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起重机钢丝绳常见故障分析及预防措施 |
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| 起重机钢丝绳常见故障分析及预防措施 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 17:02:43  |
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作者：马振军 叶秀亭 郑恒大
起重机在企业生产过程中给人类带来高效、方便、快捷的同时，因机械的不安全因素，频频发生事故，给国家造成经济损失，给当事人及家属造成痛苦。发生此种事故的主要原因之一是钢丝绳故障。因此，掌握钢丝绳的故障规律及预防措施很有必要。就起重机上使用的钢丝绳而言，规格品种繁多、使用千差万别，但一般随着使用时间的持续，都有可能出现故障。主要故障有以下6种：磨损、疲劳、锈蚀、变形、咬绳、过载。这就要求特种设备管理人员在规范操作人员按章操作的同时，更要重视起重机钢丝绳故障隐患，根据起重机状况制定出周密、可行的预防措施。
一、钢丝绳的特征
钢丝绳是起重机上应用最广泛的绕性物件，它把电动机的旋转运动变为吊勾的升降运动并承担全部的起升载荷，它卷绕性好，承载能力大，对于冲击载荷的承受能力较强，卷绕过程中平稳、无噪音。
二、钢丝绳的构造和种类
钢丝绳是由许多抗拉强度为120—200kg／mm2的高强度钢丝绕制而成。钢丝绳根据不同的用途，分为单绕、双重绕、三重绕3种。起重机多采用双重绕钢丝绳。钢丝绳按其捻绕方法不同，可分为顺绕钢丝绳(左、右旋)、交绕钢丝绳。
三、钢丝绳故障及预防措施
(一)磨损
钢丝绳在操作时，在机械的、物理的和化学的作用下，其表面也在不断磨损。磨损是钢丝绳最常见的故障。
l.分类
(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。在外部磨损后绳径将变细，外周表面的细钢丝被磨平。钢丝绳的外部磨损使承受载荷的钢丝截面积减小，钢丝绳的破断载荷也相应降低。
(2)变形磨损
由于振动碰撞造成的钢丝绳表面磨损，叫做变形磨损，这是一种局部磨损现象。这种变形磨损因局部挤压而变形，其钢丝横断面在挤压处向两旁伸展成翅形。从外表看，钢丝宽度扩展，虽钢丝绳截面积减小不多，但局部挤压处的钢丝表面材质硬化了，极易断丝。
(3)内部磨损
在使用过程中，钢丝绳经过卷筒或滑轮时所承受的全部负荷压在钢丝绳的一侧，各根细钢丝的曲率半径不可能完全相同。同时，由于钢丝绳的弯曲，钢丝绳内部各根细钢丝就会相互产生作用力并且产生滑移，这时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深凹。当反复循环拉伸弯曲时，在深凹处则产生应力集中而被折断，构成了内部磨损。
2.防止磨损预防措施
(1)起重机在作业运行过程中，起重量不要超过额定起重量；
(2)起重机的钢丝绳要根据工作类型及环境选择适合的钢丝绳；
(3)对钢丝绳要进行定期的润滑(据工作环境确定润滑周期)；
(4)超重机在作业时不要使锕丝绳受到突然冲击力；
(5)在高温及有腐蚀介质的环境里，钢丝绳须有隔离装。
(二)疲劳
1.分类
(1)弯曲疲劳
钢丝绳重复通过滑轮或卷筒挠上挠下，经过无数次的弯曲，使钢丝产生疲劳，韧性下降，最终导致断丝。而疲劳断丝出现在股的弯曲程度最厉害的一侧外层钢丝上。通常情况下，疲劳断丝的出现意味着钢丝绳已经接近使用后期。
(2)拉伸、扭曲和振动引起的疲劳
起重机钢丝绳在起动和制动的始末，捆扎钢丝绳在承受载荷的前后，变化的拉伸应力会引起金属疲劳。此外，钢丝绳经常受到扭曲和振动也是产生疲劳的原因。
2.防止钢丝绳疲劳损伤的预防措施
(1)在条件许可的情况下，应尽可能使卷筒和滑轮的直径加大；
(2)在安排滑轮市局时，应尽量避免使钢丝绳反向弯曲；
(3)尽可能选择结构好的钢丝绳。
(三)锈蚀
钢丝绳在露天使用时，日晒雨淋会使钢丝绳腐蚀，尤其是在有害气体与恶劣环境下使用的钢丝蝇，腐蚀更严重。防止钢丝绳锈蚀的方法有2种，一种是勤涂油，对于经常处于运动状态的钢丝绳涂油是必不可少的；二是在使用环境恶劣、钢丝绳相对运动较少时，可选择镀锌、镀铝等特种钢丝绳。
(四)变形
很多断绳事故是因为钢丝绳事先受到变形损伤而没有引起人们的足够重现，结果酿成大祸。变形的主要原因有以下几种：
l.外伤
在操作过程中，钢丝绳与其他设备不正常的接触容易造成外伤。最明显的外伤是钢丝绳在滑轮里滑槽，在卷筒上跳出挡板，结果常常使几十米乃至数百米的钢丝绳因为局部轧坏而报废。
防止钢丝绳外伤的关键在于完善起重机设备。滑轮应设置可靠的防滑槽挡圈，挡圈与滑轮外圈的间隙不大于钢丝绳直径的1/5。卷筒上的钢丝绳不能太松驰，以防绳圈跳出挡板，使钢丝绳在缠紧时轧坏。
2．压溃
钢丝绳在卷筒上卷乱后容易产生压溃现象。钢丝绳在卷筒上卷乱时，相互倾轧，在操作时会发出“咯吱咯吱”的声响。由压溃造成的钢丝绳损伤会在局部迅速出现断与压扁的痕迹。
防止的措施是应按设计规范选择滑轮与卷筒的偏角，必要时可在起升机构中设置排绳器或者压绳装置，防止钢丝绳出现卷乱现象。
3．扭结
钢丝绳在局部扭曲后产生的永久变形叫做钢丝绳扭结。
防止钢丝绳扭结可采取以下措施：
（1）在重要的起重设备上选用不旋转钢丝绳；
（2）在钢丝绳的自由端设置转子（也称防转装置）；
（3）加强操作人员工作责任心，发现扭结迹象立即停止操作，释放还原。
（五）咬绳
咬绳现象一般发生在多层卷绕的起重机卷筒上。其预防措施是正确选择钢丝在卷绕过程中的轴向位移方向，可根据整根钢丝绳在卷筒上的受载情况采用变截面卷筒。
（六）过载
钢丝绳随着载荷的增加会有微量的伸长，当载荷超过弹性极限性，钢丝绳就可能会断裂。因过载而破断的钢丝绳，其断口呈松散状，过载的钢丝绳即使不发生断裂事故，也会大大地缩短使用寿命。
防止钢丝绳过载，应采取以下措施：
1．正确选用安全系数，力求减少静载荷以外的其他载荷对钢丝绳的影响。
2．严格遵守安全操作规程，杜绝人为的超负荷现象。
3．在起重机上安装负荷指示器、超负荷限制器或报警器，消除过载现象。
钢丝绳的故障一般是有规律的，关键在于我们如何去进一步认识这些规律，掌握这些规律。从而找出有效的预防措施，尽量延长钢丝绳的使用寿命，减少安全生产事故的发生。
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