将含碳量0.5%~0.8%的优质碳素钢丝经捻绕成绳股后,再将若干绳股围绕绳芯捻制即形成钢丝绳。钢丝绳抗拉强度高,且柔韧性、耐久性、抗磨损性、承载性、抗腐蚀性很强,广泛用于起重机械的起升、变幅、牵引等机构,还可用作桅杆起重机的张紧绳、缆索起重机的承载索以及捆绑物件的司索绳。
1.钢丝绳的选择
选择适宜的钢丝绳可减少使用中的危险因素,降低对人、机的危害,防止过早损坏。选择钢丝绳时,不仅应考虑其破断拉力、捻绕方向、绳股数量、绳芯结构、抗旋转性能和润滑性能等因素,还应考虑起重机械的实际工况。
比如用单绳或多绳提升自由悬挂负荷时,可选择抗旋转钢丝绳,如图1所示;而用于提升有导向装置的负荷时,可选择非抗旋转钢丝绳,如图2所示。
为提高钢丝绳的使用寿命,应尽量选择线接触钢丝绳,不宜选择点接触钢丝绳。
不宜选择强度过高的钢丝绳,其强度一般不应超过2160 MPa。吊运熔化或炽热金属的工况,应选择石棉芯、耐高温钢丝绳。
2.钢丝绳的安装和使用
(1) 正确安装
钢丝绳应在预紧状态下进行安装。卷筒上的每1层钢丝绳都应进行预紧安装,这样可以去除钢丝绳的弯曲刚度,提高载荷作用下钢丝绳结构稳定性。安装钢丝绳时,应在洁净的地方拖线,不应绕在其他物体上,要防止划、磨、碾压和过度弯曲。
卷绕钢丝绳时,应严格按有关安全操作规程作业。卷绕时若钢丝绳绕乱,应立即停止卷绕,否则将损坏钢丝绳,以致不能复原甚至报废。此时应拆开绳端进行调整,一次调整不好,应反复调整2~3次。调整时不得将手放在卷筒附近作业,以免造成人身伤害。卷绕时可用榔头适度敲打钢丝绳,使其整齐地排列在卷筒上。
在卷筒上安装钢丝绳时,绳端与卷筒绳槽应同高或低5 mm。若绳端高出卷筒绳槽,则第2层及以后各层的钢丝绳容易出现层次混乱现象,导致钢丝绳作业中滑动,引起钢丝绳振动甚至断线。
(2) 合理使用
起升机构和变幅机构不得使用编结接长的钢丝绳。在接长钢丝绳时,必须保证接头连接强度不小于钢丝绳破断拉力的90%。起升高度较大的起重机,宜采用不旋转、无松散倾向的钢丝绳。采用其他钢丝绳时,应有防止钢丝绳和吊具旋转的装置或措施。当吊钩处于工作位置最低点时,钢丝绳在卷筒上缠绕圈数,除去固定绳尾的圈数,应多于3圈。
为了延长钢丝绳的使用寿命,应尽可能选用较大直径的卷筒和滑轮,一般可按以下公式计算:D≥35d(D为卷筒或滑轮直径,d为钢丝绳直径);卷筒和滑轮的材料硬度也对钢丝绳寿命有一定影响,使用铸铁卷筒和滑轮比铸钢的要好;应当尽量减少钢丝绳的弯曲次数,即不要使钢丝绳通过太多的滑轮;钢丝绳在卷筒上,应能按顺序整齐排列;载荷由多根钢丝绳支承时,应设有使每根钢丝绳均衡受力的装置。
3.钢丝绳端部连接方法
钢丝绳在使用时需与其他承载零件连接,以传递载荷,为此需要将钢丝绳端部进行固定连接,其方法大致有以下几种:
(1) 编结法
编结法是最常用的一种钢丝绳端部连接方法。这种方法利用心形套环先将钢丝绳末端折返回来,再将端部各股分别编结于钢丝绳各股中,每股穿插编结4~5次,最后用细钢丝扎紧。捆扎长度应为钢丝绳直径的20~25倍,且不应小于300 mm。
(2) 楔形套筒法
楔形套筒法如图3所示,即钢丝绳端部用钢材制造的楔块和楔套连接。此种连接方法可保持钢丝绳80%破断拉力。
(3) 绳卡固定法
绳卡固定法即将钢丝绳端部套在心形套环上,用特制的钢丝绳卡头固定。用绳卡固定连接时,应满足表1中的数量要求,同时应保证连接强度不小于钢丝绳破断拉力的85%。绳卡压板应在钢丝绳工作段上,U形螺栓扣在钢丝绳靠近端部一侧,间距不小于钢丝绳直径的6倍。
