.0 (1+6+12+18)φ 3.7+22Z5.0+25Z5.0+34Z5.0 密封钢丝绳的结构特点: (1)密封钢丝绳的外表面光滑平整,其支撑表面很大,是所有钢丝绳中之 冠; (2)密封钢丝绳的填充系数大,也是钢丝绳中之冠,一般在 0.92 以上; (3)密封钢丝绳中,相邻层钢丝的捻向相反,以有利于平衡内部扭转力矩;(4) 密封钢丝绳的捻距较大,其结构伸长量较小; (5)密封钢丝绳的弯曲刚度较大,也是所有钢丝绳中最大者。因此其可绕 性差,需采用较大直径的绳轮和卷筒,密封钢丝绳多用于矿井中的钢丝绳罐道及架空 7 承重索道。 (6)密封钢丝绳的制造工艺比普通圆股钢丝绳复杂。 2.6.5 满充式钢丝绳:至少由两层平行捻股围绕一个芯螺旋捻制而成的多股钢丝绳。 满充式钢丝绳的典型结构有:CFRC6×19S CFRC6×19W CFRC6×25Fi CFRC6×36WS CFRC8×36WS CFRC8×49SWS CFRC17Fi×26WS CFRC16W×31WS 等。 满充式钢丝绳的结构特点: (1)满充式钢丝绳由于相邻层间股为平行捻制状态,所以有较高的填充系数; (2)满充式钢丝绳较普通结构钢丝绳有较好的柔软性; (3)满充式钢丝绳改善了股间的接触状态,减少了钢丝绳使用过程中股间的磨损, 可以有效提高使用寿命; (4)满充式钢丝绳工艺相对复杂,对设备的要求更高。 类别 产品名称 钢丝绳 粗直径钢丝绳 多层股钢丝绳 四股扇形股钢丝绳 三角股钢丝绳 椭圆股钢丝绳 密封钢丝绳 主要产品一览表 技术标准 GB 8918-2006、GB/T 20118-2006 GB/T 20067—2006 GB 8918-2006 GB/T 20118-2006 GB 8918-2006 GB 8918-2006 GB 8918-2006 YB/T5295—2006 规格范围 ㎜ 0.60~60.00 60.00~120.00 12.00~60.00 16.00~40.00 20.00~60.00 40.00~60.00 16.00~75.00 钢丝绳 平衡用扁钢丝绳 石油用钢丝绳 细直径钢丝绳 压实股钢丝绳 GB/T 20119-2006 ANSI/API Spec 9A—2004 SY517—92 Q/HLS003—2001 YB/T 5359-2006 58×13~216×34 13.00~64.00 0.60~20.00 16.00~60.00 钢绞线 高速公路护栏用镀锌钢 丝绳 电铲用钢丝绳 航空用钢丝绳 涂塑钢丝绳 镀锌钢绞线 锌铝镁稀土合金镀层钢绞 线 光缆用镀锌钢绞线 预应力混凝土用钢绞线—2005 GB 8918-2006 YB/T 5004—2001 YB/T 5004—2001 Q/HLS016—1999 YB/T 098—1997 GB/T 5224—2003 19.00~25.00 36.00~65.00 0.70~6.20 12.00~70.00 1.20~20.00 3.00~28.00 0.90~11.50 9.50~22.00 8 钢丝 通讯用镀锌低碳钢丝 避雷用镀锌钢丝 一般用途低碳钢丝 架空钢绞线用镀锌钢丝 网围栏用镀锌钢丝 预应力混凝土用钢丝 铠装电缆用镀锌低碳钢丝 GB/T 346——1984 按协议或参照 GB/T 346—1984 GB/T 343—1994 GB/T 3428—2002 YB/T 4026—1991 GB/T 5223—2002 GB 3082—1984 1.20~6.00 2.00~6.00 0.30~6.00 1.24~5.50 1.40~5.00 3.00~9.00 1.60~6.00 钢丝绳结构 1×7 1×19 1×37 6×7 6×9W 6×19S 6×19W 6×25Fi 6×26WS 6×31WS 6×19 6×36WS 6×37S 6×41WS 6×49SWS 6×55SWS 6×37 6×61 6×12 6×24 6×24S 6×24W 6×15 常见钢丝绳结构一览表 股内钢丝排列 钢丝绳结构 1+6 6×61FWS 1+6+12 6×64SFS 1+6+12+18 6×65FNS 1+6 6×80WSNS 3+3/3 6×84WSNS 1+9+9 6×111SWSNS 1+6+6/6 6×103FSNS 1+6+6F+12 6×109SWSNS 1+5+5/5+10 6V×19 1+6+6/6+12 6V×21 1+6+12 6V×24 1+7+7/7+14 6V×30 1+6+15+15 6V×34 1+8+8/8+16 6V×37 1+8+8+8/8+16 6V×37S 1+9+9+9/9+18 6V×43 1+6+12+18 4V×39S 1+6+12+18+24 4V×48S FC+12 FC+9+15 6Q×19+6V×21 FC+12+12 FC+8+8/8 6Q×33+6V×21 FC+15 股内钢丝排列 1+5+5F+10+10/10+20 1+9+9+9F+18+18 1+6+6F+12-20+20 