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钢丝绳的质量问题和改进措施

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随着钢丝绳品种日益增多,其应用范围也随之越来越广泛。在不同的环境下使用,经常会出现钢丝绳没有达到它的预期寿命。严重时,一项工程可能要更换2~3次钢丝绳,这样不仅加大了施工成本,更降低了作业效率。因此,知道如何正确的使用钢丝绳和影响钢丝绳使用寿命的各种因素,延长其使用寿命,提高作业效率和经济效益,保证施工工期,具有重要的意义。本文即从制造和使用两个方面来解析影响钢丝绳使用寿命的各种因素。
1 制造过程质量问题及改进措施
    钢丝绳在制造过程中易出现:绳芯支撑不足、缺钢丝、钢丝绳有应力、钢丝绳钢丝凸丝等问题。
1.1 绳芯支撑不足
    钢丝绳绳芯主要有二大类:一是金属芯;二是麻芯。
    (1)金属芯钢丝绳。当金属绳芯偏细时钢丝绳会出现金属芯伸长或缩径的现象,影响钢丝绳使用寿命,经实验证明合理的金属芯直径比主股直径大15%~20%最为宜。
    (2)麻芯钢丝绳。麻芯直径粗细差异较大,直径细的地方对钢丝绳绳股难以形成有力支撑作用,黄麻由于其质软,所以支撑不足现象最易发生。对于起重机或矿用钢丝绳最好不要使用黄麻芯钢丝绳,另外麻芯的捻距要小,制作麻芯的纱条要均匀,有效避免由于绳芯直径的不均匀性所带来的支撑不足问题。
1.2 缺钢丝
    钢丝绳中有缺丝是生产钢丝绳钢丝断后没有修补。造成断丝的原因很多,但无论哪种原因造成的断丝,生产钢丝绳的厂家都必须及时修补。
1.3 钢丝绳有应力
    钢丝绳有应力在使用时感觉钢丝绳僵硬,放绳时钢丝绳会产生扭结现象,缠绕困难。造成这种现象是由于生产钢丝绳时,股和绳的应力没有完全消除,所以生产钢丝绳时,捻股和合绳都必须合理使用好变形器等工艺装备,确保钢丝绳平直而不扭结。
1.4 钢丝绳中钢丝凸丝
    凸丝是钢丝绳绳股中出现一根或者多根钢丝交叉凸起的现象或者呈弓形、环形状。这种缺陷产生的原因有:捻股时各钢丝之间的张力不均;点接触钢丝绳股中中心钢丝放大量不足;合绳时预变形器压弯量太大;线接触钢丝绳生产时中心模或压线模过大;压线模不在自然合拢点上造成。
    改进的措施:捻股时要适时调正各钢丝的张力,尽可能的保持一致,点接触钢丝绳股中中心钢丝放大量要适当加大。通过实验,中心丝放大量在0.15mm左右为宜,合绳时压弯量要适中,一般股的变形率为85~95%既可。
2   钢丝绳使用过程中常见的质量问题及改进措施
    钢丝绳使用中常常出现的质量问题主要有:断丝、断股、变形三大类。
2.1 断丝
    钢丝绳使用一段时间后,会出现断丝现象,而断丝主要集中在绳端,正常经过传动部位,卷筒上等位置。引起断丝的主要原因有:疲劳、磨损、外力损伤、腐蚀等。
    (1) 绳端及其附近出现的断丝。表明该部位钢丝绳的附加应力较大产生的,是由于安装不正确造成的,如果设备上钢丝绳长度允许应截去断丝部位重新安装。
    (2) 传动部位的断丝。表明该部位的钢丝绳在使用过程中,受到严重的挤压、磨损、疲劳等非正常因素造成。
