【文章內(nèi)容簡介】 別是用于大起重量時，應該安裝防止吊物意外脫鉤的安全裝置。 ? ： （ 1）裂紋； （ 2）危險斷面磨損達原尺寸的 10%； （ 3）開口度比原尺寸增加 15%； （ 4）鉤身扭轉變形超過 10176。 ； （ 5）吊鉤危險斷面或吊鉤頸部產(chǎn)生塑性變形； （ 6）吊鉤螺紋被腐蝕； （ 7）疊片鉤襯套磨損達原尺寸的 50%時，心軸磨損達原尺寸的 5%時，應更換襯套或心軸。 ? 起重機鋼絲繩安全技術 ? 概述 鋼絲繩是起重機使用率很高的構件之一，這是由于它的獨有特性所決定。與剛性構件相比，鋼絲繩具有強度高、自重輕、柔韌性好、耐沖擊等特點，特別突出的是它的安全可靠性。 在正常情況下使用的鋼絲繩一般不會發(fā)生突然破斷，即使破壞也是有前兆的，一般總是從個別、局部斷絲開始，逐漸發(fā)展到整個繩，是有一段時間過程的，除非因為載荷超過其極限破斷力而發(fā)生整繩突然破壞。這就提供了這樣一種可能，只要平常加強對鋼絲繩的安全管理和使用，那么，由鋼絲繩引發(fā)的事故是可以避免的。 但是鋼絲繩的受力狀況多變、工作環(huán)境復雜，其破壞除了機械損傷之外，結構選型不當、維護檢查不當，失效的鋼絲繩沒有及時報廢并更新等原因有關。 鋼絲繩的安全技術涉及鋼絲繩的種類、制造方法、構造性能、受力狀況，以及維護、檢查、報廢等多方面的問題，是個專業(yè)性比較強的技術，每個安全管理人員和技術人員都應該對鋼絲繩的有關知識、受力狀況和運行狀態(tài)有個基本了解，我們將分幾個專題分別做一介紹。 ? 起重機多用雙繞鋼絲繩，一般都是用捻繩機將若干根鋼絲捻制成股，再以繩芯為中心，由一定數(shù)量股合在一起，捻繞成螺旋狀的繩。 （ 1）鋼絲：起承受載荷的作用，鋼繩的破斷拉力大小主要取決于鋼絲的抗拉強度。鋼絲通過冷拉拉絲獲得很高的強度和耐彎折的韌性。另外，根據(jù)使用環(huán)境條件不同對鋼絲進行表面處理，使鋼絲繩增強防腐蝕性。 （ 2）繩芯：對繩股起支承作用以減小鋼絲間的接觸應力，增加鋼絲繩彈性和韌性，貯存油潤滑鋼絲、減輕摩擦以提高使用壽命。繩芯材料有機纖維（如麻、棉）、合成尼龍纖維、石棉芯（用于高溫條件）或軟金屬等。 ? 在鋼絲繩受力時，各層鋼絲與鋼絲之間互相跨越而形成接觸，處于互相緊密接觸擠壓狀態(tài)。組成鋼絲繩的鋼絲直徑的差別、股中不同層鋼絲的捻角、捻距等因素都會影響鋼絲繩的性能。按股內(nèi)鋼絲之間的接觸狀態(tài)可分為點接觸、線接觸和面接觸鋼絲繩。 （ 1）點接觸鋼絲繩（亦稱普通型）：采用等直徑的鋼絲捻制而成，由于各層鋼絲的捻距不等，各層鋼絲與鋼絲之間交叉形成點接觸狀態(tài)。在受拉力時，點接觸處產(chǎn)主應力集中并導致磨損、壓痕，過早地使鋼絲斷裂而報廢，壽命較低，起重機的工作機構一般不采用。優(yōu)點是制造工藝簡單、價廉，常作為捆綁吊索 。 ? （ 2）線接觸鋼絲繩：采用直徑不等的鋼絲捻制，將內(nèi)外層鋼絲適當搭配，不同層的鋼絲之間在全長上呈線接觸狀態(tài)，由于接觸面積較點接觸鋼絲繩的大，使受載時鋼絲的接觸應力降低。常見的有西爾型（外粗式）、瓦林吞型（粗細型）和填充型（密集式）等。線接觸鋼絲繩承載力強、撓性好、壽命較高，品種也愈來愈多。起重機的工作機構應優(yōu)先采用線接觸鋼絲繩。 ? （ 3）面接觸鋼絲繩（密封式）：通常以圓鋼絲為股芯，用特殊方法制造，使最外一層或幾層采用異形斷面的鋼絲，層與層之間呈面接觸狀態(tài)。其特點是撓性好、強度高、耐腐蝕，但制造工藝復雜，價格高，起重機上很少使用。 ? 根據(jù)鋼絲繩由絲捻成股的方向，與由股捻成繩的方向是否一致，可分為交互捻或同向捻鋼絲繩。根據(jù)繩股的捻向可分為右交互捻，左交互捻，右同向捻左同向捻四種。 ? （ 1）交互捻鋼絲繩（交繞繩）：絲捻成股與股捻成繩的捻制方向相反，在鋼絲繩受力伸長時，迫使股內(nèi)鋼絲相互壓緊，產(chǎn)生阻抗轉動的反力矩，使用中不易扭轉和松散，因而在起重機的工作機構上得到了普遍的應用。為防止卸載后鋼絲繩帶動吊鉤滑輪組扭轉打卷傷人，起升機構一般均采用交互捻鋼絲繩。 ? （ 2）同向捻鋼絲繩（順繞繩）：絲捻成股與股捻成繩的方向相同，其撓性好，但由于旋轉性較強，散股的趨向大，且穩(wěn)定性較差，容易扭結，在小的滑輪槽中經(jīng)過時，容易扭曲成攏狀，使結構遭到破壞，一般只作為牽引繩或張緊繩。 ? （ 3）不扭轉鋼絲繩：這種鋼絲繩在設計時，使股與繩的扭轉力矩相等，方向相反，在起升高度較大的起重機上使用，并越來越受到重視。 ? 鋼絲繩的特性主要表現(xiàn)在鋼絲繩的破斷拉力、耐扭轉彎折的韌性和對惡劣使用環(huán)境的耐腐蝕性，是由組成鋼絲繩的鋼絲特性所決定。鋼絲繩還具有很高的可靠性，在規(guī)定的使用條件下，在規(guī)定的壽命期限內(nèi)，當執(zhí)行規(guī)定功能時，極少發(fā)生無先兆突然整繩斷裂的危險，表現(xiàn)出較好的安全性。安全工程人員對起重機實施安全管理，就應該認識鋼絲繩，并對鋼絲繩的性能和使用時的適用條件有個基本了解。 ? ．鋼絲繩的強度 鋼絲的抗拉強度所決定的鋼絲繩的破斷拉力是鋼絲繩最重要的性能指標，而鋼絲的抗拉強度是通過冷拔拉絲這個特殊制造工藝獲得的。 高抗拉強度可以提高鋼絲承受動載荷和抗擠壓能力，但隨之韌性降低、脆性增加，在重載且反復彎曲的使用條件下容易斷裂。所以，鋼絲繩并不是抗拉強度越高越好，而需要綜合考慮。通過實驗得知，抗拉強度在 1550MPa～ 850MPa之間的鋼絲繩，其抗拉、抗擠壓、耐磨損，柔韌性綜合特性較好，是起重機的工作機構優(yōu)先選擇的用繩。 ? ．鋼絲繩的韌性 韌性是保證鋼絲繩可靠性的重要參數(shù)，是根據(jù)單根鋼絲的試驗結果所決定。將單根鋼絲 360度連續(xù)地扭轉和 180度不間斷地反復彎折，直至斷裂，根據(jù)試驗鋼絲不發(fā)生斷裂的耐受次數(shù)進行韌性分級，耐受次數(shù)越多，鋼絲繩的韌性就越好，等級也越高。