起重機鋼絲繩維保方式與新型機械化潤滑技術

莫善軍，楊國武，李素梅

（1.中山大學智能工程學院，廣東中山 510006；2.廣州諾高通用機器有限公司，廣東廣州 510800）

0 引言

鋼絲繩是起重機機械作業(yè)過程中的重要部件，一旦日常維護不當，沒有細致檢查，或者工作人員沒有按照有關規(guī)定安全操作，或者出現(xiàn)斜拉或超載等問題，都會使鋼絲繩受到損壞，使其出現(xiàn)斷裂，設備的損壞會造成人員傷亡，因此為能夠做好鋼絲繩的維修保養(yǎng)工作，需要引起有關人員的高度重視。

1 鋼絲繩的維護保養(yǎng)

通過實踐發(fā)現(xiàn)在日常使用過程中機械起重機的鋼絲繩出現(xiàn)損壞是由多種因素導致的，如果在日常使用過程中維護保養(yǎng)不到位，檢查不細化，甚至出現(xiàn)違反規(guī)范流程的行為，當鋼絲繩受到損害之后則很容易出現(xiàn)破裂的現(xiàn)象，設備損壞，同時還會導致出現(xiàn)嚴重的人員傷亡。其次，在鋼絲繩維護保養(yǎng)過程中需要從以下幾點出發(fā)：要固定好繩端，起重機鋼絲繩的繩端需要固定牢靠，目前存在4 種鋼絲繩的固定方式，同時還需要注意固定鋼絲繩斷的壓板需要，牢固壓在兩根繩子上。對于螺母來說需要具備防松滑的裝置。利用金屬壓制接頭時其接頭不能存在明顯裂紋，利用楔塊時楔塊不能出現(xiàn)松動問題，鍥套不能存在明顯裂紋。利用繩卡時要正確安裝繩卡的方向上，壓板需要壓在受力繩表面，同時其距離和相應的數(shù)量需要符合相關要求。從鋼絲繩與卷筒上來看，卷筒直徑需要與起重機鋼絲繩的直徑比控制在14 以內(nèi)，當進行單層纏繞時需要確保周邊的鋼絲繩不出現(xiàn)咬繩的問題，當存在多層纏繞卷筒過程中應當比最外層鋼絲繩高出兩倍直徑的凸緣。卷筒需要具備一定的靈活性，卷筒壁不能存在明顯的裂紋或者磨損程度，卷筒中鋼絲繩尾部在固定過程中需要具備自鎖和防松滑的功能。從安全圈數(shù)上來看，為能夠確保起重機在作業(yè)過程中的安全性，卷筒上至少保留兩圈鋼絲繩作為起重機的安全圈數(shù)，在具體檢查過程中需要將起重機鋼絲繩的吊鉤放置在最低位置處，以此來檢查安全圈數(shù)，其中不能包括尾部所固定的圈數(shù)。從擋繩裝置上來看起重機鋼絲繩的滑輪需要安裝防止脫槽裝置中，擋繩裝置與滑輪之間的空隙控制在鋼絲繩直徑1/3 直徑位置，可以采用肉眼直接目測的方式，在必要時也可以采用鋼尺進行標準測量。從鋼絲繩與滑輪組上來看，滑輪主要是用于控制鋼絲繩的方向，需要檢查在滑輪之間鋼絲繩是否正確纏繞，同時還需要確保滑輪之間的振動和潤滑情況，除此之外要檢查滑輪的凸緣位置是否存在磨損或者裂紋產(chǎn)生，如果滑輪有一定程度的磨損需要及時進行更換處理。從鋼絲繩的潤滑看，鋼絲繩潤滑脂能夠減少鋼絲繩股與絲間的摩擦性，還可以起到一定的防腐蝕性的性能，增加絲的潤滑性能，防止外界氣體對于鋼絲繩出現(xiàn)一定程度的化學腐蝕。在制造鋼絲繩的過程中廠家已經(jīng)涂有部分油脂，然而經(jīng)過一定時間運行之后這種油脂會慢慢減少，同時繩表面也會存在塵埃等一些雜物，導致鋼絲繩與繩輪之間的磨損程度加重，或者出現(xiàn)鋼絲繩的腐蝕性問題，因此需要定期對鋼絲繩進行加油。具體方法是：可以選擇鋼絲刷或其他工具擦除其表面的雜質(zhì)，將經(jīng)過加熱后的鋼絲繩表面脂均勻涂抹在繩子表面，也可以將機油涂刷在繩表面，但是要注意不能涂抹過多，以防污染外界環(huán)境。對于起重機的鋼絲繩來說潤滑和維護過程中需要選擇合適的油脂，按照其不同的工作環(huán)境工作用途選擇合適的油脂，以此得到良好的潤滑性能，能夠從一定程度上延長鋼絲繩的使用壽命，需要考慮的因素包括希望能夠使鋼絲繩防止雨水腐蝕。對于特殊行業(yè)所處的高溫環(huán)境來說，還需要起到抗高溫作用，對于寒冷地區(qū)來說需要具有抗低溫性能，對于重負荷的起重機來說需要具備擠壓性能，所有鋼絲油脂在選擇過程中都需要具備良好的黏附性，在運行過程中不能出現(xiàn)鋼絲繩甩油的問題以免污染外界環(huán)境。在高溫情況下不會出現(xiàn)油脂流淌，在低溫下也不會出現(xiàn)油脂開裂的問題，能夠確保其具備良好的潤滑性能。同時油脂本身對于鋼絲繩沒有任何腐蝕性，潤滑過程中能夠滿足便利性要求。

