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1、起重索具与吊具 钢丝绳的使用与维护 1 钢丝绳特性结构及标记2 钢丝绳选用原则3 钢丝绳报废4 钢丝绳安全使用与养护 1 钢丝绳特性结构及标记 钢丝绳是以热轧高碳线材为主要原料的深加工产品 钢丝绳属于金属制品的范畴 是把若干根钢丝 光面或带有镀层的钢丝 按照一定的规则和工艺要求捻制而成的 具有强大的抗拉强度而又具有良好韧性的螺旋状钢丝束 1 钢丝绳特性结构及标记 钢丝绳能够传递长距离的负载 钢丝绳能够享受多种载荷及交变载荷的作用 钢丝绳具有较高的抗拉强度 疲劳强度和冲击韧性 钢丝绳在高速条件下工作 耐磨 抗震 运转稳定 表面镀层钢丝绳的耐腐蚀性好 能够在各种有腐蚀性介质的恶劣环境中正常工作 钢
2、丝绳的柔软性好 适宜于牵引 拉曳 捆扎等多方面的用途 钢丝绳的承载安全系数大 使用安全可靠 钢丝绳自身重量轻 便于携带和运输 钢丝绳的特点 优点 卷绕性好 承载能力大 强度高 承受冲击载荷能力强 卷绕过程平稳 卷绕速度高时也无噪声 易于检查磨损钢丝绳 一般不会发生钢丝绳整体断裂 工作可靠性强 成本低 缺点 刚性大 使用时不易弯曲 使用场合复杂 易磨损 烧烤 腐蚀 如果选择 维护 保养 使用不当容易发生钢丝绳断裂 造成死亡事故或重大险情 1 钢丝绳特性结构及标记 构造和种类 钢丝绳是先将若干根钢丝拧成钢丝股 然后再由几个钢丝股绕一绳芯拧制成绳索的 1 钢丝绳的绳芯 有麻芯 棉芯 化纤芯 石棉芯
3、金属芯 常用的是麻芯钢丝绳 这种优点 挠性较好 可以含较多的润滑油 可经常从钢丝绳内部润滑钢丝 高温条件下使用含油石棉芯 1 钢丝绳特性结构及标记 2 种类一般分为 普通型 复合型和闭合型 普通型 是由直径相同的钢丝组成 通常由6股钢丝股围绕1根绳芯捻制而成 常用的结构类型有6 19 6 37 6 61 复合型 是由直径不相同的钢丝组成 强度高于普通型 柔软性好 由于价格较高 一般在特殊场合使用 在普通型 复合型钢丝绳的种类中 按捻制的形式还可分为三种 同向捻 交互捻和混合捻 工程中多选用交互捻钢丝绳 钢丝的强度 分为1400MPa 1550MPa 1700MPa 1850MPa 2000MP
4、a五个等级 1 钢丝绳特性结构及标记 1 钢丝绳特性结构及标记 钢丝绳分类 按绕捻方法分类 左同向捻 右同向捻 左交互捻 右交互捻和混合捻 同向捻钢丝绳比较柔软 容易弯曲 表面光滑 使用中磨损小 但这种钢丝容易松散和扭结 在悬挂时有较大旋转 交互捻钢丝绳由于绳和股的捻向相反 应弹性应力而产生的扭转力方向相反 扭转力相互抵消 不易自行松散 在起重作业中应用最多 其缺点是挠性小 表面不光滑 与卷筒和滑轮的接触面积小 磨损较快 1 钢丝绳特性结构及标记 1 钢丝绳特性结构及标记 按绳芯材料分类 麻芯 或棉芯 石棉芯和金属绳芯 用油浸过的麻或棉纱作绳芯的钢丝绳比较柔软 易弯曲 同时绳芯中含油量较多 钢
