钢丝绳知识...

一、钢丝
钢丝绳的钢丝通常有很高的强度与韧性，因此，一般采用含碳量为0.5％～0.8％的优质碳素钢制作，且对含硫、磷量有较严格的限制，一般不应大于0.035％。为此，在选择碳素钢时，应选用GB699—88《优质碳素结构钢技术条件》中的50号、60号和65号钢。
二、绳芯
绳芯是钢丝绳的重要组成部分之一，它有以下三个方面的作用：
三、钢丝绳的绕制
双绕钢丝绳按其绕制方法不同可分为以下几种类型：
1、交互捻钢丝绳：亦称交绕绳，其绳与股的捻向相反。如图9-1中（a）所示，捻向分左向螺旋和右向螺旋。如右捻绳即为由钢丝绳按左向螺旋捻制成股，再由股向右向螺旋捻制成绳。由于绳与股的扭转趋势相反，互相抵消而没有扭转打结、松散的趋势，使用尤为方便，为各类起重升降机械广 泛采用。
标记详解：
标记中“光”、“右”、“交”可以省略不标。
六、绳端的固定方法
在使用中，无论钢丝绳作何种用途：均需与其他承载构件联接以传递荷载。为确保钢丝绳的绳端联接处牢固可靠，一般采用以下绳端固接的方式：（详见图9-6）
1、编结法：将钢丝绳绕在心形垫环上，尾端各股分别编插于承载各股之间，每股穿插4～5次，然后用细软钢丝扎紧，捆扎长度为钢丝绳直径的20～25倍，同时不应小于300mm。
其次，要根据钢丝绳的安全系数与许用应力进行选择。
为确保使用安全，钢丝绳的许用拉力应有一定的储备能力，储备能力的大小即用安全系数来表示。
钢丝绳的许用拉力按下式计算：
式中：［S］——钢丝绳的许用拉力，单位为牛顿（N）
n——钢丝绳的安全系数。常用钢丝绳的安全系数如表9-1所示：
表9-1 常用钢丝绳的安全系数n
η——起升机构的总效率，取η＝0.8～0.9；
a——起升机构的钢丝绳分支数。
吊装钢丝绳的静载拉力按下式计算：
式中：Sj——吊装绳的静载拉力，单位为牛顿（N）；
G——吊载重力，单位为牛顿（N）;
Z——吊装绳的分支数；
α——吊装绳与铅垂线之间的夹角。
详见下图所示：
最后，为切实保障安全起见，所选择的钢丝绳许用拉力［S］应不小于钢丝绳的静载拉力Sj，按下式计算：
［S］≥Sj
3、标方法
例1：钢丝绳6×37—15—170—1—甲镀—右同—GB1102表示：结构形式为6×37，公称抗拉强度为1700N/mm2，Ⅰ号甲组镀锌钢丝制成的15mm直径绳，右同向捻点接触钢丝绳。
例2：钢丝绳6W（19）—12—155—Ⅰ—光—右交—GB1102表示：公称抗拉强度为1550N/mm2，Ⅰ号光面钢丝制成的直径12mm，右向交互捻不松散瓦林吞型钢丝绳。
四、绳股形状与结构
1、股的形状
1圆股钢丝绳。因其制造比较方便，故被广泛采用。
异形股钢丝绳。有三角股、椭圆股及扁股等异形股绳如图9-2所示。
以上三种异形股钢丝绳制造工艺比较复杂，但的确是起升缠绕性能良好的比较理想的钢丝绳。
2、股的构造
根据钢丝之间的接触状态不同，股的结构可分为点接触、线接触和面接触钢丝绳。见图9-3所示。
7、造成破坏的主要因素：
（1）钢丝绳工作时承受了反复的弯曲和拉伸而产生疲劳断丝；
（2）钢丝绳与卷筒和滑轮之间反复摩擦而产生的磨损破坏；
（3）钢丝绳绳股间及钢丝间的相互摩擦引起的钢丝磨损破坏；
（4）钢丝受到环境的污染腐蚀引起的破坏；