    挤压是由于钢丝绳在正常使用运行、排列过程中受到了限制后,改变了钢丝绳正常的运行轨迹,使得钢丝绳长时间受损后而出现断丝;滑轮绳槽半径r应在0.525d—0.550d之间,而以0.537d为最佳,其中d为钢丝绳公称直径。滑轮槽因磨损而损坏,钢丝绳运行时滑出绳槽,卷筒上乱排等。
磨损是钢丝绳在运行过程中受到摩擦后而导致钢丝绳变细、断丝、变形等异常现象。主要表现为:钢丝绳绳径变细、绳子的形状改变等不良症状。要尽量保证钢丝绳均匀磨损,实现证明当钢丝绳中期换头,可有效防止钢丝绳磨损的不均匀性,提高钢丝绳的使用寿命。
2.2 断股
    当钢丝绳某部位断丝达到一定的程度就会出现断股现象,除了断丝引起断股,还有外力损伤、运输途中铲车的铲坏;使用过程中的受到挤压、抽拉、刮碰;安装过程中扭结变形、电焊渣的灼伤等都会引起钢丝绳局部严重损伤后导致断股;卷筒上钢丝绳排列不好,对钢丝绳的损伤也是很严重的。乱卷、乱排会造成钢丝绳早期断丝、断股等异常现象。要避免此类质量问题的发生,在运输、使用过程都必须注意不要损坏钢丝绳表面,在松卷过程中,不得随意抽取以免形成圈套和死结。
2.2 变形
    钢丝绳失去正常形状出现的畸形称这变形。主要表现为:波浪形、灯笼状、松(丝)股、绳径变(小)大、压扁、扭结(弯折)等这些变形会导致钢丝绳内部应力分布不均匀。
    (1)波浪形:钢丝绳的纵向轴线呈螺旋线形状。造成这种现象可能是钢丝绳局部应力集中或者是受到加捻(松捻)导致钢丝绳原有的结构被改变,应力再分配不均匀而出现的异常现象。如生产过程中,各股的张力差异、多股绳内外层旋转力矩不平衡,安装过程中局部加(松)捻,使得钢丝绳在使用后出现波浪形。
    (2)灯笼状:这种变形主要出现在具有钢芯的钢丝绳上。当外层绳股发生脱节或者变得比内部绳股长的时候,处于松驰状态的钢丝绳突然受载时就会产生这种变形。如多股绳安装时局部受到加(松)捻后,引起内外层力矩失去平衡、超吊重或滑轮组过多时引起内外层力矩平衡的破坏,造成变形分成出现“灯笼”状。
    (3)松(丝)股:这种状况通常与“灯笼”状一起产生。主要表现为:股上钢丝的拱起形成环状,绳股挤出产生股交叉(骑马)。股上钢丝的拱起可能是钢丝绳在使用过程中因滑轮槽R偏小受到挤压或因瞬时冲击载荷造成的;而股交叉则与安装、滑轮槽R偏小、冲击载荷、超载等因素有关。
    (4)绳径变(小)大:绳径的变化与绳芯有很大的关系。当绳芯断裂、局部磨损严重时,绳径一定会变小;而纤维芯受潮、钢芯的变形会引起绳径变大。
    (5)压扁:钢丝绳部分被压扁是由于机械事故造成的。另外,钢丝绳在安装时,卷筒下层缠不紧,导致在使用过程中上层绳子受力后,下层绳子因缠绕松支撑不足,造成局部钢丝绳被压扁现象。
    (6)扭结:扭结是由于钢丝绳成环状在不可能绕其轴线转动的情况下被拉紧而造成的一种变形。其结果是局部加捻或松捻导致捻距不均匀而引起过度磨损,严重时钢丝绳将产生扭曲弯折。
钢丝绳在使用时,应避免锐角曲折。起重机的起(制)动、加(减)速度均需缓慢,防止钢丝绳受力过猛而崩断。作业时,操作人员要每天检查一次钢丝绳,注意检查钢丝绳是否磨损、断丝、腐蚀、直径变化以及其它物理、化学变化,加强使用中钢丝绳的保养,从而提高钢丝绳的使用寿命。

 

 

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