5、丝绳在使用中受挤压后 绳芯中的油能渗出润滑钢丝绳 但不能在较高的温度下工作 且不能承受重压 用石棉做绳芯的钢丝绳可在较高的温度下工作 但也不能受重压 金属绳芯的钢丝绳可耐重压 并可在较高温度下工作 但钢丝绳刚度大 不易弯曲 1 钢丝绳特性结构及标记 钢丝绳芯的特性 1 金属绳芯钢丝绳破断力大 抗冲击及抗挤压性能好 耐高温 2 天然纤维芯 棉纱 黄麻 剑麻 储油多 钢丝绳在工作时 内部有足够的润滑 并防止钢丝绳锈蚀 3 合成纤维芯 聚乙烯 聚丙烯 具有韧性好 不吸水 耐酸 耐碱 耐挤压和耐磨损等优点 钢丝绳在动载荷使用中不宜变形 直径稳定 1 钢丝绳特性结构及标记 按钢丝绳组成的股数不同 单股钢
6、丝绳和多股钢丝绳 单股钢丝绳刚度较大 不易弯曲 故不宜用作起重绳索 可用作不运动的拉索 如悬挂电线 张拉铁塔 烟囱和电线杆等的拉紧索 多股钢丝绳的挠性好 股数越多 则股内钢丝越细 挠性也越好 适宜于做捆绑及起重用绳索 由于钢丝越细 工作时外层钢丝的磨损也较快 寿命短 故在起重机械及起重作业中六股钢丝绳应用较多 按钢丝绳各层钢丝的直径和钢丝间的接触状况 点接触 线接触和面接触 点接触钢丝绳的钢丝直径相同 因捻距或捻向不同使相邻两层钢丝间相互交叉 呈点接触状态 它具有制造方便 成本低 挠性好的优点 故在各种起重运输作业中得到广泛使用 线接触钢丝绳的钢丝直径不完全相同 但各层的捻距相同 它的防水防污
7、性很好 承载能力和寿命都有很大提高 一般在重要场合优先采用 面接触钢丝绳结构紧密 强度高 表面光滑无沟 耐磨性好 内芯的钢丝不会磨损 其缺点是挠性差 不易弯曲 这种钢丝绳一般用于架空索道和缆索式起重机的承载索等 1 钢丝绳特性结构及标记 1 钢丝绳特性结构及标记 点接触钢丝绳 圆股点接触的典型结构有6 19 6 37等 这种股的钢丝除中心丝外 所有钢丝直径一样 相邻层钢丝的捻距不相同 点接触钢丝绳柔软性能好 但在钢丝绳使用时会产生各层钢丝接触点间的二次弯曲应力 耐疲劳性能相比线接触钢丝绳差一些 使用寿命短一些 此类钢丝绳在发达国家渐为淘汰 1 钢丝绳特性结构及标记 线接触钢丝绳 股中所有钢丝的
8、捻距相同 每层钢丝置于其内层钢丝之间形成的沟槽上 钢丝间呈线接触状态 股结构紧密 因此 线接触钢丝绳破断力大 在使用时各层钢丝间无二次弯曲应力 耐疲劳性能好 1 钢丝绳特性结构及标记 面接触钢丝绳 股内钢丝之间呈面接触状态 钢丝绳金属填充系数大 股结构紧密 钢丝绳在使用时 钢丝之间接触应力小 无二次弯曲应力 钢丝绳与轮槽接触面积大 所以面接触钢丝绳耐磨 耐疲劳及抗挤压性能好 不易变形 6 37 15 0 170 I 甲 镀 右顺 GB1102 74 产品标准号 向右顺捻 镀锌 钢丝镀层为甲 钢丝韧性号 公称抗拉强度为1700N mm2 绳径15 0mm 股内37根丝 绳股形式为点接触 钢丝绳内
