钢丝绳知识...

钢丝绳钢丝绳又称钢索，是一种具有强度高、弹性好、自重轻、绕性好、耐潮、耐腐蚀、耐磨、耐冲击的重要起重与牵引用钢索具。

由于其在使用中运行平稳、承载力大、传动平稳、工作可靠，且无噪音，所以被广泛应用于起重及运输等作业中。

在正常条件下，钢丝绳一般不会发生整根突然断裂的现象。

但随着钢丝绳的磨损、疲劳等破坏的加剧，将会逐渐积累起断绳事故的隐患。

为此，作为一名施工升降机司机，不仅要求会操作，还必须了解和掌握施工升降机的重要牵引机构的易损件——钢丝绳的基本结构、性能、特点、安全使用检查及维护保养等方面的基本常识。

钢丝绳的结构钢丝绳一般是由钢丝捻成股，然后再由若干股围绕绳芯捻制成绳的。

这类钢丝绳称为双绕绳，为起重升降机械大量采用。

也有极少数的钢丝绳为单股绳，又称单绕绳。

直接由钢丝分内外层按不同捻绕方向绕制而成。

这种单绕绳具有封闭光滑的外表，耐磨，雨水不易浸入内部，适用于缆索起重机与架空索道的支承绳。

由于绕性不好，不适合作缠绕绳。

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：1、增加绕性与弹性。

在钢丝绳中设臵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。

3、增加钢丝绳的强度。

在钢丝绳中心设臵一绳芯，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。

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臵中；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。

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。

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。

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。

②异形股钢丝绳。

有三角股、椭圆股及扁股等异形股绳图9-1 钢丝绳的卷绕 a ）交互捻（交绕） b ）同向捻（顺绕）c ）混合捻如图9-2所示。

图9-2 异形股钢丝绳a ）三角股钢丝绳b ）椭圆股钢丝绳c ）扁股钢丝绳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。

（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，图9-3 绳股构造a ）点接触绳b ）线接触绳c ）面接触绳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。

复合型钢丝绳通过直径不同的钢丝适当配臵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、股的数目常用的钢丝绳股的数目有6股、8股和18股绳等多种。

外层股的数目越多，钢丝绳与滑轮槽或卷筒槽接触的情况越好，使用寿命也越长。

6股绳是一般起重机构常用绳，8股绳多为电梯起升绳，18股绳为不旋转绳，多用于起重倍率为1/1图9-4 线接触钢丝绳a ）外粗式钢丝绳b ）粗细式钢丝绳c ）填充式钢丝绳的单绳起升机构中，为港口装卸起重机或建筑塔式起重机所常用。

五、钢丝绳的选用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；（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：S P——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；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再次，要根据钢丝绳的静载拉力选择。

起升钢丝绳的静载拉力按下式计算：式中：S j——钢丝绳的静载拉力，单位为牛顿（N）；Q——额定起重量及吊具重力之和，单位为牛顿（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：S j——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S j ，按下式计算：［S ］≥S j3、标记方法例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/mm 2，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/mm 2，Ⅰ号光面钢丝制成的直径图9-5 吊装绳受力图12mm，右向交互捻不松散瓦林吞型钢丝绳。

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。

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、反交替设臵，各绳卡间距约为150mm。

图9-6 钢丝绳绳端的固定a）编结法b）绳卡固定法c）压套法d）斜楔固定法e）灌铅法3、压套法：将绳端与工作支套入一个长圆形铅合金套管中，用压力机压紧即可。

当绳径d为10mm时，约需压力550kN；当绳径d为40mm时，约需压力为720kN。

4、斜楔固定法：利用斜楔能自动夹紧的作用来固定绳端。

这种方法的显著特点是装拆方便。

5、灌铅法：将绳端钢丝拆散，并清洗干净，穿入锥形套筒中，把钢丝末端弯成钩状，然后灌满熔铅。

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。

3、主管人员对建筑工地起升机械使用的钢丝绳，每周至少进行一次安全检查。

4、对吊运熔化或赤热金属、酸溶液、爆炸物、易燃物及有毒物品的起重机械用钢丝绳，主管人员每周至少应进行两次安全检查。