1+7+7/7+14-22+22 1+7+7/7+14-24+24 1+9+9+9/9+18-28+28 1+7+7F+14+14-30+30 1+8+8+8/8+16-30+30 /1×7+3/+9 FC+9+12 FC+12+12 6+12+12 (/1×7+3)+12+12 (/1×7+3)+12+15 (/1×7+3)+12+15 (/1×7+3)+15+18 FC+9+15+15 FC+12+18+18 外股:5+14 内股:FC+9+12 外股:5+14 内股:FC+9+12 9 3、钢丝绳主要用途推荐表 用途 产品名称 三角股钢丝绳 立井提升 线接触钢丝绳 开凿立井(建 井用) 多层股钢丝绳 多层股钢丝绳 异形股钢丝绳 立井平衡绳 斜井卷扬 露天斜坡卷 扬 高炉卷扬 皮带运输机 及索道牵引、 缆车 立井罐道及 索道承重 挖掘机(电铲 卷扬) 扁钢丝绳 多层股钢丝绳 面接触钢丝绳 三角股钢丝绳 线接触钢丝绳 三角股钢丝绳 线接触钢丝绳 线接触钢丝绳 密封钢丝绳 线接触钢丝绳 面接触钢丝绳 满充式钢丝绳 热移钢机(轧 钢厂推钢台) 拖船、货网浮 运木材 架空索道(牵 引索、承载 索、运载索) 大型起重设 备、船舶装 卸、打捞沉船 线接触钢丝绳 钢丝绳 钢丝绳 多层股钢丝绳 线接触钢丝绳 密封钢丝绳 点接触钢丝绳 线接触钢丝绳 石 抽油杆 油 和油管 钻牵 井 引绳 线接触钢丝绳 多层股钢丝绳 油井抽油用钢 丝绳 结构 6V×37S 6V×37 6V×34 6V×30 6V×43 6V×21 6×25TS 6× 28TS 6×19S 6×19W 6×25Fi 6×29Fi 6×26WS 6×31WS 6×36WS 6 ×41WS 18×7 17×7 18×19S 18×19W 18×25Fi 18×7 17×7 34×7 36×7 4V×39S 4V×48S 6V×37S 6V×37 6V×34 6V×30 6V×43 6V ×21 6×25TS 6×28TS 6×4×7 8×4×7 8×4×9 8×4×14 8×4×19 18×7 17×7 34×7 36×7 6T×7 6T×19S 6V×19 6×19S 6×25Fi 6×29Fi 6×26WS 6×31WS 6×36WS 6×41WS 6V×37S 6V×37 6V×34 6V×30 6V×43 6V×21 6×25TS 6× 28TS 6×36WS 6×37S 6×41WS 6×49SWS 6×55SWS 6×29Fi 6×26WS 6×31WS 6×36WS 6×41WS 见密封钢丝绳 6×36WS+IWR 6×41WS+IWR 6×49SWS+IWR 6×55SWS+IWR 6T×36WS+IWR 6T×41WS+IWR CFRC6×19S CFRC6×25Fi CFRC6×29Fi CFRC6×26WS CFRC6× 31WS CFRC6 × 36WS CFRC6 × 41WS CFRC8 × 19S CFRC8 × 25Fi CFRC8×29Fi CFRC8×26WS CFRC8×31WS CFRC8×36WS CFRC8 ×41WS 6 × 19S+IWR 6 × 19W+IWR 6 × 25Fi+IWR 6 × 29Fi+IWR 6 × 26WS+IWR 6×31WS+IWR 6×36WS+IWR 6×37S+IWR 6×24 6×24S 6×24W 6×37 6×31WS 6×36WS 6×37S 6×7+FC 6×19+FC 18×7 18×19 34×7 18×19S 18×19W 18×25Fi 6×19S+FC 6×25Fi+FC 6×29Fi+FC 6×26WS+FC 6×31WS+FC 6 ×36WS+FC 6×41WS+FC 一层 Z 形钢丝 二层 Z 形钢丝 三层 Z 形钢丝 8×37 8×61 6×61 6×36WS 6×41WS 6×49SWS 6×55SWS 6×61FWS 6×64FSS 6 ×65FNS 6×80WSNS 6×84WSNS 6×111SWSNS 6×103FSNS 6× 109SWSNS 6×61 8×25Fi 8×31WS 8×36WS 8×41WS 8×49SWS 8×55SWS 8×61FWS 8×64FSS 8×65FNS 8×80WSNS 8×84WSNS 8×111SWSNS 8×103FSNS 8×109SWSNS 8×61 6×25Fi+IWR 6×26WS+IWR 6×31WS+IWR 18×7 18×7+IWS 10 钻井绳 井架安 装绞车 用绳 抽油机 驴头绳 浅海锚 绳、桅 型 井架绷 绳 大型浇 注吊车 线接触钢丝绳 线接触钢丝绳 线接触钢丝绳 多层股钢丝绳 线接触钢丝绳 三角股钢丝绳 线接触钢丝绳 多层股钢丝绳 6×19S 6×21Fi 6×25 Fi 6×26WS 6×26WS+IWR 6×31WS+IWR 6×19S 6×19W 6×25Fi 6×29Fi 6×26WS 6×31WS 6×36WS 6 ×41WS 