按照國家標準，鋼絲繩的韌性分為特、 Ⅰ 、 Ⅱ 三個等級。特級韌性最好，用于重要場合，如載客電梯、礦井的載人提升機等； Ⅰ級韌性比特級稍低，但可靠性也不錯，一般作為起重機的各個工作機構用繩； Ⅱ 級韌性較低，但成本也低，常用于次要、更換頻繁的場合，如捆綁繩、吊索等。 ? ．鋼絲繩的耐腐蝕性 根據(jù)鋼絲繩使用環(huán)境條件，按照鋼絲是否進行表面處理，可分為光面鋼絲繩和表面鍍鋅鋼絲繩兩種。光面鋼絲繩的鋼絲表面不做任何處理，用于常規(guī)無腐蝕性環(huán)境的起重機用繩。表面鍍鋅銅絲繩根據(jù)鋼絲鍍層的耐腐蝕性能分為三個等級，甲級用于嚴重腐蝕條件，乙級用于一般腐蝕條件，丙級用于較輕腐蝕條件。 ? 鋼絲繩的構造、鋼絲之間的接觸狀態(tài)、捻制方法和捻向、以及鋼絲繩的機械特性和表面特征，直接影響鋼絲繩的使用安全。這些參數(shù)和性能指標在鋼絲繩的標記中得到綜合反映，是我們在選擇、更換和使用鋼絲繩的依據(jù)。 根據(jù)圓股鋼絲繩的國家標準 GB1102規(guī)定，以起重機常用的右交互捻鋼絲繩為例，我們來從下圖認識鋼絲繩技術參數(shù)的標記方法。 鋼絲繩 6 37 — — 1550 — Ⅰ — 甲 — 鍍 — 右交 ①②③④⑤⑥⑦⑧⑨ 此圖為鋼絲繩技術參數(shù)標記，其中： ? ① —— 鋼絲繩的股數(shù)，起重機常用 6股繩。 ? ② —— 鋼絲繩的結構型式， 點接觸普通鋼絲繩，標記“ ” ； 線接觸瓦林吞型鋼絲繩（粗細式），標記“ W” ； 線接觸西爾型鋼絲繩（外粗型），標記“ X” ； 線接觸填充型鋼絲繩（密集型），標記“ T” ； ? ③ —— 每股鋼絲數(shù)，起重機常用的 6股繩一般每股鋼絲有 19根和 37根兩種。 ? ④ —— 鋼絲繩的直徑（ mm）。 ? ⑤ —— 鋼絲的公稱抗拉強度 b（ MPa）。 ? ⑥ —— 鋼絲的韌性等級，根據(jù)實際級別分別標記“特”、“ Ⅰ ” 、“ Ⅱ ” 。 ? ⑦ —— 鋼絲表面經(jīng)過鍍鋅處理，根據(jù)實際級別分別標記“甲”、“乙”、“丙”。 ? ⑧ —— 鋼絲表面處理特征，表面不做處理的，標記“光”，或不加標記；表面鍍鋅處理的，標記“鍍”。 ? ⑨ —— 鋼絲繩的捻制方式和方向，右捻繩標記“右”；左捻繩標記“左”；交互捻標記“交”；同向捻標記“同”。 ? 鋼絲繩自身性能好，并不能保證在使用中不發(fā)生問題。我們必須看到，起重機械使用的鋼絲繩是一種易損件。 客觀上鋼絲繩本來受力就比較復雜，同時受到與鋼絲繩配套的有關設備狀態(tài)的影響，某些作業(yè)條件使鋼絲繩特別容易受到意外的損傷、缺乏維護是鋼絲繩壽命短的主要原因之一，特別是當機械在腐蝕性環(huán)境中運轉時更是如此。我們必須合理選擇和使用保養(yǎng)鋼絲繩，保持鋼絲繩的持續(xù)安全狀態(tài)。 ? 鋼絲繩的選用 鋼絲繩的工作狀態(tài)是隨起重機械的特性和工作條件以及用途而變化的。