淺析起重機(jī)械鋼絲繩的使用與維護(hù)

劉海波

摘 要：鋼絲繩作為起重機(jī)械中不可或缺的一個(gè)部分，鋼絲繩的正確使用與保養(yǎng)維護(hù)具有重要的意義。本文簡(jiǎn)要介紹了起重機(jī)械鋼絲繩的選擇及其檢測(cè)難點(diǎn)，鋼絲繩使用過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題及預(yù)防處理措施，該研究具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)械；鋼絲繩；使用；維護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

鋼絲繩是屬于起重機(jī)械中的重要組成部分之一，其主要由繩芯與鋼絲共同組成。鋼絲繩具有諸多較為突出的優(yōu)點(diǎn)，例如鋼絲繩的強(qiáng)度較高，其質(zhì)量不大，在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中不容易發(fā)生斷裂，所以，鋼絲繩在起重機(jī)械中受到了廣泛的運(yùn)用，其在起重機(jī)械的變幅、起升、牽引過(guò)程中的重要作用不可忽視。從某種意義上來(lái)說(shuō)，鋼絲繩的使用性能關(guān)系到起重機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)也直接影響起重設(shè)備的工作效率和安全運(yùn)行。

1.起重機(jī)械鋼絲繩的檢測(cè)難點(diǎn)及其選擇

1.1 起重機(jī)械鋼絲繩檢測(cè)維護(hù)的重要性

起重機(jī)械鋼絲繩的正確使用與維護(hù)具有重要的意義，隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，起重機(jī)械在施工過(guò)程中的使用范圍不斷擴(kuò)大，一旦出現(xiàn)起重機(jī)械安全事故，不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，更對(duì)人們的生命安全造成威脅。所以，起重機(jī)械鋼絲繩的檢測(cè)和維護(hù)管理工作就變得尤為重要，工作人員必須定期對(duì)起重機(jī)械鋼絲繩進(jìn)行檢查和維護(hù)保養(yǎng)，提高起重機(jī)械使用的可靠性，降低由于起重機(jī)械鋼絲繩存在隱患，導(dǎo)致發(fā)生安全事故的機(jī)率。

1.2 起重機(jī)械鋼絲繩的檢測(cè)難點(diǎn)

近年來(lái)，隨著科技水平的不斷進(jìn)步，世界上許多國(guó)家都開(kāi)始對(duì)鋼絲繩檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，主要目的就是及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼絲繩存在的缺陷，并及時(shí)消除缺陷或更換鋼絲繩，避免安全事故的發(fā)生。目前應(yīng)用比較廣泛是電磁檢測(cè)技術(shù)，由于發(fā)展時(shí)期不長(zhǎng)，其自身依然存在諸多不足與缺陷，難以系統(tǒng)分析起重機(jī)械鋼絲繩的承載力及其使用年限，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（1）電磁檢測(cè)技術(shù)缺乏精準(zhǔn)性，針對(duì)某些輕微損傷或者存在疲勞損傷的鋼絲繩難以進(jìn)行全面檢測(cè)。

（2）電磁檢測(cè)技術(shù)只能進(jìn)行一定長(zhǎng)度的檢測(cè)，且檢測(cè)結(jié)果為檢測(cè)平均值，如果鋼絲繩的損傷不超出檢測(cè)長(zhǎng)度，則其損傷將會(huì)被忽視。

（3）電磁檢測(cè)技術(shù)本身存在不確定性以及不穩(wěn)定性，電磁檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)過(guò)程中輸出的信號(hào)極易受到外界因素的干擾，造成檢測(cè)結(jié)果誤差率較大。

（4）電磁檢測(cè)技術(shù)本身的靈敏度不夠高，在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中必須貼近鋼絲繩的表面才能進(jìn)行檢測(cè)，一旦鋼絲繩出現(xiàn)嚴(yán)重變形的現(xiàn)象，則會(huì)阻礙檢測(cè)信號(hào)，難以得出精確的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