6×49SWS 6×55SWS 18×7 18×7+IWS 6×19S 6×19W 6×25Fi 6×29Fi 6×26WS 6×31WS 6×36WS 6 ×41WS 6×49SWS 6×55SWS 6V×37S 6V×37 6V×43 6×28TS 6 × 19S+IWR 6 × 19W+IWR 6 × 25Fi+IWR 6 × 29Fi+IWR 6 × 26WS+IWR 6×31WS+IWR 6×36WS+IWR 6×37S+IWR 6×41WS+IWR 18×7 18×19 18×19S 18×19W 34×7 36×7 港口装 卸 起 重 机 建筑用 塔式起 重机 其它用 途 四股扇形股钢 丝绳 线接触钢丝绳 多层股钢丝绳 四股扇形股钢 丝绳 满充式钢丝绳 线接触钢丝绳 点接触钢丝绳 四股扇形股钢 丝绳 4V×39S 4V×48S 6×29Fi 6×36WS 6T×36WS 18×7 18×19 18×19S 18×19W 34×7 36×7 4V×39S 4V×48S CFRC16W×19W CFRC16W×19S CFRC16W×25Fi CFRC16W× 26WS CFRC16W×31WS 35W×7 40W×7 6×19S 6×19W 6×25Fi 6×29Fi 6×26WS 6×31WS 6×36WS 6 ×41WS 6×49SWS 6×55SWS 8×19S 8×19W 8×25Fi 8×29Fi 8 ×26WS 8×31WS 8×36WS 8×41WS 8×49SWS 6×19 6×37 4V×39S 4V×48S 4、相关计算 首先见附表 2 4.1 钢丝绳最小破断拉力:由理论计算获得的钢丝绳的破断拉力。 计算公式:F=k/×D2× R0/1000 F——钢丝绳最小破断拉力(kN) R0——钢丝绳中钢丝公称抗拉强度(N/mm2) D——钢丝绳公称直径(mm) k/—钢丝绳中最小破断拉力系数 4.1.1 钢丝绳中钢丝公称抗拉强度:又为钢丝绳级别,用数值表示的钢丝绳破断拉力 水平。钢丝绳的强度级别有:1570MPa、1670MPa、1770MPa 、1870MPa 1960MPa、2060 MPa 等。 4.2 实测钢丝绳破断拉力:通过试验实际测得钢丝绳的破断拉力。 11 4.3 钢丝绳中最小钢丝破断拉力总和(钢丝计算破断拉力):由理论计算获得各钢丝破 断拉力之和。 计算公式:FN=R0×SN FN——钢绳中钢丝破断拉力总和(kN) R0——钢绳中钢丝公称抗拉强度(N/mm2) SN——钢绳中钢丝总横截面积(mm2) 4.4 钢丝绳中实测钢丝破断拉力总和(钢丝实测破断拉力):通过试验实际测得各钢丝 破断拉力之和。 4.5 钢丝绳的重量:由钢丝、纤维绳芯和油脂重量构成。 计算公式:M=k×D2 M—某一结构钢丝绳百米重量(kg/100m) D—钢丝绳公称直径(mm) k—某一结构钢丝绳重量系数(kg/(100m.mm2)) 钢丝绳重量系数和最小破断拉力表 钢丝绳重量系数 K 最小破断拉力系数 标准 组 天然纤维 合成纤维 钢芯钢丝 纤维芯 钢芯钢丝 类别 别 芯钢丝绳 芯钢丝绳 绳 钢丝绳 绳 K1n K1p K2 K'1 K'2 GB 8918-2006 1 GB/T 20118-2006 2 6×7 0.351 0.344 0.387 0.332 0.359 GB/T 20118-2006 1×7 - - 0.522 - 0.540 GB/T 20118-2006 1 1×19 - - 0.507 - 0.530 GB/T 20118-2006 1×37 - - 0.501 - 0.490 GB 8918-2006 2 6×19 GB 8918-2006 3 6×37 0.380 0.371 0.418 0.330 0.356 GB/T 20118-2006 3 6×19(a) GB/T 20118-2006 4 6×37(a) GB/T 20118-2006 3 6×19(b) 0.351 0.344 0.400 0.307 0.332 GB/T 20118-2006 4 6×37(b) 0.346 0.337 0.400 0.295 0.319 GB/T 20118-2006 5 6×61 0.361 0.354 0.398 0.283 0.306 GB 8918-2006 4 8×19 GB 8918-2006 5 GB/T 20118-2006 6 8×37 8×19 0.357 0.344 0.453 0.293 0.346 GB/T 20118-2006 7 8×37 GB 8918-2006 6 18×7 GB 8918-2006 7 18×19 0.390 0.430 0.310 0.328 12 GB/T 20118-2006 8 18×7 GB/T 20118-2006 9 18×19 GB 8918-2006 8 GB/T 20118-2006 10 34×7 34×7 0.390 0.430 0.308 0.318 GB 