從鋼絲繩的更新和報廢看，起重機的鋼絲繩需要具備良好的潤滑性，不能與其他的金屬附件相互摩擦，或者出現(xiàn)扭曲變形，斷芯等問題。其直徑的減少量應當控制在7%的范圍內(nèi)，可以采用游標卡尺進行測量，鋼絲繩的斷絲數(shù)需要符合相關行業(yè)標準，嚴格按照國標進行鋼絲繩的更新和報廢處理。

除此之外，為實現(xiàn)安全起吊作業(yè)，處于工作狀態(tài)時，需要將起重機的卷筒上至少兩圈鋼絲繩作為安全圈數(shù)，可以將吊鉤放在最低位置，并用于檢查安全圈數(shù)，但不高開鋼絲繩尾部位置的固定圈數(shù)。對于擋繩裝置來說，在滑輪位置需要安裝防止鋼絲繩脫槽的裝置，可以采用目測的方式檢測，確保擋繩裝置與滑輪間隙控制在鋼絲繩直徑30%范圍內(nèi)。

2 鋼絲繩潤滑的重要性分析

人們早已認識到鋼絲繩潤滑的重要性，鋼絲繩表面存在疲勞裂紋，如果內(nèi)部有油脂填充，能夠有效阻止疲勞裂紋的進一步擴展。在制造鋼絲繩的過程中，潤滑過程中所使用的潤滑劑對鋼絲繩起到十分重要的影響，在一定條件下還會成為其壽命的關鍵因素。比如使用碳素鋼的鋼絲繩，當其工作溫度高于200 ℃時，需要采用特殊的潤滑劑，而當其處于零下40 ℃的運行條件中時也需要確保其強度不會受到影響，但此時鋼絲繩的性能會有所降低，主要是取決于在低溫條件下潤滑劑的有效性，進一步表明潤滑劑對于處于低溫、高溫條件下鋼絲繩來說都起著十分重要的影響。對不同行業(yè)用戶的走訪和調(diào)查情況來看，起重機械鋼絲繩的潤滑問題并沒有引起高度重視。對于鋼絲繩，主要集中于其結(jié)構合理設計，參數(shù)優(yōu)化以及性能改善等，而對于潤滑問題缺乏足夠的重視度，包括潤滑保養(yǎng)方式，潤滑劑類型質(zhì)量等。比如碼頭港口或海洋平臺的起重機械鋼絲繩需要采用抗水性耐海水的專用潤滑脂；對于寒冷地區(qū)的石油鉆井鋼絲繩來說需要采用超低溫的潤滑脂。因此，本研究主要闡述鋼絲繩的潤滑問題，并提出了新型機械化潤滑技術。過去在對鋼絲繩潤滑過程中采用傳統(tǒng)方法，主要以人工為主，包括用毛刷進行涂刷，沾上油脂之后將其涂在鋼絲繩表面。這種方法很難使油脂進入內(nèi)部，而且勞動強度大，存在滴漏和污染環(huán)境的問題。也有一些機械加入的方式，通常是針對專用設備鋼絲繩保養(yǎng)的，因此還存在一定的局限性。