(4) 铝合金压头法
铝合金压头法如图4所示,钢丝绳端部用铝合金套压缩法连接时,先将钢丝绳端头拆散,各股留头错开,使各股留头长度不超过铝套长度;再切去绳芯,弯转180°后用钎子分别插入主索中;最后套入铝套,在气锤上压成椭圆形,用模具压制成型。此种连接方法加工工艺性好,质量小,安装方便,可保持钢丝绳90%破断拉力。
(5) 锉形套浇铸法
锉形套浇铸法如图5所示,使用锉形套浇铸法连接时,其连接强度可达到钢丝绳的破断拉力,即可保持钢丝绳100%破断拉力。
(6) 可拆卸接头连接法
可拆卸接头连接法如图6所示。钢丝绳端部用可拆卸式接头连接时,其接头连接处可自由转动,在使用中可解除钢丝绳部分旋转力。此种连接方法可保持钢丝绳90%破断拉力。
4.钢丝绳的维护保养
对钢丝绳进行维护保养的目的是延长其使用寿命,提高设备的安全性和经济效益。使用中的钢丝绳每月至少应润滑2次,润滑剂不宜采用润滑脂,应使用钢丝绳油,亦可用中等浓度的机油。润滑前,要先用钢丝刷子刷去钢丝绳上的污物,并用煤油清洗,然后用加热至80 ℃以上的润滑油进行浸润,使润滑油浸透到绳芯。润滑时应特别注意不要漏过不易看到和不易接近的部位,如平衡滑轮处的钢丝绳。
使用中的钢丝绳应每天进行检查,包括检查端部固定连接处、平衡滑轮处的运行状态,并做出安全性能判断。使用中的钢丝绳若开卷时,应防止打结或扭曲。
未使用的钢丝绳必须存放在干净、凉爽、干燥的室内,不能直接堆放在露天场地。
(3) 绳卡固定法
绳卡固定法即将钢丝绳端部套在心形套环上,用特制的钢丝绳卡头固定。用绳卡固定连接时,应满足表1中的数量要求,同时应保证连接强度不小于钢丝绳破断拉力的85%。绳卡压板应在钢丝绳工作段上,U形螺栓扣在钢丝绳靠近端部一侧,间距不小于钢丝绳直径的6倍。
(4) 铝合金压头法
铝合金压头法如图4所示,钢丝绳端部用铝合金套压缩法连接时,先将钢丝绳端头拆散,各股留头错开,使各股留头长度不超过铝套长度;再切去绳芯,弯转180°后用钎子分别插入主索中;最后套入铝套,在气锤上压成椭圆形,用模具压制成型。此种连接方法加工工艺性好,质量小,安装方便,可保持钢丝绳90%破断拉力。
(5) 锉形套浇铸法
锉形套浇铸法如图5所示,使用锉形套浇铸法连接时,其连接强度可达到钢丝绳的破断拉力,即可保持钢丝绳100%破断拉力。
(6) 可拆卸接头连接法
可拆卸接头连接法如图6所示。钢丝绳端部用可拆卸式接头连接时,其接头连接处可自由转动,在使用中可解除钢丝绳部分旋转力。此种连接方法可保持钢丝绳90%破断拉力。
4.钢丝绳的维护保养
对钢丝绳进行维护保养的目的是延长其使用寿命,提高设备的安全性和经济效益。使用中的钢丝绳每月至少应润滑2次,润滑剂不宜采用润滑脂,应使用钢丝绳油,亦可用中等浓度的机油。润滑前,要先用钢丝刷子刷去钢丝绳上的污物,并用煤油清洗,然后用加热至80 ℃以上的润滑油进行浸润,使润滑油浸透到绳芯。润滑时应特别注意不要漏过不易看到和不易接近的部位,如平衡滑轮处的钢丝绳。
使用中的钢丝绳应每天进行检查,包括检查端部固定连接处、平衡滑轮处的运行状态,并做出安全性能判断。使用中的钢丝绳若开卷时,应防止打结或扭曲。
未使用的钢丝绳必须存放在干净、凉爽、干燥的室内,不能直接堆放在露天场地。
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