8918-2006 9 GB/T 20118-2006 11 35W×7 35W×7 - 0.460 - 0.360 GB 8918-2006 10 6V×7 0.412 0.404 0.437 0.375 0.398 GB 8918-2006 11 GB 8918-2006 12 6V×19 6V×37 0.405 0.397 0.429 0.360 0.382 GB 8918-2006 13 4V×39 0.410 0.402 - 0.360 - GB 8918-2006 14 6Q×19+6V×21 0.410 0.402 - 0.360 - GB/T 20118-2006 12 6×12 0.251 0.231 - 0.209 - GB/T 20118-2006 13 6×24 0.318 0.304 - 0.280 - GB/T 20118-2006 14 6×15 0.200 0.185 - 0.180 - GB/T 20118-2006 15 GB/T 20118-2006 16 4×19 4×37 0.410 - 0.360 - 注 1:GB 8918-2006 为《重要用途钢丝绳》;GB/T 20118-2006 为《一般用途钢丝绳》。 注 2:在 GB/T 8918-2006 中的 2 组和 4 组钢丝绳及 GB/T 20118-2006 中 3 组和 6 组钢丝绳,当股内钢丝绳的数目 为 19 根或 19 根以下时,重量系数应比表中所列的数小 3%。 注 3:在 GB/T 8918-2006 中的 11 组钢丝绳中,股含纤维芯 6V×21、6V×24 结构钢丝绳重量系数和最小破断拉力 系数,应分别比表中所列的数小 8%,6V×30 结构钢丝绳的最小破断拉力系数,应比表中所列的数小 10%;在 12 组钢丝绳中,股为线S 钢丝绳的重量系数和最小破断拉力系数则分别比表中所列的数大 3%。 注 4:在 GB/T 20118-2006 中的 13 组钢丝绳中,股为等捻距结构钢丝绳的重量系数和最小破断拉力系数,应分别 比表中所列的数大 4%。 注 5:K1p 重量系数是对聚丙烯纤维芯而言。 4.6 钢丝绳外层钢丝直径简易计算 钢丝绳的外层钢丝直径取决于钢丝绳直径、外层股数和外层股的外层丝数。可以 通过以下公式进行简单计算: 计算公式:δ 外=K× D N ? 3.5 δ 外—股外层钢丝直径(㎜) K—外层钢丝直径系数 D—钢丝绳直径(㎜) N—股外层钢丝根数 钢丝绳外层钢丝直径系数 13 钢丝绳结构 外层钢丝直径系数 K 6 股圆股钢丝绳 1 8 股圆股钢丝绳 0.82 18×7 多层股钢丝绳 0.63 34×7 多层股钢丝绳 0.45 6 股三角股钢丝绳(股芯外包一层钢丝) 1.17 6 股三角股钢丝绳(股芯外包二层钢丝) 1.12 注:对于瓦林吞式(W)的圆股钢丝绳,外层钢丝根数是粗细丝的总和,利用此外层 钢丝直径系数计算出的是外层丝的平均直径。 4.7 旋转稳定性 对每一种钢丝绳,旋转矩值和相对于钢丝绳的旋转角度值应为最小破断拉力的 20%情况下的值。 由于实际原因,这些值可以决定单绳提升系统中钢丝绳的旋转,也可以用这些值 验证有一定提升高度的提升系统滑轮组的平衡。 在单绳提升系统中,当钢丝绳自身重量忽略不计时,钢丝绳的旋转与钢丝绳垂下 的长度成比例。 R =ρ ?? L ? F/S 公式中: R- 旋转角度 [度] ρ -?单位旋转系数[度/1000d 兆帕] L- 钢丝绳长度 [毫米] F- 施加的载荷 [千牛] S- 钢丝绳截面积 [平方毫米] 4.8 滑轮和卷筒的直径 钢丝绳在滑轮和卷筒上的使用寿命取决于凹槽的尺寸和钢丝绳直径与卷筒直径 的比值(通常称为弯曲率)。 不同使用用途钢丝绳的相关标准给出了最小弯曲率。我们根据机械装置分类,规定了 卷筒、回转轮、调整轮不同的D/d比值。 我们认为保证钢丝绳使用寿命最长的弯曲率值如下所示: 工作卷筒和滑轮: D/d ≥ D/? ≥ 回转轮: D/d ≥ D/? ≥ 起重机和升降机: D/d ≥ D/? ≥ 公式中: D - 卷筒和滑轮凹槽底部直径(㎜) d - 钢丝绳公称直径(㎜) ? - 钢丝绳外层钢丝直径(㎜) 卷筒凹槽尺寸 无论何时,使用的卷筒必须带凹槽,而且凹槽尺寸必须符合图纸要求。 单层缠绕卷筒标准 钢丝绳直径小于等于10㎜时,p = 1.15 × d。 钢丝绳直径大于10㎜、小于等于20㎜时,p = 1.12 × d。 14 钢丝绳直径大于20㎜时,p = 1.11 × d。 h = 0.4 × d r = 0.55 × d 式中: d - 钢丝绳直径(㎜) p - 凹槽间距等于(㎜) h- 凹槽深度(㎜) r- 凹槽孔型半径(㎜) 多层缠绕绞盘 多层缠绕要求钢丝绳在张力条件下缠紧,钢丝绳之间的间距必须略大于钢丝绳的 直径公差,缠绕张力必须约为钢丝绳破断拉力的2%,钢丝绳与轮缘之间的角度必须在 0.25度到1.75度之间。 