（5）钢丝绳遭到机械破坏等产生的外伤及变形等。
8、检查要点：
（1）疲劳断丝数；
3、增加钢丝绳的强度。在钢丝绳中心设置一绳芯，有利于提高钢丝绳的横向受挤压的能力。
绳芯的种类通常有以下三类：
1、纤维芯：一般用剑麻、棉纱等纤维制成，并用防腐、防锈润滑油浸透。纤维芯能促使钢丝绳具有良好的绕性和弹性，润滑油能使钢丝得到润滑，并起到防锈、防腐、耐磨等作用。
纤维芯钢丝绳主要用于常温下的缠绕绳和捆绑绳，不宜用于高温环境和承受横向压力的条件下。
1、增加绕性与弹性。在钢丝绳中设置绳芯的主要目的是为了增强钢丝绳的绕性与弹性，通常情况下在钢丝绳的中心都有一根绳芯。若对钢丝绳有特殊要求，为了使钢丝绳的绕性与弹性更好，还需在钢丝绳的每一绳段中再增加一股绳芯，增加的绳芯需选用纤维绳芯。
2、用于润滑。将绳芯浸入一定量的防腐、防锈润滑脂。钢丝绳工作时，润滑油将浸入各钢丝之间，起到润滑、耐磨及防腐蚀等作用。
（4）检查绳端可拆卸的楔形接头、绳夹压板的装置内部和绳端内的断丝及腐蚀情况，以确保绳端固定的紧固可靠；
（5）检查编制环状插口式绳头尾部是否有突出的钢丝伤手。
如果绳端固定装置附近或绳端固定装置内有明显断丝或腐蚀，可将钢丝绳截短，再重新装到绳端固定装置内，且钢丝绳的长度应满足在卷筒上缠绕的最少圈数的要求。
2、石棉纤维芯：用石棉纤维制成，并用防腐、防锈润滑油浸透。石棉纤维芯与纤维芯具有同样的绕性和弹性，以及润滑性，同时又兼具耐高温性，适用于高温烘烤环境中的起重机缠绕绳。
3、金属芯：由软钢钢丝或软钢绳股制成。因金属芯强度大，抵抗横向挤压能力强，因而它适用于多层缠绕和起重设备，如卷扬机、汽车起重机的缠绕装置中；也适用于特重级高温环境下的冶金起重机。一般情况下，这种金属绳芯自身润滑性差。金属芯钢丝绳绕性及弹性均不及纤维芯钢丝绳，除用于多层缠绕、高温环境外，多用于起重设备的张紧绳或支持绳。
（1）点接触钢丝绳：绳的股是由直径相同的钢丝捻制而成。该绳的特点是钢丝之间为点接触，比压较大，钢丝易磨损折断，使用寿命短。但该绳绕性好、制造简单、成本低，曾被一般起重机械广泛应用过。
（2）线接触钢丝绳：绳的各股是由直径不相同的钢丝捻制而成，又称复合结构钢丝绳。该绳又分为外粗式绳、粗细式绳和填充式绳。见图9-4所示。
2、绳卡固定法：利用绳卡的卡紧力将钢丝绳端部进行固定的方法。根据绳径的不同，可用不同数量的绳卡进行固定。当绳径d≤16mm时，可用三个绳卡；当绳径大于16mm，小或等于20mm时，可用四个绳卡；当绳径大于20mm，小或等于26mm时，可用五个绳卡；当绳径大于26mm时，可用六个绳卡。
绳卡的方位应按图9-6（b）所示，绳卡马鞍坐压在受力绳上，不得正、反交替设置，各绳卡间距约为150mm。
（7）电梯起升绳应选用8股、韧性为特级的钢丝绳；
（8）起升倍率为1/1的港口起重机或塔式起重机应选用18股不旋转钢丝绳；
（9）电动葫芦式起升绳优先选用点接触的、每股37丝的钢丝绳；
（10）捆绑绳优先选用韧性较低的Ⅱ级绳。
2、按照许用应力选择钢丝绳
首先，要根据钢丝绳的破断拉力进行选择。
钢丝绳的破断拉力，是当钢丝绳作拉伸试验时，被拉断的拉力。其计算公式为：
