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发表于 2007-6-26 21:03:17
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来自： 中国新疆克拉玛依
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钢丝绳使用的安全性是人们长期以来一直关心的问题，因钢丝绳的损伤或破断而产生的重大事故时有发生。为了确保使用中钢丝绳的安全运行，掌握钢丝绳的损伤规律及防治方法很有必要。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，都会出现损伤现象。笔者通过多年工作实践的总结，归纳起主要损伤现象有以下六种，即：磨损、疲劳、锈蚀、变形、咬绳、过载。
" y9 q8 p1 ?7 X( i" q: r1 磨损" @: G |1 W2 I7 y
钢丝绳在操作时与其它物体接触并有相对运动，产生摩擦。在机械的、物理的和化学的作用下，钢丝绳的表面也不断磨损。磨损是钢丝绳最常见的损伤方式，一般分为外部磨损、变形磨损和内部磨损三种情况。1.1 外部磨损! B% l' Z) {8 d, k: ]8 h1 T' N
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。图2是钢丝绳表面磨损的两种类型。/ j% a/ _7 x4 e! r- J. y) O
9 f( p8 B5 E- b5 j6 V9 `& d: A2 \ 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。图3是通过试验得到的钢丝绳直径减小率与破断载荷降低率的关系曲线。由曲线可以看出，单周磨损较全周磨损更恶劣，所以应尽可能使单周磨损的钢丝改为全周均匀磨损。在钢丝绳的全长范围内，应尽可能地做到均匀磨损。如起重机钢丝绳在使用中期换头，一般可延长钢丝绳使用寿命30%～40%。
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1.2 变形磨损
9 d% [3 V9 D2 l" _, D由于振动、碰撞造成的钢丝绳表面撞损，叫做变形磨损，这是一种局部磨损现象。如卷筒表面的钢丝绳受到其它物体的撞击，起重机起升钢丝绳相互打缠，或者由于滑轮与卷筒中心偏斜而产生的咬绳现象，都会使钢丝绳产生变形磨损。如把磨损后的表面细钢丝剖开，变形磨损和外部磨损的区别如图1所示。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。8 Q! m% W7 T, v
1.3 内部磨损 G/ L: ~* d. V
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。通常细钢丝表面的压力与钢丝绳的压力成正比，在张力相同情况下，由于受压面积不同，单位面积承受的压力也不同。从表面受压磨损来看，采用线接触钢丝绳比采用点接触钢丝绳有利，采用面接触钢丝绳比采用线接触钢丝绳更有利。此外，钢丝绳的弯曲程度、运动速度，对钢丝绳的内部磨损均有影响。很明显，选择线接触或者面接触类型的钢丝绳是减少内部磨损的有效途径。; r& M O- X: s! \; \) r
2 疲劳
' C# X/ S# h4 s! g钢丝绳在使用过程中主要承受弯曲疲劳和拉伸、扭曲、振动引起的疲劳。- g6 J+ i; L7 ]+ v5 W7 w( a7 w, l
2.1 弯曲疲劳7 _: n, J: F% z; E* k' x& I2 @
钢丝绳重复通过滑轮或卷筒中挠上挠下，无数次的弯曲，容易使钢丝产生疲劳，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。: ~1 ]1 K: N: u
试验表明，钢丝绳的弯曲疲劳寿命与D/d比值(即卷筒直径D与钢丝绳直径d的比值)、安全系数和钢丝绳结构均有密切的关系。7 o$ i) q: H) w! N% N. B$ F
2.2 拉伸、扭曲和振动引起的疲劳
" h' N3 M. X7 l" y. _% H. q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。
* W6 E( v& m! @1 I2 W6 }3 @4 D疲劳损伤的原理是在变应力的作用下，细钢丝表面首先由于各种滑移形成初始裂纹，然后裂纹尖端在切应力的作用下反复塑性变形，使裂纹扩展直至断裂。其疲劳引起的断丝一般断口平齐，多半出现在表层钢丝上，它们很有规律。
/ F2 U! {0 H e; S2.3 防止钢丝绳疲劳损伤的途径3 s1 P. j. ]" j/ p% r; \7 G
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。
- _( O8 P5 P- @6 u# @% }2)在安排滑轮布局时，应尽量避免使钢丝绳反向弯曲，如图4所示。试验数据表明，反向弯曲的破坏约为同向弯曲的2倍。 |
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发表于 2007-6-27 12:04:19