凹槽形状与尺寸 凹槽大小合适是使用钢丝绳的一项基本要求,凹槽底部应比钢丝绳公称直径大一 些,应光滑、成圆形,无划痕和阶梯,凹槽底部曲面应与凹槽侧面很好地结合。 凹槽不能防止钢丝绳侧面变形,因此凹槽的直径总是大于钢丝绳的直径。实际上, 凹槽的合适尺寸如下(钢丝绳直径为d,公差为0~5%): 新凹槽最小直径 ?min = 1.06 d 新凹槽最大直径 ?max = 1.10 d 新凹槽推荐直径 ? =1.08 d 凹槽两边的开角必须在30度到60度之间,但是绳索偏角的值更大。 5、我公司最大钢丝绳生产能力 5.1 最大单绳重量:70 吨 需要说明的是,最大单重与钢丝绳的结构、绳芯类别等都有关系。 5.2 最多一次捻制丝数:54 根 这并不意味着钢丝绳股的最多丝数为 54 根,钢丝绳股可以分层捻制。 5.3 最大钢丝绳直径:φ 120 ㎜ 最大直径与钢丝绳结构有关系,不是所有的结构都可以生产φ 120 ㎜直径。 6、钢丝绳定货技术要求 钢丝绳订货合同的签订是钢丝绳使用的开始,当订购钢丝绳或询问相关事宜时, 应尽可能多地沟通基本情况,签订合同时不要遗漏或弄错技术要求,如产品标准不能 满足订货需求,应以定货技术协议的方式补充。钢丝绳在订货前,我公司向用户提供 订货前的技术服务,必要时我公司派技术人员现场进行供订货前的技术服务。在签订 钢丝绳订货合同时,一般应明确以下内容: ·标准号(产品标准和验收标准); ·产品名称; ·结构(规范的标记代号); ·公称直径; 15 ·捻法/捻向; ·钢丝表面状态(光面/镀锌层级别); ·钢丝绳的涂油状态(绳表面和绳芯的涂油种类和方式); ·绳芯(纤维芯、钢丝股芯、独立钢丝绳芯); ·公称抗拉强度; ·数量(必要时包括长度偏差、理论重量 kg/100m 偏差); ·用途(预期用途); ·其他要求(订货单位、交货期、结算方式、技术参数的补充、特殊的包装要求、 特殊的标识要求等)。 6.1 钢丝绳标记方法 钢丝绳标记系列应由下列内容组成: a) 尺寸 b) 钢丝绳结构 c) 芯结构 d) 钢丝绳级别,适用时 e) 钢丝表面状态 f) 捻制类型及方向。 例如: 22 6×36WS-IWR 1770 B SZ 32 18×19S-IWS 1960 U SZ 95 1×127 1570 B Z 7、钢丝绳基本特性 7.1 抗旋转性 钢丝绳在提升负载时,如果钢丝绳围绕纵向轴线不旋转或几乎不旋转,或者钢丝 绳末端不旋转或旋转量非常小,那么这条钢丝绳就是不旋转钢丝绳。这一特性是由于 绳芯捻向与钢丝绳捻向相反造成的。当对不旋转钢丝绳施加负载时,绳芯产生的扭矩 与外层股产生的扭矩相反,这样就形成了一种平衡。 7.1.1 特点: (a)钢丝绳受拉负荷时很少旋转或完全不旋转; (b)钢丝绳具有较高的耐疲劳性能; (c)钢丝绳具有较高的柔软性,便于操作。 7.1.2 旋转稳定性 在单绳提升系统中,当钢丝绳自身重量忽略不计时,钢丝绳的旋转与钢丝绳垂下 的长度成比例。 7.2 钢丝绳的伸长性 当钢丝绳受到拉伸负载时,都会按不同阶段伸长,在钢丝绳使用前,对钢丝绳进 行预张拉是十分必要的。 7.2.1 钢丝绳的伸长因素 有许多因素会导致钢丝绳在使用中伸长,有些因素导致的伸长极小,通常可以忽 略不计。通常导致钢丝绳伸长的主要原因如下,其中前两个是最重要的因素。 16 (a) 由于每股中的钢丝和钢丝绳中各股的位置调整而导致的伸长—通常称之为 结构伸长。 (b) 由于负荷拉力而产生的弹性伸长。 (c) 由于温度变化造成的伸长或缩短。 (d) 由于钢丝绳一端可自由旋转,造成捻距的增加而造成的伸长。 (e) 由于内部钢丝磨损导致钢丝绳金属面积减小而造成的进一步的结构性伸 长。 (f) 由于拉力负载超过材质的屈服点而导致的永久性的、非弹性的伸长。 7.2.2 钢丝绳预张拉 预拉伸作用于钢丝绳或股时,可以彻底消除“初始结构伸长”,方法是施以一定 的负荷反复拉伸直至钢丝绳的初始伸长消除。 当对钢丝绳施加的负载完全减掉,钢丝绳卷好后会立即返回未预拉伸的状态;因 此,钢丝绳如果在某一负载下记录其准确长度(该负载必须在钢丝绳弹性状态的负载 范围内),可以证明钢丝绳被拉伸到记录的长度时,施加的负载会十分接近记录的负 载;反之,以记录的负载施加到钢丝绳上时,钢丝绳会很明显地伸长至记录长度。因 此在桥梁钢缆、臂式、桅杆式起重场合及架空索道钢丝绳等调整余地很小的使用场合 中,预拉伸钢丝绳的优点显而易见。 由于减少了初始使用时的永久结构伸长,对某些尾绳进行预拉伸处理显得十分必 要。 7.3 弹性模量 弹性模量因绳子结构而变化,但通常随钢丝总截面积的增加而增加,如需要精确 的弹性模量数据,建议用实际样品作弹性模量测试,可以获得比较准确的弹性模量。 钢丝绳种类 6 股钢丝绳 8 股钢丝绳 多股钢丝绳 绳芯 纤维芯 钢芯 纤维芯 钢芯 钢芯 常见结构钢丝绳弹性模量表 弹性模量 MPa 钢丝绳种类 绳芯 90000~120000 三角股钢丝绳 纤维芯 100000~130000 钢芯 80000~110000 CFRC 钢丝绳 钢芯 90000~120000 4 股钢丝绳 纤维芯 100000~130000 密封钢丝绳 钢芯 弹性模量 MPa 95000~125000 100000~130000 105000~135000 85000~115000 115000~140000 7.4 耐磨性和耐疲劳性 钢丝绳的耐磨性和耐疲劳性是相互影响的一对特性,主要的影响因素是钢丝绳的 外层钢丝。