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鋼絲繩用纖維繩替代的可行性
發(fā)布時(shí)間：2020-02-23 18:01 文章來(lái)源：未知 文章作者：admin 點(diǎn)擊數(shù)：
鋼絲繩是將力學(xué)性能和幾何尺寸符合要求的鋼絲按照一定的規(guī)則捻制在一起的螺旋狀鋼絲束，鋼絲繩由鋼絲、繩芯及潤(rùn)滑脂組成。鋼絲繩是先由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為中心，由一
鋼絲繩是將力學(xué)性能和幾何尺寸符合要求的鋼絲按照一定的規(guī)則捻制在一起的螺旋狀鋼絲束，鋼絲繩由鋼絲、繩芯及潤(rùn)滑脂組成。鋼絲繩是先由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為中心，由一定數(shù)量股捻繞成螺旋狀的繩。在起重、物料搬運(yùn)等各類(lèi)機(jī)械中，供提升、牽引、拉緊和承載之用。
鋼絲繩的強(qiáng)度高、自重輕、工作平穩(wěn)、不易驟然整根折斷，工作可靠。自1834年歐洲人奧魯勃特發(fā)明了世界上第一根光面鋼絲繩以來(lái)距今已經(jīng)180余年，隨著科技的發(fā)展鋼絲繩的強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)。但是鋼絲繩采用碳鋼作為原材料一直沒(méi)有變化。近年來(lái)很多專(zhuān)業(yè)的索具公司都在試圖研發(fā)出一種高性能合成纖維繩來(lái)替代鋼絲繩以應(yīng)用在起重機(jī)上。本期港機(jī)圈就和大家一起聊一聊采用纖維繩替代鋼絲繩到底可不可行。
目前在各類(lèi)起重設(shè)備中使用廣泛的鋼絲繩有很多優(yōu)點(diǎn)，比如可以傳遞長(zhǎng)距離的負(fù)載，承載安全系數(shù)大，使用安全可靠。自重重量輕，便于攜帶和運(yùn)輸。能夠承受多種載荷及變載荷的作用。以及具有較高的抗拉強(qiáng)度、抗疲勞強(qiáng)度、抗沖擊韌性和耐腐蝕性。
但是同時(shí)鋼絲繩也有一個(gè)最大的缺點(diǎn)就是剛性較大不易彎曲。起重作業(yè)選用的鋼絲繩一般為點(diǎn)接觸類(lèi)型，如果配用的滑輪直徑過(guò)小或直角彎折，鋼絲繩易受損壞且影響安全使用和縮短使用壽命。
而如果將高強(qiáng)度的纖維繩作為起重繩來(lái)使用，相比鋼絲繩最大的優(yōu)點(diǎn)是重量輕，相同直徑纖維繩的重量?jī)H為鋼絲繩的五分之一，用在超大噸位移動(dòng)式起重機(jī)上優(yōu)勢(shì)明顯，可以大幅增加起重機(jī)的起重力矩。同時(shí)破斷拉力大，相比同等直徑的鋼繩破斷拉力可以提高數(shù)倍。運(yùn)輸安裝比鋼絲繩也更加方便。
既然使用高強(qiáng)度的纖維繩替代鋼絲繩有很多好處，那么為什么不能大規(guī)模的普及呢？這是由于目前的纖維繩還有幾個(gè)致命的缺點(diǎn)。首先是抗腐蝕抗氧化能力差，風(fēng)吹日曬容易被氧化。同時(shí)耐磨性，抗劃擦能力差，在使用中一旦受到外力切割極易造成纖維繩斷裂而釀成事故。當(dāng)然按照目前的技術(shù)以及生產(chǎn)工藝，可以替換鋼絲繩的高強(qiáng)度纖維繩的成本也比普通鋼絲繩高很多。
還有一點(diǎn)非常重要，就是使用者難以用簡(jiǎn)易手段判斷纖維繩的使用壽命，這也是國(guó)際起重機(jī)行業(yè)無(wú)法對(duì)其制定行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)的最大障礙之一。而鋼絲繩經(jīng)過(guò)百余年的發(fā)展已經(jīng)形成了一整套非常完善的缺陷判斷和報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。
目前利勃海爾正在使用由高分子化合物制作的纖維繩索具來(lái)替代鋼絲繩，這種高分子化合物制作的纖維繩具有高強(qiáng)度耐腐蝕和耐磨的特性，其中最主要的是其相對(duì)于鋼絲繩索輕便，這對(duì)于要求高長(zhǎng)度繩索的大型起重機(jī)來(lái)說(shuō)，將會(huì)大大減少起重機(jī)的凈重載荷實(shí)際增加最大起重量。
這種纖維繩是利勃海爾公司與奧地利繩索制造商合作開(kāi)發(fā)的一種新的高強(qiáng)度纖維繩。目前已經(jīng)通過(guò)了包括天氣、溫度、沙暴、雨水工況的一系列測(cè)試。纖維繩可以在無(wú)任何輔助裝置的情況下直接手工安裝在起重機(jī)上，同時(shí)繩索不需要潤(rùn)滑，在操作過(guò)程中清潔和維護(hù)保養(yǎng)要求不高。操作安全性也得到了進(jìn)一步的保障。
最重要的問(wèn)題，如何識(shí)別鋼絲繩的磨損情況，以便及時(shí)更換鋼絲繩呢？利勃海爾公司設(shè)計(jì)了一種繩索夾套，通過(guò)光學(xué)方式呈現(xiàn)繩索的使用壽命，由繩索顏色來(lái)體現(xiàn)磨損程度，并清楚地指示繩索何時(shí)需要更換。此外，纖維繩可以承受多次切口而不會(huì)造成直接傷害。新型纖維繩的卷繞方式與鋼絲繩類(lèi)似。同時(shí)如果下層的張力比上一層的張力小，新的纖維繩會(huì)更耐受。在出現(xiàn)缺口時(shí)，普通鋼繩通常會(huì)被纏住，而纖維繩索會(huì)更自由。
通過(guò)目前的測(cè)試結(jié)果，這種高強(qiáng)度的纖維繩具有極高的耐磨性，并能承受大量的彎曲循環(huán)。其重量?jī)H為傳統(tǒng)鋼絲繩的五分之一，而壽命確是傳統(tǒng)鋼絲繩的四倍。
隨著時(shí)代的進(jìn)步，科技的發(fā)展，或許那個(gè)曾經(jīng)陪伴起重吊裝百年歷史的鋼絲繩，真有被替代的一天，唯一阻礙纖維繩的，或許就只有價(jià)格了……