八、钢丝绳基础知识

钢丝绳基础知识第一节：钢丝绳概念及分类钢丝绳概念：用多根或多股细钢丝拧成的挠性绳索或由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。

一根钢丝绳按照“钢丝绳－绳股－钢丝－绳芯”分解来看，如下图。

钢丝绳的绳芯一般分为有机芯、棉、麻芯、石棉芯和钢丝芯等几种。

通常，起重机上使用的钢丝绳一般是以麻芯居多，它具有较高的挠性和弹性，并能贮存一定的润滑油，当钢丝绳被拉伸时，油挤到钢丝之间起润滑作用，钢丝芯适用于高温或多层缠绕的场合；石棉芯适用于高温场合；有机芯适用于非高温场合。

钢丝绳芯及代号a 纤维芯（天然或合成）：FCb 天然纤维芯：NFc 合成纤维芯：SFd 金属丝绳芯：IWR(或IWRC)e 金属丝股芯：IWS如6×37+FC形式的，6指的是绳股的股数（6股），37指的是每股的钢丝的丝数数（37丝），FC指的是绳芯的形式是麻芯。

钢丝绳从断面上看是这样的（如下图）。

钢丝绳直径是指其截面的外接圆直径。

钢丝绳直径的测量：1）钢丝绳直径应用带有宽钳口的游标卡尺测量，其钳口宽度要足以跨越两个相邻的股。

2）测量应在无张力的情况下，距钢丝绳端头不小于15m的直线部位上进行，在相距1 m以上的两截面的不同方向上，各测量一个直径，四个测量结果的算术平均值作为钢丝绳的实测直径。

（一）钢丝绳接触状态分类按照股中相邻层钢丝的接触状态，钢丝绳可分为：点接触钢丝绳、线接触钢丝绳、面接触钢丝绳三种基本结构形式。

按照构成股断面的形式，钢丝绳可分为圆股钢丝绳和异形股钢丝绳（其中异形股钢丝绳主要包括三角股钢丝绳、椭圆股钢丝绳和扇形股钢丝绳）。

按照钢丝（钢丝绳）表面状态，钢丝绳可分为光面钢丝绳、镀锌（锌铝合金）钢丝绳和涂（包）塑钢丝绳。

点接触：股内相邻层钢丝之间呈点状接触形式，除中心钢丝外，各层钢丝直径相等，股通过分层捻制形成。

线接触：股内相邻层钢丝之间呈线状接触形式，股由不同直径的钢丝一次捻制而成。

面接触：股内相邻层钢丝之间呈面状接触形式。

点、线接触钢丝绳：股内相邻层钢丝之间呈点、线两种接触形式。

股由不同直径的钢丝分次捻制而成。

异形股钢丝绳：异形股钢丝绳因其股断面呈三角形、椭圆形或扇形而得名。

镀锌钢丝绳：对钢丝表面进行镀锌处理（或镀锌后拉拔），然后在捻制成的钢丝绳。

（二）钢丝绳拧绕层次分类按拧绕的层次可分为单绕绳、双绕绳和三绕绳。

①单绕绳：由若干细钢丝围绕一根金属芯拧制而成，挠性差，反复弯曲时易磨损折断，主要用作不运动的拉紧索。

②双绕绳：由钢丝拧成股后再由股围绕绳芯拧成绳。

常用的绳芯为麻芯，高温作业宜用石棉芯或软钢丝拧成的金属芯。

制绳前绳芯浸涂润滑油，可减少钢丝间互相摩擦所引起的损伤。

双绕绳挠性较好，制造简便，应用最广。

③三绕绳：以双绕绳作股再围绕双绕绳芯拧成绳，挠性好；但制造较复杂，且钢丝太细，容易磨损，故很少应用。

（三）钢丝绳捻法分类钢丝在绳股中和股在绳中的捻制螺旋方向(即捻向)以及股中丝的捻向同绳中股的捻向之问关系(捻法)的相互配合。

捻向分左捻和右捻两种；捻法有交互捻和同向捻两种。

根据捻向和捻法的相互配合，钢丝绳捻法分右交互捻、左交互捻、右同向捻、左同向捻4种，如图1所示。

把钢丝绳(绳股)垂直放置观察，绳股(钢丝)的捻制螺旋方向，从中心线左侧开始向上、向右的捻向称右捻，可用符合“z”表示；从中心线右侧开始向上、向左的捻向称左捻，可用符合“S”表示。

