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鋼絲繩選型及與起重機(jī)卷筒旋向間的匹配關(guān)系

發(fā)布時(shí)間：2020-03-09 16:21　文章來源：未知　文章作者：admin　點(diǎn)擊數(shù)：

鋼絲繩作為起重設(shè)備的易損件，在實(shí)際使用過程中需要定期維護(hù)和更換。在用戶更換鋼絲繩過程中，往往忽視鋼絲繩的旋向和起重機(jī)卷簡(jiǎn)旋向的匹配關(guān)系，鋼絲繩易損壞，更換頻繁，尤


鋼絲繩作為起重設(shè)備的易損件，在實(shí)際使用過程中需要定期維護(hù)和更換。在用戶更換鋼絲繩過程中，往往忽視鋼絲繩的旋向和起重機(jī)卷簡(jiǎn)旋向的匹配關(guān)系，鋼絲繩易損壞，更換頻繁，尤其對(duì)液壓抓斗起重機(jī)旋向不匹配，會(huì)加劇吊具的擺動(dòng)，增加工作的不穩(wěn)定性。在機(jī)械抓斗起重機(jī)實(shí)際工程案例中，鋼絲繩成為易損壞的零件，平均3個(gè)月更換一次，支持繩和閉合繩不能有效地協(xié)調(diào)承擔(dān)載荷是主要原因。
1鋼絲繩選型
鋼絲繩作為起重機(jī)起吊重物的關(guān)鍵零件，其選型直接關(guān)系到起重機(jī)操作的安全性。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3811一2008《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)鋼絲繩的選用原則和選用計(jì)算做了詳細(xì)的規(guī)定。在實(shí)際工程應(yīng)用中，多繩抓斗的鋼絲繩由于其各分支的載荷分配問題，導(dǎo)致鋼絲繩更換頻繁，尤其是機(jī)械抓斗閉合繩和支持繩很難同步協(xié)調(diào)共同承擔(dān)載荷。如果最大靜拉力取總載荷的66%計(jì)算選型鋼絲繩，在實(shí)際工程中鋼絲繩的更換頻率很高，所以，機(jī)械抓斗建議鋼絲繩最大靜拉力取總載荷的100%計(jì)算選型鋼絲繩。以8t機(jī)械抓斗起重機(jī)為例，鋼絲繩直徑
式中：dm為鋼絲繩最小直徑，mm；Q為起重量，N；B為載荷分配系數(shù)。
當(dāng)B取66%時(shí)，計(jì)算出dmm=l7.2：當(dāng)B取100%時(shí)，計(jì)算出dm=21.2mm，兩者差距很大。在實(shí)際工程應(yīng)用中，機(jī)械抓斗在閉合繩完成閉合動(dòng)作后，往往需要操作員調(diào)整支持繩才能保證支持繩和閉合繩同步。但人為參與調(diào)整有很大的不確定性。所以，建議載荷分配系數(shù)用100%來計(jì)算選擇機(jī)械抓斗的鋼絲繩直徑。
2鋼絲繩旋向
鋼絲繩旋向是指鋼絲繩外層繩股的捻制方向，實(shí)際鋼絲繩制造工藝過程，是由優(yōu)質(zhì)鋼錠通過熱軋制成直徑為6的圓鋼，然后經(jīng)多次冷拔工藝將直徑減到所需要的尺寸。在冷拔過程中還需要經(jīng)過若干次熱處理（或化學(xué)處理）。熱處理及冷拔過程的變形強(qiáng)化使鋼絲達(dá)到很高的強(qiáng)度，通常為1470~2160N/mm2。鋼絲首先捻成股，然后將若干股繞著繩芯捻制成繩。
鋼絲繩按照捻制的相互方向分為（如圖l所示，從左至右）右交互捻、左交互捻、右同向捻、左同向捻4種。
鋼絲繩捻向
對(duì)于右交互捻即絲繞股時(shí)采用左向捻制，在股繞成繩時(shí)則采用右向捻制。對(duì)于左交互捻即絲繞股時(shí)采用右向捻制，在股繞成繩時(shí)則采用左向捻制。對(duì)于右同向捻即絲繞股時(shí)采用右向捻制，在股繞成繩時(shí)采用右向捻制。對(duì)于左同向捻即絲繞股時(shí)采用左向捻制，在股繞成繩時(shí)同樣采用左向捻制。
3不同旋向鋼絲繩的性能
右交互捻鋼絲繩和左交互捻鋼絲繩由于股和繩之間的繞向相反，在卷入卷筒承受載荷時(shí)，股和繩的扭轉(zhuǎn)趨勢(shì)相反，相互抵消，克服了易扭轉(zhuǎn)和易松散的缺陷。但是其絲與股之間相互擠壓，其撓性和使用壽命比同向捻鋼絲繩差。
右同向捻和左同向捻鋼絲繩由于繞制殘余應(yīng)力方向相同，使其具有強(qiáng)烈的扭轉(zhuǎn)趨勢(shì)，容易松散和扭轉(zhuǎn)，甚至打結(jié)。但由于繞向相同，撓性好，使用壽命長(zhǎng)。
4鋼絲繩的制作工藝
目前制繩工藝大多采用鋼絲繩預(yù)變形的方法，即鋼絲在繞制前預(yù)先彎成鋼絲在股中應(yīng)有的形狀，然后繞成股，股再繞成繩。這樣可以消除殘余應(yīng)力，大大提高鋼絲繩的性能。
5不同捻向鋼絲繩的應(yīng)用
在工程項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用的起重機(jī)鋼絲繩，大多因?yàn)槔K股松散導(dǎo)致鋼絲斷裂，這是因?yàn)殇摻z繩沒有剛性導(dǎo)軌和不是經(jīng)常處于張緊受力狀態(tài)，鋼絲繩從松散狀態(tài)突然受力卷入卷筒中，容易造成鋼絲繩，松散，所以，目前起重機(jī)都采用右交互捻和左交互捻的鋼絲繩，具有抗扭轉(zhuǎn)和抗松散的作用。同向捻鋼絲繩在絲繞股和股繞成繩的繞向相同，撓性好。故只適用于有剛性導(dǎo)軌或經(jīng)常保持張緊的牽引繩。如電梯，在起升機(jī)構(gòu)中不易采用。起重機(jī)上廣泛采用右交互捻和左交互捻，即右旋和左旋。
6鋼絲繩旋向和起重機(jī)卷筒旋向的匹配關(guān)系
6.1鋼絲繩入槽受力分析當(dāng)左向槽用右向互捻鋼絲繩時(shí)，鋼絲繩入槽向右張緊趨勢(shì)，股向左張緊趨勢(shì)，相互抵消，不易扭轉(zhuǎn)。當(dāng)左向槽用左向互搶鋼絲繩時(shí)，鋼絲繩入槽時(shí)，鋼絲繩向右松散，股向左松散，鋼絲繩易松散，使用壽命約降低50%。
6.2鋼絲繩入槽擺動(dòng)分析雖然交互捻鋼絲繩有抗扭作用，但其受到較大側(cè)向力時(shí)還是會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。如果鋼絲繩卷筒左向槽用右旋鋼絲繩，右向槽用左旋鋼絲繩可以有效地減小擺動(dòng)。以四繩液壓抓斗起重機(jī)為例，布置形式見圖2。