pg电子游戏官方网站钢丝绳在港口起重机上使用的状况评估及其延长寿命措施的探讨

　　pg电子游戏官方网站钢丝绳在港口起重机上使用的状况评估及其延长寿命措施的探讨钢丝绳在港口起重机上使用的状况评估及其延长寿命措施的探讨港口科技?港口机械钢丝绳在港口起重机上使用的状况评估及其延长寿命措施的探讨周金顺(南京惠宁码头有限公司,南京210038)摘要:介绍了钢丝绳的类型及性能,并分析了钢丝绳的主要受力情况,指出为延长港口起重机钢丝绳的使用寿命,及报废标准要进行正确评估,并提出了一些相对能延长钢丝绳使用寿命的措施.关键词:起重机钢丝绳使用寿命措施StatusEvaluationontheSteelRopeUsedonthePortSCraneandADiscussiononProlongingtheServiceLifeoftheSteelRopeZhouJinshun(NanjingHuiningTerminalCo.,Ltd.,Nanjing210035)Abstract:Thispaperintroducesthetypeandperformanceofthesteelrope,andanalysesthemainbearingforceofthesteelropetoo.itpointsoutthatinordertoprolongtheservicelifeofthesteelropeusedontheportScrane,itisnecessarytoevaluatecorrectlytheservicelifeandabandoningstandardofthesteelrope.Alsoitputsforwardafewmeasureswhichcanprolongrelativelytheservicelifeofthesteelrope.Keywords:cranesteelropeservicelifemeasures钢丝绳是我们港口生产的主要工索具之一,广泛地应用于各类型起重机的起升机构,轮胎式起重机的变幅机构及各类抓斗开闭机构等一系列工作机构上,同时还可以做各种吊索具用.可以说,钢丝绳在整个起重作业中有着十分重要的作用.由于它的使用十分的广泛,而且基本上在露天工况下作业,其磨损,腐蚀直至更换损坏也很频繁,一处的损坏,导致十几米甚至上百米的钢丝绳报废,浪费相当严重.因此,怎样合理地使用和维护钢丝绳,充分利用其价值,尽量延长其使用寿命,节省成本消耗,可以说是一个十分迫切需要探讨的问题.1钢丝绳的类型及性能按照不同的分类方式,钢丝绳可以分成以下几种类型:?16?1.1依钢丝绳的捻绕次数分为单绕绳,双绕绳,三绕绳三类.单绕绳属密封型钢丝绳,耐磨,耐腐蚀,主要用于缆索起重机与架空索道,因绕性不好,起重机不广泛采用;而绕性较好的双绕绳,绕性适中,价格合理,用的相对较多;三绕绳的绕性虽然优异,但因制造复杂,并且钢丝直径较细,很容易发生断丝现象,故在起重机中应用较少.1.2依股构造分为点接触型,线接触型,面接触型钢丝绳三种.点接触型钢丝绳是各层钢丝绳位置相对稳定,内外层钢丝的捻距互相交叉,接触在交叉点上,因此丝与丝之间的接触为点,在反复弯曲时,易磨损折断.该绳目前基本已被线接触绳所代替,因为线接触钢丝绳的绳股中各层钢丝捻绕距相同,外层钢丝位于里层各钢丝之间的沟槽里,丝与丝接触为一条螺旋线,因而增长了钢丝绳的使用寿命,同时也改善了绕性,线接触钢丝绳根港口科技?港口机械据构成的原理不同,有瓦林吞型(粗细式);西尔型(外粗式);填充型三种.面接触型钢丝绳主要是用异型钢丝制成(通常为六面形截面),优点比线接触更显着,但由于制造工艺较复杂,成本也高,因而使用较少.1.3根据钢丝绳捻向方法分为同向捻和交叉捻,混合捻三种,由于交互捻不容易发生扭转打结的情况,也不易松散,价格适中,因而使用较广泛.1.4根据芯的不同又可分为有机芯(棉,麻芯),石棉芯,金属芯三类.目前,在起重起中普遍采用的是圆型股,双绕,线接触型交互捻的钢丝绳,其强度等级主要是170kg/mm;185kg/inin两种.2钢丝绳的主要受力在各类起重作业中,钢丝绳的受力很复杂,受多种拉伸载荷,弯曲载荷,以致风力的影响,还有其他因素引起的动载荷等等,应力计算考虑的环节较多,但就其实质来分析,钢丝绳主要是受以下几种力:2.1拉应力拉应力的计算近似可用以下公式来求得:Ol:1.2:1.2手手d2式中:钢丝绳的拉伸载荷8——钢丝的直径i——钢丝绳中钢丝的总丝数d——钢丝绳的直径?