9、股数 1 钢丝绳特性结构及标记 15ZAA6 18 12 6 NF1700ZZ14580GB8918 产品标准号 单位长度重量 最小破断拉力 右同 抗拉强度 天然纤维芯 6股 A级镀锌钢丝 直径 1 钢丝绳特性结构及标记 钢丝绳选择 同直径钢丝绳每股绳内钢丝越多 钢丝直径越细 挠性越好 易磨损 19丝钢丝绳 揽风绳 拉索 吊索索具37丝钢丝绳 起升 变幅 牵引绳 捆扎 受弯曲吊索索具61丝钢丝绳 捆扎 受力不大处 2 钢丝绳选用原则 1 起吊重物或穿滑轮使用 应选择比较柔软 易弯曲的6 37或6 61的钢丝绳 2 作为缆风绳或拖拉绳可选用6 19钢丝绳 3 根据钢丝绳受力的大小 按照钢丝绳许用
10、拉力 选择合适的直径 选择后的钢丝绳要进行验算 验算公式 S F nS 钢丝绳最大工作静拉力F 所选钢丝绳的破断拉力n 钢丝绳的安全系数 缆风绳n 3 5 吊挂捆绑和起升机构n 5 7 2 钢丝绳选用原则 钢丝绳选择计算公式 钢丝绳近似破断拉力 S破断 500d2钢丝绳近似极限工作拉力 S极限 500d2 k 机动起重设备k取5 6 吊索 绑扎k取6捆绑用绳 圆棒料直径大于起吊钢丝绳直径的6倍 2 钢丝绳选用原则 2 钢丝绳选用原则 2 钢丝绳选用原则 5 钢丝绳许用拉力近似计算公式S 10d 安全系数取5 式中 S 表示钢丝绳允许受力 单位为kgd 表示钢丝绳的直径 单位为mm例1 一条直径
11、为15mm的钢丝绳 在吊装作业时 允许承受多大的载荷 解 d 15S 10 15 10 225 2250kg例2 已知吊索的静载荷为3吨 近似计算需要直径多大的钢丝绳吊索为宜 2 2 钢丝绳的破断拉力 钢丝绳的破断拉力可查表确定 在现场不便查表时可以采取估算的方法选用钢丝绳 安全倍数不得小于8倍 钢丝绳的破断拉力估算S破断拉力 kg d钢丝绳直径 mm S 50d注 使用中还要考虑安全系数 6 37 1钢丝绳安全吊重表 b 170kg mm2 2 钢丝绳选用原则 2 我们工程中常见的钢丝绳有6 19 1 6 37 1 6 61 1三种 6 19 1钢丝绳用做缆风绳 拉索及制作起重索具 一般用于
12、受弯曲载荷较小或遭受磨损的地方 6 37 1钢丝绳用于起重作业中捆扎各种物件 设备及穿绕滑车组和制作起重用索具 6 61 1钢丝最细 柔性好 但强度低 简单地说 相同直径的钢丝绳 每股中的钢丝数越多 钢丝越细 则钢丝绳的柔性越好 但耐磨性较差 2 钢丝绳选用原则 2 钢丝绳选用原则 钢丝绳实际应用计算 当被起吊物体重量一定时 钢丝绳与铅垂线的夹角a愈大 吊索所受的拉力愈大 或者说 吊索所受的拉力一定时 起重量随着a角的增大而降低 如下图 P 每根钢丝绳所受的拉力 N Q 起重设备的重力 N n 使用钢丝绳的根数 a 钢丝绳与铅垂线的夹角 2 钢丝绳选用原则 2 钢丝绳选用原则 钢丝绳曲率半径对