1.3 起重機(jī)械鋼絲繩的選取

鋼絲繩的合理選取與鋼絲繩的使用壽命存在直接關(guān)系，也就是說(shuō)，在設(shè)計(jì)人員規(guī)劃鋼絲繩的選取方案時(shí)應(yīng)當(dāng)將鋼絲繩的使用強(qiáng)度、破斷拉力、繩芯結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑性能及其旋轉(zhuǎn)性能等因素納入統(tǒng)一考核范圍，同時(shí)也要將起重機(jī)械的工作環(huán)境考慮在內(nèi)。一般來(lái)說(shuō)，在選擇無(wú)導(dǎo)向重物的提升過(guò)程中，尤其是在重物的提升高度較大時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)盡可能選擇不會(huì)旋轉(zhuǎn)的鋼絲繩；而在有導(dǎo)向重物的提升過(guò)程中，或者重物是在較小高度下進(jìn)行提升而言，工作人員應(yīng)當(dāng)選取普通鋼絲繩進(jìn)行使用，這一方案也適用于右旋、左旋成對(duì)使用的過(guò)程中。

為了有效確定鋼絲繩的旋向，有關(guān)工作人員在實(shí)際的使用過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)一定的原則進(jìn)行：在右旋繩槽卷筒中，通常采取左旋鋼絲繩，而與此相反，在左旋繩槽的卷筒中，工作人員可以選取右旋鋼絲繩。另外，針對(duì)單一的鋼絲繩來(lái)說(shuō)，尤其是不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩更應(yīng)當(dāng)依據(jù)上述使用方法，以此避免工作對(duì)于鋼絲繩造成的破壞；針對(duì)鋼絲繩多環(huán)纏繞的現(xiàn)象而言，工作人員應(yīng)當(dāng)仔細(xì)觀察卷筒繩槽的實(shí)際方向，以此明確鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)方向。一般來(lái)說(shuō)，由于多環(huán)纏繞的鋼絲繩收到的擠壓力較大，加之鋼絲繩旋轉(zhuǎn)過(guò)程中容易收到較大的摩擦，這些情況均容易導(dǎo)致亂繩現(xiàn)象出現(xiàn)，所以在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中，工作人員應(yīng)當(dāng)盡可能忽略直徑較小的鋼絲繩，有效增加卷筒與鋼絲繩之間的寬度，以此減小由鋼絲繩摩擦產(chǎn)生的力，進(jìn)而延長(zhǎng)鋼絲繩的使用時(shí)間。

2.鋼絲繩常見(jiàn)問(wèn)題及其預(yù)防處理措施

2.1 鋼絲繩的磨損

通常來(lái)說(shuō)，在鋼絲繩的磨損現(xiàn)象中，大部分屬于外層鋼絲的磨損，主要原因即在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中，由于卷筒與滑輪的摩擦中，加之重物壓力較大，容易形成較大的擠壓力，所以難以避免地造成鋼絲繩的磨損。在起吊重物的過(guò)程中，由于加速或減速運(yùn)動(dòng)，將進(jìn)一步增大鋼絲繩與滑輪和卷筒之間的摩擦，尤其是在長(zhǎng)時(shí)間的使用中，鋼絲繩的外表面趨近于扁平，橫截面大幅度減小，進(jìn)而降低鋼絲繩的強(qiáng)度。理論上說(shuō)，在鋼絲的磨損直徑達(dá)到一半時(shí)或者鋼絲繩的公稱(chēng)直徑減少7%時(shí)，就應(yīng)當(dāng)做報(bào)廢處理。