鋼絲繩應滿足兩個基本條件，一是能夠承受最大工作載荷的足夠強度，二是有足夠長的壽命。 ? （ 1）鋼絲繩承載能力 一般采用安全系數(shù)法，按所受最大工作靜拉力計算選用鋼絲繩。計算公式為： F0≥Sn 式中： F0—— 所選鋼絲繩的破斷拉力（ N），可查鋼絲繩性能手冊獲??； S—— 鋼絲繩最大工作靜拉力（ N）； n—— 鋼絲繩的安全系數(shù)。 ? 安全系數(shù)實質(zhì)是安全儲備的倍數(shù)，用在工作機構上的鋼絲繩根據(jù)機構的工作級別確定，其他鋼絲繩根據(jù)用途性質(zhì)確定（見表 1），工作級別越高、用途越重要、要求鋼絲繩壽命越長的地方，安全系數(shù)就越大。特別要注意，對于吊運熔化或赤熱金屬、酸溶液、爆炸物、易燃物及有毒品等危險物品的起升用鋼絲繩的安全系數(shù)，一般應按比設計的工作級別高一級的工作級別選用。 表 1 鋼絲繩的安全系數(shù) 見表 : 用途 起重機工作機構用鋼絲繩 其他用途鋼絲繩 機構 工作級別 M1～ Ｍ 3 M4 M5 M6 M7 M8 支承 動臂 起重機械自身安裝 攬風繩 吊掛和捆綁 安全系數(shù) 4 5 6 7 8 4 6 （ 2）鋼絲繩的彎曲比 鋼絲繩的使用壽命總是隨著配套使用的滑輪和卷筒的卷繞直徑的減少而降低，使用中的鋼絲繩彎曲的曲率越小，鋼絲被反復彎折得越厲害，受力情況越惡劣，壽命就越低。所以，必須對按鋼絲繩中心計算的滑輪和卷筒的卷繞直徑作出限制，凡是工作級別高，要求鋼絲繩壽命長的地方，都采用較大的彎曲比（見表 2）。對于設計要求輕巧和緊湊的流動式起重機，這個值可以取得較低。計算公式為： D0min≥hd 式中： D0min—— 按鋼絲繩中心計算的滑輪和卷筒允許的最小卷繞直徑（ mm）； d—— 鋼絲繩直徑（ mm）； h—— 滑輪或卷筒直徑與鋼絲繩直徑的比值。 機構工作級別 M1～M3 M4 M5 M6 M7 M8 流動式起重機 卷筒 h1 14 16 17 20 25 16 滑輪 h2 16 18 20 25 28 18 表 2 滑輪或卷筒的 h值 ? 鋼絲繩的始末端部位一般需要與其他零構件連接或固定在起重機的其他結構上，鋼絲繩尾端的固定是關系鋼絲繩安全的重要環(huán)節(jié)。 鋼絲繩的固定要求滿足兩個條件，一是連接或固定的部位必須達到相應的強度和安全要求，二是連接或固定方式與使用要求相符合。鋼絲繩的固定有多種方法，針對不同的使用條件和要求選擇使用。 、 鋼絲繩的使用與維護 ? 使用檢驗合格的鋼絲繩產(chǎn)品，保證其機械性能和規(guī)格符合設計要求。必要時使用前應做受力計算，保證足夠的安全系數(shù)。鋼絲繩的維護保養(yǎng)應根據(jù)起重機的用途、工作環(huán)境和鋼絲繩的種類而定。 ? 在起重機械上的鋼絲繩投入使用之前，應確保與鋼絲繩工作有關的各種裝置已安裝就緒并運轉正常。對機械上有可能與鋼絲繩發(fā)生摩擦的部位應加以適