3 新型機械化潤滑技術

通常情況下鋼絲繩暴露在露天環(huán)境中，其運行環(huán)境較為惡劣，在使用過程中很難避免出現(xiàn)腐蝕生銹問題。從工地用過之后返回基地鋼絲繩會沾滿泥水，如果不及時進行處理尤其是對鋼絲繩進行潤滑保養(yǎng)，則會使其出現(xiàn)腐蝕生銹問題，繼續(xù)使用還會面臨鋼絲繩的斷裂，導致出現(xiàn)嚴重的事故損傷。而不再使用鋼絲繩對其進行報廢處理，則會面臨較大的資源浪費。采取人工鋼絲繩的維護保養(yǎng)，由于油脂很難進入內(nèi)部，這種腐蝕性和生銹問題將會從鋼絲繩的內(nèi)部開始進一步縮短其使用壽命。為了解決傳統(tǒng)鋼絲繩保養(yǎng)方式的不足，現(xiàn)在引入一種新型機械化潤滑技術——新型鋼絲繩壓力潤滑裝置，在對鋼絲繩進行有效潤滑時進一步降低了維修保養(yǎng)成本，采用自動溝清潔器和壓力潤滑掛筒，可以快速徹底完成鋼絲繩的清潔與潤滑保養(yǎng)。

該裝置由壓力潤滑系統(tǒng)、自動清潔器等共同構成。壓力潤滑系統(tǒng)包括潤滑脂供應裝置和一體式潤滑掛筒。其中，一體式潤滑掛筒由兩塊半圓筒鉸接組成，內(nèi)嵌兩塊高分子聚合物材料的密封組件，密封組件為兩塊半圓形拼合的筒形結(jié)構組件，密封組件軸心線上開設有軌道槽，軌道槽的中部開設有潤滑脂存儲槽，潤滑脂供應裝置與潤滑脂存儲槽連通，軌道槽的上部或下部開設有回流槽，回流管的輸入端與回流槽連通。清潔器由兩片對稱的半圓柱狀的清潔器組件組成，高分子聚合物材料制成，清潔器中心定制有匹配鋼絲繩的螺旋溝槽，清潔器的外表面中部設有一條環(huán)形凹槽，可拆卸安裝有固定兩片清潔器組件的卡箍。

該裝置的工作原理是壓力潤滑掛筒安裝好匹配尺寸的密封組件后夾裝到鋼絲繩上，并用鏈條或捆綁帶固定掛筒；自動清潔器安裝在鋼絲繩運行時進入潤滑掛筒的一端。鋼絲繩穿行時清潔器自動旋轉(zhuǎn)，將鋼絲繩表面和股溝里的舊油、雜渣和污染物等清潔刮除干凈；一體式壓力潤滑裝置的一體式密封組件和回流管設計，可實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的壓力潤滑，使得潤滑脂有限滲透進鋼絲繩內(nèi)部，到達鋼絲繩深度保養(yǎng)的目的。同時，這種設計可以避免潤滑脂泄漏而導致的污染及浪費，并且潤滑脂均勻覆蓋和動態(tài)循環(huán)。

機械化自動潤滑保養(yǎng)后，從其質(zhì)量上來看鋼絲繩的表面整潔，潤滑脂覆蓋均勻，而且潤滑脂有效滲透進繩芯內(nèi)部，從而達到深度保養(yǎng)效果。在實際進行保養(yǎng)和潤滑過程中這種方法比較簡便，能夠節(jié)約大量的人力物力，提高工作效率，同時還能夠達到保護環(huán)境、減少污染的目的。

4 小結(jié)

對于起重機鋼絲繩來說，在使用過程中需要做好鋼絲繩的維護保養(yǎng)工作，同時鋼絲繩的潤滑對于其使用壽命起著十分重要的影響，可以采取新型機械化壓力潤滑方法，進一步提高潤滑效率和保養(yǎng)效果，能夠延長鋼絲繩的使用壽命。