為了有效預(yù)防鋼絲繩在實(shí)際使用過(guò)程中的磨損，有關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)逐步實(shí)現(xiàn)鋼絲繩選取的科學(xué)化，使鋼絲繩在實(shí)際的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦減少，以此減小由于摩擦力造成的損傷。同時(shí)，鋼絲繩之間的磨損度與鋼絲繩與卷筒的運(yùn)動(dòng)方式以及接觸點(diǎn)、重物重量等存在直接的聯(lián)系，鋼絲繩材料的組織結(jié)構(gòu)及其機(jī)械特性對(duì)于其使用壽命也存在一定影響，工作人員應(yīng)當(dāng)定期對(duì)鋼絲繩進(jìn)行潤(rùn)滑處理，需要指出的是，如果鋼絲繩的潤(rùn)滑方式不合理，也會(huì)在一定程度上加劇鋼絲繩的磨損，在潤(rùn)滑過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)清理鋼絲繩接觸部位的沙?；蛘呶酃浮?/p>

2.2 鋼絲繩的疲勞

一般來(lái)說(shuō)，引起鋼絲繩疲勞的因素較多，常見(jiàn)的是由于長(zhǎng)時(shí)間下重物的反復(fù)作用致使鋼絲繩過(guò)度彎曲。例如，在鋼絲繩同卷筒及其滑輪運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，兩者之間的接觸點(diǎn)就十分容易出現(xiàn)疲勞的情況，嚴(yán)重可能導(dǎo)致鋼絲繩的損壞，影響其正常的使用。有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在鋼絲繩的使用過(guò)程中，其過(guò)度的擠壓及其彎曲時(shí)造成鋼絲繩疲勞甚至斷絲的要素，同時(shí)，鋼絲繩的性能、工作次數(shù)、載荷重量與鋼絲繩的疲勞也存在緊密的聯(lián)系。

為了盡可能地避免和減輕鋼絲繩的疲勞，有關(guān)人員在實(shí)際的工作過(guò)程中應(yīng)當(dāng)盡可能選取強(qiáng)度較高的材料，如果資金允許，工作人員可以選取較大的滑輪或者卷筒，以此有利于減少鋼絲繩的彎曲，延長(zhǎng)其使用壽命。同時(shí)，在實(shí)際的操作過(guò)程中，工作人員應(yīng)當(dāng)不斷提升自身技能，避免使用不科學(xué)的操作方式，比如驟然停止、迅速上升等，這樣的方式很可能會(huì)是鋼絲繩在較短的時(shí)間內(nèi)迅速增大自身應(yīng)力，進(jìn)而造成鋼絲繩的疲勞。

2.3 鋼絲繩的變形

鋼絲繩的變形即鋼絲繩失去其原本的形狀就會(huì)出現(xiàn)諸多缺陷，例如局部壓扁、彎曲、畸形等。鋼絲繩變形的因素較多：

（1）鋼絲繩在環(huán)繞軸線旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，其主要是通過(guò)一個(gè)偏轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)入卷筒、滑輪，鋼絲繩最先與繩槽邊緣接觸，之后由上往下轉(zhuǎn)動(dòng)，在逆繞的情況下，鋼絲繩會(huì)沿著軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者之間的偏角越大也就說(shuō)明鋼絲繩的轉(zhuǎn)角越大。

（2）在鋼絲繩自身逆轉(zhuǎn)時(shí)，在繩股松開(kāi)時(shí)，多層繩股的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出鋼絲繩自身，則只是較長(zhǎng)的繩子在滑輪上堆積。

（3）與逆轉(zhuǎn)相反的是，在鋼絲繩順轉(zhuǎn)的情況下，由于鋼絲繩隨著轉(zhuǎn)動(dòng)而逐漸縮短，其內(nèi)層的繩子也會(huì)在滑輪的作用下形成堆積，這樣的情況也會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩的散股或者打結(jié)。

（4）鋼絲繩在重物的沖擊作用下會(huì)產(chǎn)生極大的拉伸力，同時(shí)也會(huì)強(qiáng)化鋼絲繩的扭轉(zhuǎn)，這樣的情況也會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩散股的情況出現(xiàn)。