对于相同直径、相同强度、相同股数的钢丝绳而言,股外层钢丝数目越多, 则外层钢丝直径越小,这意味着钢丝绳的耐磨性较差而耐疲劳性较好;相反亦反之。 所以,在钢丝绳的选型问题上,应该综合考虑钢丝绳的耐磨性和耐疲劳性,以达到钢 丝绳的最好使用效果。 8、钢丝绳的选型 钢丝绳选型一般在设备设计制造之初已由设计单位定型,因此在采购时原则上应 遵循设计单位的设计选型。但随着钢丝绳制造工艺的提高和部分钢丝绳结构的替代和 17 淘汰,适时地正确地选择适用的钢丝绳对提高生产效率、经济效益是十分必要的。在 特定的使用条件下钢丝绳选型时,应综合考虑如下因素: 8.1 结构选择:线接触结构钢丝绳比点接触钢丝绳使用寿命要长,一般是点接触结 构钢丝绳的 1~2 倍;面接触结构钢丝绳在承受力时,由于钢丝之间的接触面积大,其 应力相对于线接触钢丝绳还要小得多,因此面接触钢丝绳比点接触钢丝绳使用寿命还 要长,一般是点接触结构钢丝绳的 2~3 倍;涂塑钢丝绳在钢丝或者股绳、钢丝绳绳芯 或外面包上一层塑料层。以降低钢丝之间和绳股之间的接触应力,提高钢丝绳使用寿 命。 8.2 强度:在能保证设备安全系数的情况下应选低强度级钢丝绳; 8.3 不旋转性能:多层股钢丝绳、三/四股钢丝绳具有阻旋转的性能; 8.4 抗疲劳性能:在弯曲疲劳是造成钢丝绳损坏主要原因的使用场合,应选择使用小 规格钢丝的钢丝绳、线接触绳股的钢丝绳、压实钢丝绳; 8.5 耐磨性能:当确定磨损是造成钢丝绳损坏的主要原因时,应选用外层钢丝相对较 粗的钢丝绳、压实钢丝绳、同向捻钢丝绳; 8.6 抗变形性能:在挤压变形为钢丝绳主要损坏形式的使用场合,应选用钢芯钢丝绳、 压实钢丝绳; 8.7 耐腐蚀性能:在腐蚀为钢丝绳主要损坏形式的使用场合,应选用镀锌钢丝绳、密 封钢丝绳、涂塑钢丝绳、特殊涂油要求等; 8.8 钢丝绳伸长:在使用中对钢丝绳的伸长要求比较严格时,应选择完工后预张拉的 钢丝绳。 8.9 矿用钢丝绳的选型 选择矿用提升钢丝绳应注意以下几点: (1)在矿井淋水大、酸碱度高的井筒中使用时,由于锈蚀严重,应选用镀锌钢丝 绳。 (2)在磨损严重的矿井中,选用外层钢丝较粗的线接触圆股和异型股钢丝绳或面 接触钢丝绳为好。 (3)以疲劳断丝为钢丝绳损坏的主要原因时,可选用内外层钢丝直径差值小的线 接触钢丝绳(其中以填充式为好)或异型股钢丝绳。 (4)矿井提升用钢丝绳以同向捻钢丝绳为好。 (5)开凿井筒提升用钢丝绳,应选用多层股不旋转钢丝绳。 (6)温度很高或有明火的矸石山等处的提升用钢丝绳,可选用带金属绳芯的钢丝 绳。 (7)钢丝绳罐道用绳最好选用密封型钢丝绳。如选用其它类型的钢丝绳时,以镀 锌钢丝绳为宜。 实践证明,竖井用钢丝绳的损坏多以疲劳断丝和锈蚀为主要因素,磨损是次要因 素。 8.10 起重钢丝绳的选型 起重钢丝绳使用条件的千差万别,选用钢丝绳时遵循下列基本原则: 18 (1)依据拉力负荷选用钢丝绳的直径和强度级别。 (2)依据负荷性质(是静载、还是动载或交变载荷)选用合适的用途。 (3)依据钢丝绳的重要程度选择合理的安全系数。 (4)依据使用的介质环境选用合适的镀层。 (5)依据环境的温度选用合适的绳芯或耐高低温的钢丝绳。 (6)根据各种用途选择合理的钢丝绳结构。 (7)根据所需要的弯曲比选择卷筒和钢丝绳的尺寸。 此外根据使用要求对钢丝绳的捻法、不松散性、不旋转性、润滑脂等要进行合理 的选择。 9、 钢丝绳的运输 运输过程中,原则上钢丝绳轮应水平放置,使用提升装置搬运钢丝绳轮,对钢丝 绳轮进行固定和防护,防止钢丝绳在运输中损伤。 必须使用适宜的设备卸钢丝绳轮,以确保:钢丝绳轮上的外层钢丝绳与吊具不直 接接触;钢丝绳轮不跌落下来或不发生有可能损坏钢丝绳或钢丝绳轮结构的任何摆 动,否则将有可能影响钢丝绳开捆操作和制动操作。 钢丝绳轮不能滚动,如果不可避免,应确保钢丝绳轮沿不被损坏,并且钢丝绳外 层不能与地面接触;没有外包装的钢丝绳搬运时,钢丝绳的表面不许粘上影响使用的 有害异物。 10 钢丝绳的报废 钢丝绳的报废条件,不同的使用 行业有不同的报废标准。在使用中的钢丝绳应 严格按照行业的报废标准执行。当对 于钢丝绳报废的判定有争议时,可邀请相关的 单位共同判定,一方面保证钢丝绳的安全使用,另一方面可以防止钢丝绳过早的报废 造成不必要的浪费。对于没有达到使用寿命而提前报废的钢丝绳,在报废时应尽可能 通知钢丝绳的生产单位分析确认原因后报废。 10.1 矿用钢丝绳的报废《煤矿安全规程》 矿用钢丝绳的报废应严格按照《煤矿安全规程》报废要求进行报废。 ? 使用中钢丝绳安全系数的规定:《煤矿安全规程》第四百零一条 提升装置使 用中的钢丝绳做定期检验时,安全系数有下列情况之一的,必须更换:(一)专为 升降人员用的小于7。