固定卷扬式水闸启闭机钢丝绳的检修及养护

固定卷扬式水闸启闭机钢丝绳的检修及养护作者：罗威远

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第16期

摘要：本文根据对启闭机钢丝绳失效原因的分析，就如何进行钢丝绳的检修和日常保养维护做相关介绍，保证钢丝绳的安全可靠，以供参考借鉴。

关键词：卷扬式；启闭机；故障；检修；养护

钢丝绳在固定卷扬式水闸启闭机中承当连接闸门与启闭机起降结构的作用，其承受拉伸、挤压、弯曲三种力，主要功能是把启闭力从卷筒传至闸门，从而进行闸门的启闭运行。对于钢丝绳，要求具备高强度、弹性好、承载力强等特点，但由于其结构简单外表直观，对钢丝绳的保养维护往往不予以重视，在长期的水闸启动运行中，受到锈蚀、磨损、疲劳、变形的情况，使得水闸启闭机存在安全隐患，影响闸门的正常启闭，因此，必须加强对水闸启闭机钢丝绳的检修养护工作，保证机器的正常运行。

1 失效原因分析

实际使用中，启闭机钢丝绳的受力情况很复杂，主要承受以下三种力：一是闸门自重、配重、水柱压力和磨擦阻力所相起的拉伸力，二是钢丝绳穿绕过卷筒、滑轮所引起的弯曲力，三是钢丝绳与卷筒、滑轮接触时所受的挤压力等。

1.1 锈蚀

启闭机钢丝绳长期处于暴露的大气或水中，往往由于电化学腐蚀使其表面剥离，产生黑皮麻坑，形成沟纹，在水质污染严重的干湿交替部位尤为严重。实践证明：由于腐蚀引起的强度和韧性损失大大超过了正常磨损和疲劳的影响。

1.2 磨损

启闭机钢丝绳使用时与卷筒等其它物体接触并有相对运动，产生摩擦，钢丝绳的表面也不断磨损。钢丝绳最常见的磨损方式一般有外部磨损和内部磨损两种情况。

1.2.1 外部磨损

钢丝绳在使用过程中其外周与滑轮槽、卷筒壁、钩头等物体表面接触而引起的磨损属于外部磨损。外部磨损使外周表面的细钢丝被磨平，绳径变细。钢丝绳的破断载荷随着承受载荷截面积减小，也相应降低。

1.2.2 内部磨损

钢丝绳经过卷筒或滑轮时，所承受的全部负荷压在其一侧，此时钢丝绳钢丝的曲率半径不可能完全相同。弯曲时，钢丝绳内部各根细钢丝就会相互产生作用力并产生滑移，股与股之间接触应力增大使相邻股间的钢丝产生局部压痕。当反复循环弯曲拉伸时，压痕逐渐加大为深凹，并产生集中压力而被折断。细钢丝表面的压力与钢丝绳所承受的拉力成正比，在拉力相同情况下，受压面积不同单位面积承受的压力也不同。

1.3 疲劳

钢丝绳反复通过滑轮或卷筒，无数次的弯曲容易使钢丝产生疲劳，韧性下降，最终导致断丝。弯曲疲劳断丝通常出现在弯曲程度最历害一侧的外层钢丝上。当弯曲疲劳断丝的出现意味着钢丝绳已到了使用后期。钢丝绳的弯曲疲劳寿命与D/d比值（即卷筒直径D与钢丝绳直径d 的比值）、安全系数和钢丝绳的结构均有密切关系。卷筒和滑轮系数（D/d）可按表1选取。平衡滑轮的直径一般取为D0mim的0.8倍。

1.4 变形

1.4.1 外伤

启闭机钢丝绳与其它设备的不正常接触、受到其它物体的撞击以及在卷筒上卷乱时的相互倾轧均容易造成外伤。这种损伤因局部挤压而变形，其钢丝横断面在挤压处向两旁伸展成翅形。这种损伤虽然截面积减少不多，但局部挤压处的钢丝韧性下降，极易断丝。

