起重鋼絲繩故障及預防措施

2021-08-18 07:24:38 字數 2646 閱讀 7018

一、 故障型別

鋼絲繩在執行過程中,每根鋼絲繩的受力情況非常複雜,因各鋼絲在繩中的位置不同,有的在外層,有的在內層。即使受最簡單的拉伸力,每根鋼絲繩之間受力分布也不同,此外鋼絲繩繞過卷簡、滑輪時產生彎曲應力、鋼絲與鋼絲之間的擠壓力等,因此精確計算其受力比較困難,一般採用靜力計算法。

鋼絲繩中的最大靜拉力應滿足下式要求:

pmax≤pd/n

式中:pmax——鋼絲繩作業時可以承受的最大靜應力;

pd——鋼絲繩的破斷應力;

n——安全係數。

pmax=(q+q)/(aη)

式中:q——起重機的額定起重量;

q——吊鉤組重量;

a——滑輪組承載的繩分支總數;

η——滑輪組的總效率。

鋼絲繩最大允許工作拉力的計算式為:

p=pd/n

式中:p——鋼絲繩作業時額定的最大靜應力

p≥pmax是安全的。由此可知,鋼絲繩破斷的主要原因是超載,同時還與在滑輪、捲筒的穿繞次數有關,每穿繞一次鋼絲繩就產生由直變曲再由曲變直的過程,穿繞次數越多就易損壞、破斷;其次鋼絲繩的破斷與繞過滑輪、捲筒的直徑、工作環境、工作型別、保養情況有關。

二、預防措施

起重機在作業執行過程中起重量不要超過額定起重量。

起重機的鋼絲繩要根據工作型別及環境選擇適合的鋼絲繩。

對鋼絲繩要進行定期的潤滑(根據工作環境確定潤滑週期)。

起重機在作業時不要使鋼絲繩受到突然衝擊力。

在高溫及有腐蝕介質的環境裡的鋼絲繩須有隔離裝置。

鋼絲繩在使用過程中,經常與貨物相碰撞,在碰撞點處就會出現鋼絲繩單絲變形、彎曲和應力集中等,從而出現斷絲。正確選擇鋼絲油,不要用牛油代替鋼絲油。儘管鋼絲油比牛油貴許多,但它具有良好的防鏽功能,不易乾結開裂,而且裡面含有二氧化鉬成份,使鋼絲繩與滑輪作相對運動時得到充份潤滑,磨擦係數減到最小,從而減少磨損。

鋼絲繩使用到一定時間總是會疲勞的,這時就要換新鋼絲,為了避免疲勞現象過早到來,一定要在保證強度、滿足使用的前提下,找彎曲、扭轉次數值最大(最好是防旋轉)的鋼絲繩。

工程起重機使用的鋼絲繩工作環境相對較為惡劣,不僅要經受雨水、潮氣的沖刷侵蝕,還要承受裝卸貨時可能出現的粗暴操作和碰撞。由於地區不同,還要經歷高溫暴曬或低溫嚴寒,使鋼絲油有時熔化滴落,有時又處於乾結開裂的狀態,達不到良好潤滑防鏽的作用。鋼絲繩的使用壽命長短主要取決於磨損、疲勞、受碰撞三個方面。

目前工程起重機使用的鋼絲繩多是表面鍍鋅或鍍其它稀有金屬,鋼絲與滑輪的相對運動,使得有些表面鍍層被磨損,裸露出基礎鋼絲,在雨水、潮氣的影響下,該部位與鍍層較好部分之間的電化學作用使磨損部位加速腐蝕,因而特別容易出現斷絲。

由於吊機鋼絲繩使用很頻繁,經常在滑輪上做彎曲運動,如果不是防旋轉鋼絲繩,還要做扭轉運動,到一定時間,出現疲勞斷絲,使整根鋼絲繩報廢。

鋼絲繩在使用過程中,經常與貨物相碰撞,尤其是和鋼構件、裝置相碰撞,在碰撞點處就會出現鋼絲繩單絲變形、彎曲和應力集中等,從而出現斷絲。

鑑於上述原因,只要我們做到適當選用、正確保養以及小心操作,就可以使鋼絲繩的使用壽命得到延長。

1、正確保養、減少磨損是延長鋼絲繩使用壽命的關鍵。

1.1正確選擇鋼絲油,不要用牛油代替鋼絲油。儘管鋼絲油比牛油貴許多,但它具有良好的防鏽功能,不易乾結開裂,而且裡面含有二氧化鉬成份,使鋼絲繩與滑輪作相對運動時得到充份潤滑,磨擦係數減到最小,從而減少磨損。

1.2、保養要適時。由於各工程的特點,正常作業時基本都非常繁忙,所以建議在結束作業後及時定期對鋼絲繩作表面檢查,清除粘在上面的大渣粒,然後塗上一層薄薄的鋼絲油,如果塗的太厚,高溫天氣,大塊的鋼絲油容易掉落,低溫天氣,鋼絲油容易開裂,都起不到防鏽防腐蝕的作用;在到達工程作業之前,應在鋼絲繩作相對運動的部位多加點鋼絲油,突出乙個潤滑作用。

這樣既不浪費鋼絲油、又起到最好的防鏽和潤滑的效果,減少磨損,有效延長鋼絲繩的使用壽命。

2、針對碰撞,就是要杜絕野蠻裝卸。這就要求施工人員提高責任心,在吊裝構件期間加強監督,避免斜吊、超負荷吊裝等違規操作,從而避免對鋼絲繩的傷害以至過早報廢。起重機安全操作規程規定,起公升鋼絲繩要通過吊物的重心,並保持垂直,即不准斜拉斜吊。

如果斜吊,不但會造成超負荷拉斷鋼絲繩,而且會使重物擺動擠撞物體和人員,從而引起人身和裝置事故。

假設要從地面上吊起重量為q的物體,垂直起吊,鋼絲繩張力s只要等於q或稍大於q,重物就可以離開地面。

但如果斜拉,鋼絲繩將和地面的垂線成一夾角。根據力學原理,作用在鋼絲繩上的拉力s,可分解為使物體垂直向上的力p和水平移動的力f,要使物體吊離地面,p至少要等於q。同時f隨著夾角的增大而增大。

也就是說,斜吊時的角度越大,在吊同樣重的物體時鋼絲繩所受的力也越大。所以,如果乙個重物垂直起吊時滿負荷,那麼斜吊時必然超負荷,甚至會發生鋼絲繩被拉斷的事故。

另外,斜吊時產生的水平分力f,當重物離開地面前還受到摩擦力的影響。在離開地面的一霎那,將使物體向垂直中心擺動,這就有可能和掛吊人員、周圍作業人員或其他物體擠撞而引起事故。

3、鋼絲繩使用到一定時間總是會疲勞的,這時就要換新鋼絲,為了避免疲勞現象過早到來,一定要在保證強度、滿足使用的前提下,找彎曲、扭轉次數值最大(最好是防旋轉)的鋼絲繩。因為強度和韌性是一對矛盾,如何達到最佳匹配是我們要力求做到的,我們應在掌握有關技術資料的情況下,選用更好的鋼絲繩。此外,鋼絲表面的鍍層雖然能起到防鏽作用,但鍍鋅的過程同時會導致鋼絲的苛性脆化,強度韌性均有下降;使用過的鋼絲繩總會磨損的,如前面說過的,在磨損的部位,電化作用會加速其腐蝕,引起斷絲,正由於這些原因,國外已經有專家建議客戶使用沒有鍍層的鋼絲繩作為吊索。

2023年7月

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