交互捻指股的捻向与绳的捻向相反，也叫逆捻。

同向捻指股的捻向与绳的捻向相同，也叫顺捻。

右交互捻指的是钢丝绳为右捻，绳股为左捻。

左交互捻指的是钢丝绳为左捻，绳股为右捻。

右同向捻是指钢丝绳和绳股的捻向均为右捻。

左同向捻是指绳和股的捻向均为左捻。

交互捻的钢丝绳从外形看，外层钢丝的位置几乎与钢丝绳的纵向轴线相平行，因而交互捻钢丝绳在使用时的特点是：(1)表面钢丝与其卷筒或滑轮表面接触长度较短，即支撑表面小磨损较快(图2)，并且在使用中，绳内钢丝受较大挤压时不易向两旁分开，容易产生不均匀磨损，钢丝易爆断；(2)由于捻向不同，钢丝绳的内部钢丝排列位向不同，会引起其性能的差异，且捻制变形较大，柔软性较差，使用时钢丝所受的弯曲应力较大；(3)由于交互捻捻制后绳和股内残余应力或受载时引起的旋转力矩可互相抵消一部分，不易引起钢丝绳松散和使用时的旋转；(4)交互捻钢丝绳中钢丝与绳中心线倾斜仅在0-5度之间，表面外观平整，使用时平稳、振动小。

同向捻钢丝绳从外形看，外层钢丝的位置与钢丝绳的纵向轴线相倾斜，倾角达30度左右。

同向捻钢丝绳的特点是：(1)使用时表层钢丝与卷简或滑轮表面接触区域较长，即支撑表面大，因此耐磨性好；(2)柔软性较好，有较好的抗弯曲疲劳性；(3)由于捻向一致，捻成绳后的钢丝总弯扭变形较小，使用时绳内钢丝受力较均匀，对提高钢丝绳疲劳寿命也有利；(4)自转性稍大，容易发生松捻和扭结现象，一般在两端固定的场合使用较为合适。

钢丝绳品种中以右交互捻为多。

一般在供需双方确定捻向时，若强调柔软性时可选同向捻，强调不松散和不旋转性时，可选用交互捻。

至于是选左捻还是右捻，则由设备情况及操作习惯等因素决定。

交互捻缺点是接触差易磨损、寿命短，优点没有松散和扭转的趋势。

因此，同向捻的优点是比较柔软，易弯曲，内应力小，表面光滑，磨损也小，使用寿命长；缺点是容易松散、旋转，悬挂较困难，承载后伸长率较大。

交互捻钢丝绳的优缺点与同向捻相反。

钢丝绳的解卷钢丝绳多数是以卷、盘的形式到现场的，要使用正确的钢丝绳解卷方式和正确消除钢丝绳的校头，其实两者的机理完全相同，正确消除钢丝绳的校头的方法很简单，只要沿着钢丝绳产生校头的反方向回旋即可；钢丝绳正确的解卷方法见图2，应将绳盘缓缓转动或滚动，慢慢地将钢丝绳解卷，防止出现加捻或松捻现象。

解卷时；严禁用图（a）错误的方法解卷，以免产生加捻（上劲）或松捻（破劲）现象，造成扭结。

钢丝绳与卷筒的配合原则左交互捻、右交互捻两种型号的钢丝绳可用于左旋卷筒，也可用于右旋卷筒。

左捻、右捻两种绳与滚筒旋向有一定的对应关系，选对了钢丝绳捻向，才能延长钢丝绳的使用寿命。

钢丝绳在卷筒上缠绕方向，必须是使钢丝绳紧捻而不是松捻的方向缠绕。

右旋绳槽的卷筒推荐使用左捻钢丝绳，反之，左旋绳槽的卷筒应使用右捻钢丝绳。

总之，要根据卷筒的旋向选择钢丝绳的捻向，钢丝绳不能“破劲”。

另外，钢丝绳在卷筒上的缠绕方向必须根据钢丝绳的捻向，右捻绳从左到右，左捻绳从右到左排列，缠绕应排列整齐避免出现偏绕或夹绕现象。

钢丝绳绳端固定起重吊装中的钢丝绳要和被吊物连接，就必须进行绳端固定。

绳端固定的形式有：1.使用绳夹固定，绳夹又叫卡头。

2.使用楔形绳卡，一般吊车上的钢丝绳绳端固定用。

3.钢丝绳绳头编结。

附注：钢丝绳的相关概念：公称抗拉强度:在拉的过程中直到拉断时的最大力,除以钢丝绳的截面积，这是一个应力；允许拉力：允许的最大拉力，能保证钢丝绳不断裂。

破断拉力：在拉的过程中直到拉断时的最大力。

钢丝绳其他代号说明钢丝的表面状态用下列代号标记:a. 光面钢丝:NAT;b. A级镀锌钢丝:ZAA;c. AB级镀锌钢丝:ZAB;d. B级镀锌钢丝:ZBB钢丝绳中钢丝的横截面用下列代号标记:a. 圆形钢丝:无代号;b. 三角形钢丝:V;c. 矩形或扁形钢丝:R;d. 梯形钢丝:T;e. 椭圆形钢丝:Q;F. 半密封钢丝(或钢轨形钢丝)与圆形钢丝搭配:H;钢丝绳使用前检查范围：钢丝绳的磨损、锈蚀、拉伸、弯曲、变形、疲劳、断丝、绳芯露出的程度。