1.4.2 扭结

钢丝绳在局部扭曲后产生的永久变形叫做钢丝绳的扭结。扭结的方向与钢丝绳旋向一致的称为正扭结，反之称为负扭结。由于普通钢丝绳具有自转性，当绳股端部不加捆扎便施加张力时，绳股便会向倒捻方向旋转，这扭结的内在因素。钢丝绳扭结后只有局部绳芯外露，一般没有断丝现象，但强度明显降低。

2 钢丝绳的检查

启闭机钢丝绳根据所处的工作环境和部位分为水上和水下两部分，由于工作条件的不同，检查的要求也不相同。

水上钢丝绳每月应进行一次常规性检查，主要检查钢丝绳表面有无失油，有无锈蚀、扭结、断丝、磨损和外伤，卷筒上的钢丝绳有无爬绳和偏槽，压板螺丝有无松动，鸡心压铁是否移位等。当水闸处于泄水运行状态或遭受暴风雨等不利因素影响时应多加检查观察。应该指出

的是水闸运行时的巡视检查对积累原始资料，及时发现不正常现象，预防事故发生有着重要的意义。

3 钢丝绳的养护

启闭机钢丝绳一般采取润滑养护方法。根据行业特点和工作环境的不同，水上钢丝绳一般每年进行一次，采用能形成坚韧的油膜、耐潮湿、能有效减小磨损的石墨钙基或石墨烃基润滑脂；水下钢丝绳一般三年保养一次，采用抗水性强，由钙皂与矿物性油混合而成钙基润滑脂。

养护时，先清除钢丝绳上的污物，工具的表面硬度应比钢丝绳硬度低，以免损伤钢丝绳。实际操作时，可采用铅丝顺着绳股方向绕3～4圈，或用钢丝刷沿绳股的方向来回拖动，将钢丝绳表面及绳股间的油污清除。再用柴油或煤油浸泡后拧干的毛巾或纱布擦洗绳股，反复2～3次直至钢丝表面无油污，露出金属本色为止。待清洗剂挥发后，再涂抹的防护油脂。

4 钢丝绳的调头与更换

启闭机钢丝绳各部分由于工作环境不同，其损伤情况不同，强度损失也不均匀。穿过滑轮或卷筒的钢丝绳，其损伤的形式主要是磨损和疲劳断丝。与闸门连接一端的钢丝绳，长期处于水中，其损伤形式主要是锈蚀或绳芯损坏，也比水上部分钢丝绳损伤严重，先期达到报废标准。此时，如钢丝绳有足够的富余长度，即剁除绳头后卷筒上的预绕圈数仍可天于5圈时，可采取剁绳头处理。如钢丝绳无足够的富余长度，则应加强检查，在达到报废标准前进行调头使用。这样可以改变钢丝绳各部分的工作环境和受力情况，从而延长其使用寿命。

采用浇注绳套连接时，可根据吊耳板的结构选择开式或闭式绳套。绳套材料应为优质合金钢，采取铸造或锻造加工，并经高温火消除内部缺陷和残余应力。

更换新钢丝绳或调头使用时，需将钢丝绳穿绕到卷筒上。穿绕前，可将绳头打散，剪除绳芯，除锈后蘸锡并配合专用夹具，制作出略微带尖的绳头，便于穿过较小的孔隙。在钢丝绳直径和长度不大时，穿绳可采用人工拉穿法，缺点是费时费力，而且容易使钢丝绳沾满泥沙，加剧磨损，因此当钢丝绳直径和长度较大时大多采用专用卷筒法来降低劳动强度。

5 结语

总之，只有按照规范的检查及日常养护，才能保证钢丝绳的正常工作，确保工程安全地运行，充分发挥工程的综合效益，以上检修养护经验是笔者多年实践探索所得，具有良好的效果，望可供相关管理人员参考借鉴。

参考文献

[1]潘志富.试谈水闸工程启闭机的管理与维护[J].水电站设计.2008（02）.