式中：SP——钢丝绳的破断拉力，单位为牛顿（N）；
S0——钢丝绳的钢丝破断拉力总和，单位为牛顿（N）；
可从不同类型规格钢丝绳的性能表中查处，亦可应用近似计算公式S0≈500d2求得。（d为钢丝绳直径，单位为毫米：mm）
φ——折减系数：6×19绳：φ＝0.85；
6×37绳：φ＝0.82；
6×61绳：φ＝0.80；
此种方法操作较为复杂，适用于大直径钢丝绳，如缆索起重机的支承绳等。
安全使用与维护
一、安全检查
1、日常观察：每天都要对钢丝绳的所有可见部位进行观察，以便及时发现钢丝的损坏与变形，如有异常，应及时通报主管部门或有关人员，并作出及时妥善的处理。
2、主管单位或部门的定期安全检查：对一般起升设备及吊装捆绑作业用的钢丝绳，每月至少进行一次安全检查。
1、按照用途选用钢丝绳，应遵循以下原则：
（1）一般起升变幅缠绕绳：优先选用6股线接触交绕钢丝绳；
（2）起重机用张紧绳、牵引绳：优先选用顺绕绳；
（3）缆索起重机或架空索道用支承绳：优先选用单绕绳；
（4）在有腐蚀性的环境中工作时，优先选用镀锌钢丝绳；
（5）在有耐酸要求的环境工作时，优先选用镀铅钢丝绳；
（6）在高温环境中工作的起重机，应选用具有特级韧性石棉芯钢丝绳或具有钢芯的钢丝绳；
（2）磨损量；
（3）腐蚀状态；
（4）外伤和变形程度；
（5）各种异常与隐患。
二、安全使用
1、新更换的钢丝绳应与原安装的钢丝绳同类型、同规格。如采用不同类型的钢丝绳，应保证新换钢丝绳性能不低于原钢丝绳，并能与卷筒和滑轮的槽形相符。钢丝绳捻向应与卷筒绳槽螺旋方向一致，单层卷绕时应设导绳器加以保护以防乱绳。
2、同向捻钢丝绳：亦称顺绕绳，其绳与股捻向相同，如图中（b）所示，其捻向也分为左、右捻，如右捻顺绕绳即为丝捻成股，股再捻成绳均为右向螺栓捻制而成。这种钢丝绳的丝与丝之间接触较好，具有绕性好、寿命长的特点，但有扭转打结、易松散的趋向，只能用于张紧绳或牵引绳，不宜用于起升缠绕绳。
3、混合捻钢丝绳：半数股为左捻，半数股为右捻的钢丝绳，如图中（c）所示。这种钢丝绳为多层股不旋转钢丝绳，各相邻层股的捻向相反。它具有交互捻和同向捻的优点，但制造工艺复杂，因此，仅在起重量较小、起升高度较大的起重机械（如塔吊起重机）上使用。
复合型钢丝绳通过直径不同的钢丝适当配置使每层钢丝的捻距相同，钢丝间形成线接触。其优点是绳股断面排列紧密，相邻钢丝之间接触良好；尤其是钢丝绳绕过滑轮或卷筒时，在钢丝交叉的地方不致产生很大的局部应力，有抵抗潮湿侵蚀及防止有害物浸入钢丝绳内部的能力，它将会取代点接触的普通结构钢丝绳。
（3）面接触钢丝绳：是由特制的异型钢丝绳绕制成股，然后用挤压的方法制成面接触型钢丝绳。
（3）注意检查平衡滑轮的绳段；
（4）注意检查与机械上的某些部位可能引起磨损的绳段。
6、绳端部位检查
（1）从固接端引出的这段钢丝绳应进行经常检查。因为这个部位发生疲劳断丝或腐蚀现象都是极其危险的；
（2）对固定装置的本身变形或磨损也应进行检查；
（3）对于采用压制或锻造绳箍的绳端固定装置，应检查是否有裂纹，以及绳箍与钢丝绳之间是否有产生滑动的可能；
用 途
安全系数n
用 途
安全系数n
作缆风绳
3.5
作吊索无弯曲时
6～7
用于手动起重设备