第二节：钢丝绳的使用与维护钢丝绳的的保养对待钢丝绳的搬运必须和对待机械设备搬运同等小心。

钢丝绳卸装时，禁止从高处直接推下，防止钢丝绳受到外伤或损坏绳轮。

正确的方法是在绳轮的轴孔中穿入一根钢管，两端系上吊索，用吊车或类似机械将钢丝绳起吊装卸。

在地面滚动钢丝绳时，撬杠只能施加在绳轮法兰部位，严禁直接与钢丝绳接触。

同时，地面应平整，不允许钢丝绳从锋利或坚硬的物体上通过。

钢丝绳在保管期间不得平放，应用石块、木板或其它物体将其垫起，并上遮下垫。

钢丝绳平常应放在通风干燥的地方，并避开热源、酸、碱等危及钢丝绳性能的介质环境。

在保管期间，对钢丝绳应进行定期检查，及时清理粘附的砂子、泥土，并涂保护油脂。

钢丝绳的检查钢丝绳在使用期间，一定要按规定进行定期检查，并将检查结果认真做好记录。

通过对钢丝绳随时监控，为安全、合理使用钢丝绳提供依据。

使用过程检查包括外部检查与内部检查两部分。

检查部位严格讲，钢丝绳从投入使用之后，其性能就开始降低。

所以，在其使用过程中，应对全长各个部位进行检查。

由于客观上要对整条钢丝绳进行检查十分困难，但是，对于那些经过实践证明容易损坏的部位必须进行频繁、仔细检查，因为一旦这些部位严重损坏不能被及时发现，将可能产生灾难性的后果。

在钢丝绳受到突加负载后，应特别对进入和离开滑轮、绳槽部分的钢丝绳进行仔细检查。

对于插接起来使用的钢丝绳，由于插接部位不可能象正常捻制部位那样规则，这直接影响到该段钢丝绳与匹配轮槽的良好接触，使其成为最容易产生断丝的部位。

钢丝绳外部检查直径检查：直径是钢丝绳极其重要的参数。

通过对直径测量，可以反映该出直径的变化速度、钢丝绳是否承受到过较大的冲击载荷、捻制时股绳张力是否均匀一致、绳芯对股绳是否保持了足够的支撑能力。

磨损检查：钢丝绳在使用过程中产生磨损现象不可避免。

通过对钢丝绳磨损检查，可以反映出钢丝绳与匹配轮槽的接触状况，在无法随时进行性能试验的情况下，根据钢丝磨损程度的大小推测钢丝绳实际承载能力。

断丝检查：钢丝绳在投入使用后，肯定会出现断丝现象，尤其是到了使用后期，断丝发展速度会迅速上升。

由于钢丝绳在使用过程中不可能一旦出现断丝现象即停止继续运行（虽然对于新钢丝绳而言，这种现象是不允许的），因此，通过断丝检查，尤其是对一个捻距内断丝情况检查，不仅可以推测钢丝绳继续承载的能力，而且根据出现断丝根数发展速度，间接预测钢丝绳使用疲劳寿命。

润滑检查：通常情况下，新出厂钢丝绳大部分在生产时已经进行了润滑处理，但在使用过程，润滑油脂会流失减少。

鉴于润滑不仅能够对钢丝绳在运输和存储期间起到防腐保护作用，而且能够减少钢丝绳使用过程中钢丝之间、股绳之间和钢丝绳与匹配轮槽之间的摩擦，对延长钢丝绳使用寿命十分有益，因此，为把腐蚀、摩擦对钢丝绳的危害降低到最低程度，进行润滑检查十分必要。

尽管有时钢丝绳表面不一定涂覆润滑性质的油脂（例如增摩性油脂），但是，从防腐和满足特殊需要看，润滑检查仍然十分重要。

钢丝绳内部检查对钢丝绳进行内部检查要比进行外部检查困难的多，但由于内部损坏（主要由锈蚀和疲劳引起的断丝）隐蔽性更大，因此，为保证钢丝绳安全使用，必须在适当的部位进行内部检查。

检查的方法：将两个尺寸合适的夹钳相隔100-200毫米夹在钢丝绳上反方向转动，股绳便会脱起。