塔式起重机用钢丝绳选型及使用寿命的研究.doc

塔式起重机用钢丝绳选型及使用寿命的研究 　　摘要：钢丝绳作为塔式起重机的起升机构不可缺少的部分，其发生的安全事故也屡见不鲜，那么做到对其钢丝绳的全程实时监测就尤为重要。本文针对起重机绳索应具的特性，钢丝绳的选型以及加强钢丝绳使用寿命的措施进行了分析。 　　关键词：塔式起重机；钢丝绳；使用寿命 　　引言 　　起重机钢丝绳寿命评估对于保障起重机安全运行十分重要。其重要依据就是应力-循环次数。而数据量的多少是影响寿命预测准确度的根本因素。且随着对塔式起重机安全性能指标越来越多的重视，应用各种技术加强起重机的安全监管和保证安全运行尤为必要。 　　一、起重机绳索应具的特性 　　（1）高强度。提高绳索的强度可以在相同的安全系数下采用体积（直径）更小的绳索，降低重量给运输、安装和操作带来方便。 　　（2）抗旋转。起升绳在提升载荷时，由于绳索结构及荷重的重力影响等原因，会出现一定的扭转，扭转角较大，会造成吊装位置的偏离，当扭转角继续增大时，可能会造成重物旋转，尤其当吊装高度较大时。如起重机的起升钢丝绳采用抗旋转结构，在载荷作用下，抗旋转钢丝绳通过其内外层股旋向相反的特殊结构来抵消提升时产生的扭转。 　　（3）结构稳定。在荷重提升下降过程中，尤其是在启停瞬间，钢丝绳存在从松弛到张紧或从张紧到松弛的过程，其内部存在应力释放及平衡的过程，由于无法做到完全平缓起落，会在钢丝绳内部存在应力聚集，易导致钢丝绳出现鸟笼、起股等现象。而钢丝绳具有良好的结构稳定性，可在一定程度上避免应力聚集。（4）良好的多层缠绕特性。起重机结构紧凑，且起升和变幅绳较长，大吨位起重机的单根绳甚至长达2500m，其在卷筒上的缠绕层数可达13层之多，因此要求起升和变幅绳应具有良好的多层缠绕特性，主要表现为直径公差范围，当绳索的直径超过上限时，会造成第一层绳无法排列，而当小于下限时，会造成乱绳、勒绳等现象。 　　二、钢丝绳的选型 　　1、塔式起重机用钢丝绳的捻制和结构型式影响其使用寿命的长短，在实际使用过程中，交互捻钢丝绳就比同向捻钢丝绳的交变系数要小，且交互捻钢丝绳较少出现自转现象。在塔式起重机中还普遍使用一种阻旋转钢丝绳，这种钢丝绳在工作过程中自由端产生很少旋转量，并且能够承受较大的抗挤变形，其总破断拉力比普通起升钢丝绳的破断拉力大，为有效降低起升作业时旋转载荷造成的危害，在生产过程中塔式起重机起升机构都优先选用这种在承载时只有很少旋转量的阻旋转钢丝绳。 　　2、钢丝绳绳芯一般分为纤维芯钢丝绳和钢芯钢丝绳。虽然钢芯钢丝绳在使用时对润滑要求以及滑轮的直径大小要求较严格，但其较高的径向抗压能力可以减少钢丝绳在卷筒上多层缠绕时层与层之间的挤压变形和内部的磨损，建筑工地用塔机一般都是多层卷绕，所以塔式起重机一般都优先选用产生扭曲变形小的钢绳芯钢丝绳。 　　3.按钢丝绳内部丝与丝的接触方式可分类3种形式，即点接触、线接触和面接触。由于线接触钢丝绳结构紧密，断面利用系数较高，针对建筑工地作业强度大、连续作业、人机交叉等作业特点，为确保安全生产，绕经滑轮和卷筒的机构工作钢丝绳应优先选用强度高、安全系数大的线接触钢丝绳。塔式起重机用钢丝绳的使用实践证明，线接触钢丝绳的使用寿命比点接触钢丝绳长2～3倍。 　　三、加强钢丝绳使用寿命的措施 　　1、正确储存和安装钢丝绳 　　钢丝绳应储存在凉爽、干燥的仓库内，避免阳光曝晒，而且要加垫垫高，不与地面直接接触。如果放在户外，则钢丝绳应用防雨布覆盖。钢丝绳在释放、安装过程中应尽量避免砂粒等污物粘在钢丝绳表面，以减少钢丝绳的损伤。当钢丝绳从卷盘或绳卷展开时，应该逐圈展开，并应采取措施避免绳的打结、扭曲或弯折现象，卷入卷筒要防止乱绳。钢丝绳安装后，起重机应用≥10%的额定载荷进行运转操作，确保钢丝绳稳定就位。 　　2、合理选择钢丝绳 　　（1）钢丝绳破断拉力。在钢丝绳直径和抗拉强度一定的条件下，应选择金属密度系数（即钢丝截面积与绳载面积之比）大的钢丝绳。一般情况下钢丝绳的密度系数的大小顺序为面接触绳大于线接触绳，线接触绳大于点接触绳。 　　（2）耐疲劳性。一般情况下，面接触绳比线接触绳好，线接触绳比点接触绳好；预张拉绳比非预张拉绳好；相同结构时同向捻比交互捻好；纤维绳芯绳比金属芯绳好。 　　（3）耐磨性。钢丝绳的表面钢丝与滑轮或卷筒接触面越大，接触应力越小，耐磨性能就越好，因此，耐磨性优劣的顺序为密封绳、异型股绳、多股绳、圆股绳。对于耐外部磨损，外层钢丝直径较粗的有利；对于耐内部磨损，线接触、面接触比点接触优越。 　　3、加强卷筒、滑轮、钢丝绳的检修和保养 　　（1）卷筒。应每月1次对卷筒和卷筒上钢丝绳尾端的固定情况进行检查，当卷筒出现裂纹或者卷筒壁厚磨损达壁厚的20%以上时，卷筒应报废。 　　（2）滑轮。加强对滑轮