塔式起重機(jī)起升鋼絲繩

1、塔式起重機(jī)起升鋼絲繩(2004年第三期)發(fā)布日期：2004-4-30 瀏覽次數(shù)：1267長(zhǎng)沙建設(shè)機(jī)械研究院 喻樂(lè)康/Yu Lekang塔式起重機(jī)起升鋼絲繩使用壽命，長(zhǎng)的一年以上，短的3個(gè)月，有的更短。塔機(jī)行業(yè)每年斷繩事故數(shù)不勝數(shù)，無(wú)法統(tǒng)計(jì)，往往會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的后果，損失巨大。正確設(shè)計(jì)和使用塔機(jī)起升鋼絲繩，不僅能延長(zhǎng)鋼絲繩的壽命，還能防止斷繩傷人事故的發(fā)生。1 設(shè)計(jì)選型推薦線接觸、異形股、防扭鋼絲繩 按照股中相鄰鋼絲的接觸狀態(tài)，鋼絲繩可分為點(diǎn)接觸、線接觸、面接觸三類；按照構(gòu)成股端面的形式，鋼絲繩可分為圓股、異形股（包括三角股、橢圓股、扇形 股）兩類；按照防扭性能，鋼絲繩可分為防扭（不旋轉(zhuǎn)

2、）、微防扭和不防扭三類。按照繩芯的材料，鋼絲繩可分為纖維繩芯和金屬繩芯兩類。點(diǎn)接觸繩鋼絲接觸應(yīng)力大，經(jīng)過(guò)卷筒和輪槽處將產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，易疲勞斷絲，壽命短，但柔軟性好。使用范圍窄。線接觸繩鋼絲接觸應(yīng)力較小，無(wú)二次彎曲應(yīng)力，耐疲勞，耐磨損，抗擠壓，壽命較長(zhǎng)。使用范圍廣。面接觸繩結(jié)構(gòu)緊密，鋼絲接觸應(yīng)力小，無(wú)二次彎曲應(yīng)力，耐疲勞，耐磨損，抗擠壓，壽命長(zhǎng)。價(jià)格貴，使用范圍比較特殊。異形股繩同圓形股相比，破斷拉力提高20%，壽命長(zhǎng)23倍。原因在于異形股繩與匹配繩槽的接觸面積高34倍，顯著降低鋼絲接觸應(yīng)力。防扭繩包括多層股、橢圓股、扇形股三種結(jié)構(gòu)形式。防扭特性是通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)和加工方法實(shí)現(xiàn)的。防扭繩廣泛應(yīng)用于

3、起升作業(yè)要求重物不旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。纖維芯繩纖維芯繩吸振性能好，受碰撞和沖擊載荷時(shí)能起緩沖作用；纖維芯繩柔軟，彎曲性能好；纖維芯繩儲(chǔ)存油脂，潤(rùn)滑性能好，防腐性能好。鋼芯繩破斷拉力大，耐高溫，抗擠壓。 國(guó)內(nèi)塔機(jī)行業(yè)的起升鋼絲繩多數(shù)廠家使用6×29Fi+IWR（簡(jiǎn)稱6T29），有的廠家甚至還在用6×19（點(diǎn)接觸繩），少部分使用35×7，還有少數(shù) 廠家使用4V、U4等。國(guó)外塔機(jī)大多使用防扭性能很好的35×7、4V×39S、U4（Swaged4×39S）及其相近型號(hào)的鋼絲繩。6×29Fi+IWR屬于線接觸、微防扭繩，鋼芯，防扭性能差，僵性

4、大，適合于獨(dú)立高度以下的低塔使用；35×7屬于多層股防扭繩，鋼芯，柔軟性好，但絲細(xì)易掛碰損壞，使用維護(hù)要求高，適合于高塔使用。4V屬于扇形股繩，纖維芯，防扭性能好，但僵性大，高低塔均適用。U4是一種新的日本塔機(jī)用起升繩（國(guó)內(nèi)有生產(chǎn)），屬于異形股繩，纖維芯，結(jié)構(gòu)類似4V，防扭性能好，壽命比35×7和6T29長(zhǎng)，僵性比4V小，高低塔均適用。根據(jù)使用情況看，U4是一種較好的起升繩，各方面均較理想，很有發(fā)展前途。2 繩輪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2.1 繩槽尺寸滑輪槽底的半徑對(duì)鋼絲繩使用壽命至關(guān)重要，必須合適（1.051.1R繩），如果繩槽過(guò)大過(guò)小，鋼絲繩使用早期就會(huì)出現(xiàn)變形、斷絲等

5、嚴(yán)重影響鋼絲繩壽命和危及安全的問(wèn)題。鋼絲繩與繩槽的接觸包角以120°為宜。順便提一句，鋼絲繩直徑應(yīng)滿足安全系數(shù)的要求。如工作級(jí)別M5的起升機(jī)構(gòu)，鋼絲繩安全系數(shù)應(yīng)達(dá)到5.5。2.2 繩徑比滑輪和卷筒直徑對(duì)鋼絲繩壽命同樣重要，必須符合標(biāo)準(zhǔn)。如工作級(jí)別M5的起升機(jī)構(gòu)，卷筒直徑、滑輪直徑與防扭鋼絲繩直徑比分別為20、22.4。2.3 穿繞方向在繩輪系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，起升鋼絲繩從卷筒出來(lái)后要經(jīng)過(guò)過(guò)渡滑輪、起重量限制器、載重小車、吊鉤等多處穿繞。繞繩設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能順一個(gè)方向繞（圖2），順時(shí)針逆時(shí)針結(jié)合（圖1）將加大上層鋼絲拉壓循環(huán)應(yīng)力，加劇鋼絲繩的疲勞破壞。確實(shí)難以統(tǒng)一為一個(gè)方向時(shí)，就應(yīng)盡量增大鋼絲繩進(jìn)

