钢丝绳磨损状况的检验分析

起重机起升机构钢丝绳磨损状况的检验分析

李继红

(江苏省特检院泰州分院泰兴所)

摘要本文就起重机起升机构钢丝绳磨损状况，进行起升机构钢丝绳损伤原因

分析，并阐述了钢丝绳的安全检验应针对起重机钢丝绳使用受载最频繁的区段实施

主题词起重机起升机构钢丝绳磨损检验分析

1钢丝绳是起重机安全生产的重要构件

钢丝绳是起重机械中应用最广泛的挠性构件，它具有强度高、挠性好、自重轻、运行平稳、极少突然断裂等优点，是起重机安全生产的三大重要构件之一，也是起重机用量最大的易损件之一。钢丝绳使用的安全性与可靠性，在起重机运行中起着举足轻重的作用。在桥门式起重机上，钢丝绳主要用于起升机构。

《起重机械定期检验规则》中，对在用起重机钢丝绳的检验提出了严格的要求，除了检查钢丝绳型号规格与滑轮和卷筒的匹配外，还要检查钢丝绳是否有扭结、压扁、弯折、断股、笼状畸变、断芯等影响钢丝绳安全使用的缺陷。三月初，在对一家钢管厂进行检验时我发现，一车间内的起重机起升机构钢丝绳的损伤比较严重，且磨损、断丝情况反映在整条钢丝绳上是不均匀的，最严重的区段在起升高度的上半部分。

我站在地面用卡尺在吊钩滑轮上方测量钢丝绳的直径，并不能反映钢丝绳直径减小量的实际状况。出现这种情况的原因还要从钢丝绳的受力和运行情况来分析。

2起升机构钢丝绳损伤的原因

起升机构钢丝绳在工作时受力相当复杂，导致损伤的原因很多。一般来说，作用与钢丝绳上的力主要有：起吊重物而引起的拉伸应力；钢丝绳在滑轮和卷筒上环绕而引起的弯曲应力；钢丝绳与滑轮槽、卷筒槽、钢丝绳股、钢丝之间的挤压应力；钢丝绳捻制时的残余应力；由于安装不当而引起的扭转应力。

钢丝绳在使用过程中，经常启动、制动、起升和下放物件，钢丝绳通过滑轮和卷筒绕上绕下，反复受到拉伸、弯曲、扭曲、振动等应力的综合作用，当次数超过一定数值后，钢丝绳将出现金属疲劳现象。造成钢丝绳的细钢丝表面形成裂纹；同时在钢丝绳弯曲时，钢丝绳的股与股之间、丝与丝之间出现相对滑移而产生摩擦，形成了钢丝绳的内部钢丝之间磨损，最终导致断丝。

钢丝绳与滑轮槽和卷筒槽之间接触运动时也有一定的相对滑移、挤

压，一段时间以后也会引起磨损，外围表面的细钢丝被磨，导致钢丝绳径变细，降低了钢丝绳安全使用的负载能力。

3钢丝绳的安全检验应针对起重机钢丝绳使用受载最频繁的区段实施就这家钢管厂的起重机而言，起升高度为6米，双联滑轮组的倍率为2，

起重机主要工作任务是吊运钢管，，每捆由若干根钢管组成，在由捆绑绳捆扎后由起重机吊运到指定的岗位上。一捆钢管的的高度为0.6米，捆绑绳所形成的吊环的长度为1.5米，吊钩至动滑轮底部的距离为0.3米，起吊前起吊钢丝绳的最低点距离地面已经2米多了，工作时钢管的起升高度约2米，这时起吊钢丝绳的最低点离地面的距离会大于4米。也就是说，钢丝绳受载运行的区域在起升高度的三分之一到三分之二左右，而且钢管要吊运到指定的岗位，在这个区域内起重机频繁起、制动，因此钢丝绳在这个区域内受到的载荷最大，各种应力最大，状况最恶劣，钢丝绳断丝最严重、磨损最厉害、钢丝绳直径减小量最大的状况也发生在这个区域内，检验中还发现这种情况存在着一定的普遍性。通常我们站在地面上用游标卡尺在吊钩滑轮上方测量钢丝绳的直径，按照检验员手臂平举的高度来看检验不到这个损伤最严重的区域，不能达到检验的真正目的。

因此对在用起重机钢丝绳的安全检验应该针对起重机钢丝绳使用受载最频繁的区段实施。

•钢丝绳是起重机械的重要零件之一。它具有强度高、挠性好、自重轻、运行平稳、极少突然断裂等优点。起重机用钢丝绳的强度一般为1400-1700N/mm2之间。

二．钢丝绳

钢丝绳是挠性构件，要求有很高的强度和韧性。

钢丝：含碳量为0.5~0.8%的优质碳素钢，经过多次冷拉和热处理得到。

（一）概述

单绕绳：钢绞线，可用作张紧绳或承载绳。

钢丝绳：由钢丝捻制成股，再由股捻制成绳。（二）钢丝绳受力特征

1．钢丝绳破断机理

在非正常使用状态下，超载是钢丝绳破断的主要原因。在正常使用条件下，绳股中的钢丝是逐渐产生的一般不会发生整根钢丝绳的突然断裂，钢丝绳具有足够的使用寿命。

钢丝绳破断与其在滑轮、卷筒上的穿绕次数和磨损有关。每一次穿绕，钢丝绳就形成由直变弯，再由弯变直的过程，因而造成钢丝绳的内部磨损，钢丝绳穿绕次数愈多，绳的内部磨损也愈大。同时，滑轮、卷筒直径愈小，绳的曲率半径愈小，绳的内部磨损也愈大。绳在工作过程中，当由零负载到重载，再由重载至零负载的变化中，绳也经历了由松弛到张紧，再由张紧到松弛的过程。这个过程中，内层绳之间也会形成内部磨损。在钢丝绳穿绕卷筒和滑轮及松弛至张紧和张紧至松弛过程中，与卷筒和滑轮接触部分的绳的外层钢丝还会

形成绳丝的外部磨损和形成滑轮壁及卷筒壁面的磨损。绳在穿绕滑轮和卷筒时，由于偏斜角的存在，绳的表层钢丝与滑轮壁和卷筒壁之间也会产生磨损，也会形成绳丝的外部磨损和形成对滑轮壁及对卷筒壁面的磨损。这些都是形成钢丝绳破断和形成滑轮壁及卷筒壁面的磨损的主要原因。

2．影响钢丝绳破断的因素

1）钢丝绳的弯曲曲率半径对钢丝绳寿命的影响很大，这是因为绳轮直径减小时，钢丝的弯曲变形加剧，弯曲应力加大，因而钢丝的磨损加快，疲劳损伤加快，钢丝和绳的寿命就降低。

2）钢丝绳绕过绳轮时，绳轮与钢丝接触面间的压力和相对滑动，使钢丝磨损断丝，接触应力越大，断丝越迅速。

3）钢丝绳的结构形式对其寿命影响也很大。电接触钢丝绳由于钢丝间接触应力大，钢丝的交叉又增大了横向压力，强度损失要比线接触型大，抗疲劳性能也差，所以线接触钢丝绳比点接触钢丝绳寿命长。

4）当钢丝绳一个捻距间的断丝数达到全部钢丝的10%时，继续使用绳的断丝速率明显加快，短期内即出现断股。

5）当其他条件相同时，选用的钢丝绳安全系数越高，其使用寿命越长。

3．钢丝绳报废

GB 5972-1999 中的判断项目：1~11项，其中第10项变形中的九个状态