13、吊索安全起重量的影响 用作绑扎吊索的安全起重量不仅与绳索的夹角有关 而且与绑扎时钢丝绳的曲率半径有关 如下图 一般曲率半径大于绳径6倍以上时 起重能力不受影响 当曲率半径为绳径的5倍时 起重能力降低到原起重能力的85 4倍时降低到80 3倍时降低到75 2倍时降低到65 1倍时降低到50 2 钢丝绳选用原则 钢丝绳绑扎方式对安全起重量的影响 绑扎吊索的绑扎方式也影响吊索安全起重量 因此在进行绑扎吊索的强度计算时 其安全系数应取得大些 在估算钢丝绳直径时 应按此进行折算 钢丝绳的报废1 断丝的性质和数量 6股钢丝绳断丝主要发生在外表 钢丝绳表面可见断丝总数超过表中规定应报废 断丝数量2 如果断丝
14、紧靠一起形成局部聚集 则钢丝绳应报废 3 当出现整股绳股断裂时 应立即报废 3 钢丝绳报废 4 当纤维芯损坏或钢芯断裂 使绳径显著减小5 当钢丝绳的外层钢丝磨损达到其直径的40 或钢丝绳直径相对公称直径减小7 时 未发现断丝也应报废 6 外部和内部腐蚀 钢丝绳表面出现深坑 钢丝之间松弛 应报废 7 变形 出现波浪型变形达到规定值 笼型畸变 绳股挤出 钢丝挤出严重 绳径局部严重增大 严重纽结 局部压扁严重 产生弯折等应报废 3 钢丝绳报废 3 钢丝绳报废 Kink拧曲 Twist扭曲 Birdcage笼形畸变 Broken破损 3 钢丝绳报废 鸟笼型破坏 3 钢丝绳报废 钢丝绳的扭绞造成破坏 3
15、 钢丝绳报废 钢丝绳直径的局部增大 常由冲击载荷导致的绳芯畸变而引起 理应立即报废 3 钢丝绳报废 3 钢丝绳报废 钢丝绳直径的局部增大 是由于纤维芯在退化状态在外层股间突出而引起的 理应报废 3 钢丝绳报废 钢丝绳在使用中受过死角弯折 扭结 产生局部磨损及钢丝松弛 理应报废 变形 钢丝绳失去正常形状产生可见的畸形波浪型笼状变形绳股挤出 3 钢丝绳报废 变形 钢丝绳失去正常形状产生可见的畸形钢丝挤出 3 钢丝绳报废 变形 钢丝绳失去正常形状产生可见的畸形绳径局部增大 顺捻钢丝绳直径的局部增大 常由冲击载荷导致的钢芯畸变而引起 理应立即报废 钢丝绳直径的局部增大 是由于纤维芯在退化状态在外层股间
16、突出而引起的 理应报废 3 钢丝绳报废 变形 钢丝绳失去正常形状产生可见的畸形扭结绳径局部减小 起重索具与吊具 熟练掌握 会使用 会检查 变形 钢丝绳失去正常形状产生可见的畸形部分压扁弯折 3 钢丝绳报废 钢丝绳使用中的安全要求 1 按规定选用 2 严禁超负荷使用 3 长度不够时 可用卸扣联接 4 使用一段时间后加润滑油 进行全面检查 4 钢丝绳安全使用与养护 4 钢丝绳安全使用与养护 钢丝绳在使用中与轮槽的关系合适的轮槽与钢丝绳接触应为下图 正确 4 钢丝绳安全使用与养护 错误 钢丝绳在使用中与轮槽的关系轮槽过大 会加剧钢丝绳及金属芯疲劳断丝如下图 4 钢丝绳安全使用与养护 错误 钢丝绳在使用中与轮槽的关系轮槽过小 会严重磨损钢丝绳如下图 4 钢丝绳安全使用与养护 钢丝绳与卷筒的倾斜角 1 倾斜角是由绳轮中心引出的卷筒轴线的垂直线与绳轮中心引出到卷筒内沿边缘线之间的夹角 2 无绳槽卷筒的倾斜角 1 5 有绳槽卷筒的倾斜角 2 5 以保证钢丝绳在无绳槽卷筒上与相邻一圈钢丝绳以及在有绳槽卷筒上与绳槽两侧的磨损减到最小 钢丝绳的维护 保养 2 开卷时防止打结或扭曲 1 防止磨损 腐蚀等条件