為了有效避免鋼絲繩的變形，有關(guān)工作人員在實(shí)際的工作過(guò)程中應(yīng)當(dāng)明確有效的預(yù)防措施，例如在部分起重設(shè)備上應(yīng)當(dāng)盡可能使用抗旋轉(zhuǎn)的鋼絲繩；工作人員應(yīng)當(dāng)保障在鋼絲繩的纏繞過(guò)程中，其偏轉(zhuǎn)角趨于更小；若有必要，工作人員應(yīng)當(dāng)增加卷筒的直徑或者增大滑輪，以此有效減小鋼絲繩同滑輪或者卷筒之間的偏轉(zhuǎn)角；在大型起重系統(tǒng)中，工作人員可以設(shè)置壓繩設(shè)施或排繩裝置，以此避免鋼絲繩的亂繩，造成鋼絲繩變形損壞。

2.4 鋼絲繩的腐蝕

在鋼絲繩過(guò)度疲勞的情況下可能也會(huì)出現(xiàn)腐蝕的情況，這也是導(dǎo)致鋼絲繩報(bào)廢的主要因素，鋼絲繩的腐蝕不僅會(huì)較少其金屬面積，降低鋼絲繩的強(qiáng)度，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩的粗糙，進(jìn)而在其表面出現(xiàn)裂紋，進(jìn)一步強(qiáng)化鋼絲繩的疲勞程度。

為了有效預(yù)防鋼絲繩的腐蝕，有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)選取有效的措施，例如對(duì)于污染較大的大氣環(huán)境中或者在潮濕環(huán)境中工作的鋼絲繩而言，其腐蝕率較大，所以在選取鋼絲繩材料時(shí)，可以盡可能選取鍍鋅的材料。同時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)定期對(duì)鋼絲繩進(jìn)行潤(rùn)滑，通過(guò)有效的潤(rùn)滑措施盡可能減少鋼絲繩與卷筒之間的摩擦力，同時(shí)也能起到良好的防腐作用。

2.5 鋼絲繩的斷絲

由于起重機(jī)械的零件較多，操作系統(tǒng)相對(duì)較為復(fù)雜，從設(shè)計(jì)方面考慮，鋼絲繩是一個(gè)冗余零部件，所以在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中，少量的斷絲并不會(huì)影響其正常的使用性能，但是，如果出現(xiàn)局部大量斷絲的情況，就應(yīng)當(dāng)提高關(guān)注。

為了有效改善鋼絲繩斷絲這一情況，可以采取以下措施：加大內(nèi)層鋼絲繩的直徑，減少內(nèi)外層接觸應(yīng)力，同時(shí)，也可以選取電磁儀器進(jìn)行定期檢測(cè)，以此提前預(yù)防由于斷絲引起的不良事故。

結(jié)語(yǔ)

本文主要分析了起重機(jī)械鋼絲繩的具體選擇方式，并重點(diǎn)分析了鋼絲繩可能出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決方法，起重機(jī)械鋼絲繩的有效運(yùn)用是人們長(zhǎng)期以來(lái)一直關(guān)心的問(wèn)題。鋼絲繩的檢查和維護(hù)是起重機(jī)械日常檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)的重點(diǎn)項(xiàng)目。從本次研究與分析中發(fā)現(xiàn)，鋼絲繩的磨損與破壞存在一定規(guī)律性，在鋼絲繩實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)提高對(duì)于鋼絲繩破壞的重視，不斷積累自身經(jīng)驗(yàn)，明確鋼絲繩正確的使用方法，以此有效避免由于鋼絲繩損壞造成的安全事故。

參考文獻(xiàn)

[1]王幸平，何燦榮.起重機(jī)鋼絲繩主要損傷形式及解決方案[J].機(jī)電工程技術(shù)，2012，33（7）：243-246.

[2]胡正中，張成宇，劉修海.多層股鋼絲繩早期失效原因分析及解決措施[J].金屬制品，2010，36（2）：23-26.

[3]張國(guó)軍.起重機(jī)械鋼絲繩的計(jì)算與選擇[N].南昌職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2000（3）：46-49.

[4]王福綿.起重機(jī)械技術(shù)檢驗(yàn)[M].北京：學(xué)苑出版社，2000.