(二)升降人员和物料用的钢丝绳:升降人员时小于人 升降 物料时小于6。三)专为升降物料用和悬挂吊盘用的小于5。 ? 摩擦轮式提升钢丝绳等使用时间的规定:第四百零三条 摩擦轮式提升钢丝绳 的使用期限应不超过二年,平衡钢丝绳的使用期限应不超过4年。如果钢丝绳的断丝。 直径缩小和锈蚀程度不超过本规定第四百零五条、第四百零六条、第四百零八条的规 定,可继续使用,但不得超过1年。井筒中悬挂水泵、抓岩机的钢丝绳,使用期限一 般为1年;悬挂水管、风管、输料管、安全梯和电缆的钢丝绳,使用期限一般为2年。 到期后经检查鉴定,锈蚀程度不超过本规程第四百零八条的规定,可以继续使用。 ? 钢丝绳检验结果的判定:《煤矿安全规程》第四百零二条 新钢丝绳悬挂前的 检验(包括验收检验)和在用绳的定期检验,必须按下列规定执行:(二)在用绳的 19 定期检验:1.不合格钢丝的断面积与钢丝总断面积之比达到25%时,该钢丝绳必须更 换;2.以合格钢丝拉断力总和为准算出的安全系数,如低于本规程第四百零一条的 规定时,该钢丝绳必须更换。 ? 钢丝绳断丝的规定:《煤矿安全规程》第四百零五条 各种股捻钢丝绳在1个捻 距内断丝断面积与铜丝总断面积之比,达到下列数值时,必须更换:(一)升降人员 或升降人员和物料用的钢丝绳为5%。(二)专为升降物料用的钢丝绳、平衡钢丝绳、 防坠器的制动钢丝绳(包括缓冲绳)和兼作运人的钢丝绳牵引带式输送机的钢丝绳为 10%。(三)罐道钢丝绳为15%。(四)架空乘人装置、专为无极绳运输用的和专为运 物料的钢丝绳牵引带式输送机用的钢丝绳为25%。 ? 钢丝绳绳径的规定:《煤矿安全规程》第四百零六条 以钢丝绳标称直径为准 计算的直径减小量达到下列数值失地必须更换:(一)提升钢丝绳或制动钢丝绳为 10%。(二)罐道钢丝绳为15%。使用密封钢丝绳外层钢丝厚度磨损量达到50%时, 必须更换。 ? 钢丝绳受到卡罐、突然停车等猛烈拉力时,如何处理的规定:《煤矿安全规程》 第四百零七条 钢丝绳在运行中遭受到卡罐、突然停车等猛烈拉力时,必须立即停车 检查,发现下列情况之一者,必须将受力段剁掉或更换全绳。(一)钢丝绳产生严重 扭曲或变形。(二)断丝超过本规程第四百零五条的规定。(三)直径减小量超过本规 程第四百零六条的规定。(四)遭受猛烈拉力的一段的长度伸长0.5%以上。在钢丝绳 使用期间,断丝数突然增加或伸长突然加快,必须立即更换。 ? 钢丝绳中钢丝锈蚀:《煤矿安全规程》第四百零八条 钢丝绳的钢丝有变黑、 锈皮、点蚀麻坑等损伤时,不得用作升降人员。钢丝绳锈蚀严重或点蚀麻坑形成沟 纹,或外层钢丝松动时,不论断丝数多少或绳径是否变化,必须立即更换。 10.2 起重机械用钢丝绳的报废 起重机械用钢丝绳的报废应严格按照《起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范》 报废要求进行报废。 ? 断丝的性质和数量:断丝的数量和性质:当使用中的钢丝绳达到《起重机械用 钢丝绳检验和报废实用规范》中规定断丝数值后,应立即报废。 ? 绳端断丝:当绳端或其附近出现断丝时,可能是由于绳端安装不正确造成的, 应查明损坏原因。如果绳长允许,应将断丝的部位切去重新合理安装。 ? 断丝的局部聚集:如果断丝紧靠一起形成局部聚集,则钢丝绳应报废。如这种 断丝聚集在小于 6d 的绳长范围内,或者集中在任一支绳股里,那么,即使断丝数比 表列的数值少,钢丝绳也应予报废。 ? 断丝的增加率:在某些使用场合,疲劳是引起钢丝绳损坏的主要原因,断丝则 是在使用一个时期以后才开始出现,但断丝数逐渐增加,其时间间隔越来越短。在此 情况下,为了判定断丝的增加率,应仔细检验并记录断丝增加情况。判明这个“规律” 可用来确定钢丝绳未来报废的日期。 ? 绳股断裂:如果出现整根绳股的断裂,则钢丝绳应报废。 ? 由于绳芯损坏而引起的绳径减小:当钢丝绳的纤维芯损坏或钢芯(或多层结构 20 中的内部绳股)断裂而造成绳径显著减小时,钢丝绳应报废。 ? 弹性减小:弹性减小通常伴随下述现象:a.绳径减小;b.钢丝绳捻距伸长;c.由 于各部分相互压紧,钢丝之间和绳股之间缺少空隙;d.绳股凹处出现细微的褐色粉 末;e.虽未发现断丝,但钢丝绳明显的不易弯曲和直径减小比起单纯是由于钢丝磨 损而引起的也要快得多。这种情况会导致在动载作用下突然断裂,故应立即报废。 ? 外部及内部磨损:磨损使钢丝绳的断面积减小因而强度降低。当外层钢丝磨损 达到其直径的 40%时,钢丝绳应报废;当钢丝绳直径相对于公称直径减小 7%或更多 时,即使未发现断丝,该钢丝绳也应报废:。 ? 外部及内部腐蚀:外部钢丝的腐蚀可用肉眼观察。当表面出现深坑,钢丝相当 松弛时应报废。 ? 内部腐蚀:如果有任何内部腐蚀的迹象,则应按《起重机械用钢丝绳检验和报 废实用规范》附录 C 的说明由主管人员对钢丝绳进行内部检验。若确认有严重的内部 腐蚀,则钢丝绳应立即报废。 ? 变形:出现波浪形时,在钢丝绳长度不超过 25%范围内,若 d≥4d/3,则钢丝 绳应报废。