6、出折轉(zhuǎn)角。2.4 卷筒繞繩偏心角偏心角是指卷筒（多層纏繞）最邊緣處鋼絲繩與卷筒垂線的夾角，這個(gè)偏心角不能大于1.5°。2.5 防跳槽設(shè)計(jì)鋼絲繩防跳槽設(shè)計(jì)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均有規(guī)定，如果鋼絲繩脫離繩槽后仍在使用，滾動(dòng)摩擦變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦，產(chǎn)生的瞬間摩擦熱導(dǎo)致鋼絲表層變?yōu)轳R氏體而脆斷。特別是兩個(gè)滑輪并排的情況，最好擋繩裝置各自獨(dú)立，一是剛度好，二是兩根繩不會(huì)跳到一個(gè)槽內(nèi)。當(dāng)兩根繩跳到一個(gè)槽內(nèi)，特別是一根動(dòng)一根不動(dòng)時(shí)，動(dòng)的一根像鋸子一樣很快將不動(dòng)的一根磨斷，司機(jī)和吊裝人員很難發(fā)現(xiàn)此種跳繩現(xiàn)象，但通過(guò)設(shè)計(jì)完全可杜絕。擋繩裝置必須有足夠的剛度，不然換檔變速（特別是鼠籠電機(jī)）沖擊和不可預(yù)測(cè)的外力將很容易使鋼絲

7、繩跳出槽。2.6 鼠籠電機(jī)換檔沖擊將縮短鋼絲繩的壽命鋼絲繩運(yùn)行速度頻繁發(fā)生急劇變化時(shí)，將造成瞬間沖擊載荷，縮短鋼絲繩的壽命，隱含著較大的危害性。鼠籠電機(jī)換檔調(diào)速將達(dá)到2.53.5倍的沖擊，單繩額定載荷大于1.5t就不宜采用多速鼠籠電機(jī)變速方案了。2.7 折線繩槽卷筒能改善排繩鋼絲繩在卷筒上纏繞時(shí)，應(yīng)盡可能排列整齊。散亂纏繞時(shí)將造成相鄰鋼絲繩相互擠壓，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，產(chǎn)生早期斷絲，直接影響鋼絲繩壽命。 現(xiàn)在塔機(jī)行業(yè)內(nèi)許多實(shí)體在開(kāi)發(fā)折線繩槽，但效果并不理想。為什么？參數(shù)適當(dāng)?shù)恼劬€繩槽確實(shí)能改善排繩，但有幾個(gè)前提。一是參數(shù)要適當(dāng)，其中折線包角與卷 筒直徑的關(guān)系、間距最為關(guān)鍵；二是鋼絲繩在卷筒上纏繞時(shí)要

8、有預(yù)緊力，若下層繩較松，上層繩吊重受載時(shí)將會(huì)嵌入下層中，無(wú)法保持整齊；三是吊鉤不能著地。3 鋼絲繩的使用與維護(hù)最重要3.1 潤(rùn)滑鋼絲繩潤(rùn)滑油可防止鋼絲生銹，減小鋼絲之間、鋼絲繩與滑輪之間的磨檫力，對(duì)延長(zhǎng)使用壽命十分有益。通常情況下，新出廠的繩已經(jīng)進(jìn)行了潤(rùn)滑處理，但在使用過(guò)程中，油脂會(huì)流失減少。為把腐蝕、摩擦對(duì)鋼絲繩的危害降低到最低程度，定期進(jìn)行潤(rùn)滑檢查和潤(rùn)滑十分必要。3.2 卷繞不能打結(jié)（或打折、打扭）鋼絲繩卷繞一定要注意保持平直伸展，不然極易造成鋼絲繩打結(jié)（或打折、打扭）而發(fā)生斷繩事故。我們?cè)谔幚硭C(jī)斷繩事故時(shí)，發(fā)現(xiàn)往往是工人師傅給卷筒繞繩時(shí)或給載重小車和吊鉤穿繩時(shí)鋼絲繩打了結(jié)（或打折、打扭）。這樣的案例很多，幾率相當(dāng)高。問(wèn)題出在哪里呢？關(guān)鍵是工人師傅不知道打結(jié)的危害性和正確的操作方法。因此，適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)是必要的，使用說(shuō)明書也應(yīng)有必要的說(shuō)明。3.3 合理配置鋼絲繩長(zhǎng)度卷筒上多余的鋼絲繩相互擠壓，易亂繩，有害無(wú)益。應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要的起升高度配置鋼絲繩長(zhǎng)度，特別是最后的起升高度很高的情況，更要注意不必一次性配置全高的鋼絲繩長(zhǎng)度。因?yàn)楦叨雀邉t施工周期長(zhǎng)，鋼絲繩的壽命有限，截除報(bào)廢的一