式中 d 为钢丝绳的公称直径;d1 是钢丝绳变形后包络的直径。具有钢芯的 钢丝绳当外层绳股发生脱节或者变得比内部绳股长的时候就会发生这种变形。笼状畸 变的钢丝绳应立即报废。 ? 绳股挤出:这种状况通常伴随笼状畸变一起产生。绳股被挤出说明钢丝绳不平 衡。绳股挤出的钢丝绳应立即报废。 ? 钢丝挤出:此种变形是一部分钢丝或钢丝束在钢丝绳背着滑轮槽的一侧拱起形 成环状。这种变形常因冲击载荷而引起。若此种变形严重时,则钢丝绳应报废。 ? 绳径局部增大:绳径局部严重增大的钢丝绳应报废。 ? 扭结:严重扭结的钢丝绳应立即报废。 ? 绳径局部减小:绳径局部严重减小的钢丝绳应报废。 ? 部分被压扁:钢丝绳部分被压扁是由于机械事故造成的。严重时,则钢丝绳应 报废。 ? 弯折:这种变形的钢丝绳应立即报废。 ? 由于热或电弧的作用而引起的损坏:钢丝绳经受了特殊热力的作用其外表出现 可识别的颜色时,该钢丝绳应予报废。 10.3 钢丝绳的损坏因素 钢丝绳的损坏主要是在长期使用中逐渐形成的。当钢丝绳进出滑轮和卷筒时,除 产生拉应力外,还有挤压、弯曲、接触和扭转等应力。实践证明,钢丝绳的反复弯曲 和反复挤压所造成的金属疲劳是钢丝绳破坏的主要原因。当反复弯曲、挤压、摩擦达 到一定次数时,外层钢丝由于弯曲疲劳和磨损会首先断裂。其他没有折断的钢丝所受 的拉力就越大,疲劳和磨损就愈加剧,从而使断丝速度逐渐加快。当断丝量达到一定 21 数目时,钢丝绳便不能继续使用了,应当予以报废。 根据钢丝绳破坏的主要原因,为提高其使用寿命,在实际使用中应注意以下几点: 10.3.1 在卷绕系统的设计中应尽量减少钢丝绳的弯折次数,即不要使钢丝绳通过 太多的滑轮,并尽量避免使钢丝绳反向弯折,因反向弯折的破坏作用约为同向弯折的 二倍,这样将导致钢丝绳过早疲劳损坏。 10.3.2 滑轮和卷简直径 D 与钢丝绳直径 d 的比值也影响钢丝绳的寿命。比值越大 对钢丝绳的寿命越有利,故设计中规定了 D/d 所容许的最小比值。 10.3.3 滑轮与卷筒的材料太硬,对钢丝绳使用寿命不利。试验表明,以铸铁滑轮 代替铸钢滑轮能提高钢丝绳寿命 10%~20%。采用尼龙滑轮,也有利于钢丝绳的寿命。 10.3.4 钢丝绳在使用中应加强维护和保养,定期润滑可防止锈蚀,减少钢丝绳内 外磨损,提高使用寿命。 10.4 断丝 出现断丝会使钢丝绳强度降低,如果断丝集中在一个捻距或同一断面内,则严重 影响钢丝绳的强度,很可能会发生提升事故。断丝的根数、部位及捻距情况是日常要 进行检查的。对于不松散钢丝绳,钢丝断丝后不翘起,仍在原位,用眼不易查出,必 须借助于仪器钢丝绳探伤仪进行检查。 10.4.1 疲劳断丝的钢丝:断口平齐,发现这种情况,说明钢丝绳已接近使用后期, 在加强检查的同时应做好换绳准备。 10.4.2 磨损断丝的钢丝,断口两侧呈斜茬,断口扁平,出现在磨损严重的部位。 10.4.3 锈蚀断丝的钢丝,断头呈钎尖状,锈蚀严重的钢丝绳使用后期出现这种情 况。 10.4.4 拉断断丝,在拉力超过强度极限后,或在发生提升事故时会出现拉断断丝, 断头呈锥形。 10.4.5 扭断断丝,钢丝绳松弛“打结”而又突然受到拉力作用时,会出现钢丝扭 断,断口呈扭劈斜茬形状。 22 10.5 钢丝绳的损坏示例 图 12 10.5.1 由于在尖锐的突起上承载运行而导致机械损伤。 10.5.2 由于支撑结构的摩擦导致局部磨损。钢丝绳在天轮与卷筒之间震动。 10.5.3 狭窄的磨损会导致疲劳断裂,钢丝绳在过大绳槽中工作或者在过小的支撑滚上 工作都会导致此问题。 10.5.4 两条平行断丝表明钢丝绳在过小的绳轮绳槽中弯曲。 10.5.5 严重磨损,纤维主芯凸出。 10.5.6 同向捻制的钢丝绳的严重磨损,由于多层缠绕的钢丝绳相交点间摩擦引起。 10.5.7 由于钢丝绳在腐蚀性环境中引起的严重腐蚀。 8 10.5.8 外表几乎没有损坏迹象,但内部锈蚀。股间空隙的完全消失表明内部损坏。 23 10.5.9 由于弯曲疲劳引起的典型断丝。 10.5.10 或绳芯之间的断丝,由于缺乏绳芯支撑引起,与股“顶部”断丝明显不同。 10.5.11应力作用下出现的 IWR(独立结构钢丝绳主芯)断开,注意外层股钢丝的交咬。 10.5.12芯突出,由于突加负载引起的扭曲不平衡造成的。 10.5.13以前打结的部位出现的局部磨损和变形的典型情况。 10.5.14 多股钢丝绳出现的鸟笼状,由于扭曲不平衡造成,典型情况可见于多绳起重 机的锚定端。 10.5.15 由于突加负载引起的 IWR(独立结构钢丝绳主芯)凸出。 10.5.16 明显磨损及严重的内部锈蚀。在此例中,高拉力,摩擦和腐蚀性环境并存。 24 附表 1: 油脂 油脂 钢丝绳生产工艺流程图 钢丝绳的原材 料 纤维芯 钢丝 捻股 打轴 捻绳 捻股 烘干 浸油 捻绳 预张拉 包装 检验入库 出厂 25 附表 2: 26


william威廉希尔
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