手?P——充满率系数,=—._一74r?d.充满率系数是这样规定的:P=0.43(8股点接触钢丝绳)P=0.47(6股点接触钢丝绳)P=0.47(8股线是考虑到钢丝应力分布不均匀,钢丝有一定的螺旋角而设的2.2绕上卷筒或滑轮时的弯曲应力当钢丝绳绕上卷筒或滑轮时,钢丝受到弯曲,由于它是螺旋形的弯曲应力比直钢丝绕于圆筒上时小,约为其值的40%故弯曲应力的计算公式为:一o.4式中:E——抗弯截面模量E=2.1×10N/mm.D——卷筒或滑轮的直径0.4——是考虑到钢丝受弯曲是螺旋形的,比直钢丝绕于圆筒上时的折减系数.可见,钢丝愈细,卷筒或滑轮直径越粗,所受的弯曲应力就愈小,所以起重机上的滑轮与卷简直径相对较大,主要是考虑减小弯曲应力,当然,钢丝直径也不能过细,否则拉应力将增加.2.3挤压应力主要有钢丝间相互作用的挤压应力及钢丝与钢丝绳槽接触点间的挤压应力,前者非常复杂很难计算,现在只对后者作一粗略计算,钢丝与绳槽接触点间的最大挤压载荷为:P=等式中:q——最大假象比压力z——单位面积上的接触点数q～可依图1所示根据拉力s求出S图1钢丝绳对绳槽的挤压应力计算简图dN=2?sinS.d单位弧长的压力为:P:D,D了d假定钢丝绳沿整个半圆与绳槽接触,则可根据正弦分布规律求得最大假想比压力为:4P8SfI:…:～叮Td7rdD单位面积上的接触点数约为:,,nm一7r.d.L?17?港口科技?港口机械式中:L——股中外层钢丝的螺旋导程即捻距;n——钢丝绳外层股数;m——股中外层钢丝数.从上述二式中可推导出: p 一墨 nmD 从该式可以看出: 2.3.1 张力S 愈大,接触点挤压力载荷愈大; 2.3.2 股的捻距愈短,挤压力载荷愈小,因此在 制造技术要求中规定一定的捻距,通常约为股径 的10 倍; 2.3.3 外层股数n 愈多,挤压力载荷愈小,这就 说明8 股绳在这方面优于6 股绳; 2.3.4 滑轮的直径愈大,挤压力载荷愈小,并且 弯曲应力也小,因此,增大滑轮直径可以延长钢丝 绳的寿命; 2.3.5 由公式看来,似乎in 愈大愈好,即股中外 层钢丝愈多愈好,但这个结论不成立.因为in 大 时必然引起减小,可能反而使挤压力增高.同时 8 太小时,钢丝绳易磨损报废,因此在有强烈磨损 条件下工作时用外层粗丝的西尔型钢丝绳. 在挤压载荷P 作用下所产生的挤压应力为: :0.3387P~.2E2P 式中:p——接触折合曲率 E——折合弹性模数 p 21?2 丽 E1=2.1×105N/mm(钢丝) E2——卷筒或滑轮绳槽材料的弹性模数 3 钢丝强度的报废标准 钢丝绳经过长时间的使用,会产生一定程度 的磨损,或由于受力过度发生折断,根据理论分析 参照目前沿用的GB5972--86 标准,由于钢丝绳 在作业过程中的反复拉伸,弯曲与挤压而引起钢 丝金属疲劳是导致钢丝绳报废的主要原因,参照 有关文献,钢丝绳的报废标准主要有以下几条: 3.1 不论在任何部位于一个捻距内的断丝数达 到标准值,(1)交互捻绳达总丝数的10%;(2)同 向捻绳达总丝数的5%; 3.2 当钢丝绳有一根断股折破断的; 3.3 当外层钢丝磨损达钢丝直径的40%;如低 . 18. 于40%时,应根据磨损程度适当降低报废断丝数 的标准;(见表1) 表1 钢丝绳报废断丝数标准的折减 钢幺幺盲径磨损%1O1520253040 报废断数标准折减为%8575706050 废 3.4 当钢丝绳直径相对于公称直径将减小7% 以上的; 3.5 发生绳芯外露; 3.6 发生严重扭曲或压扁变形,绕曲变形,笼状 变形等破坏形态. 4 使用寿命的评价 目前公司701～709 泊位上共配备有:MQ10— 30 型10t 门座起重机7 台;FQ10.I30 型10t 浮式起 重机3 台:MQ16/25--33/24 型16t 起重机4 台; MⅪ16.30 型16t 带斗门机4 台;共18 台起重机. 各种类型抓斗160 余台,主要承担我公司的非金属 矿,各类金属矿及钢精砂,废钢等货种的装卸生产 作业.其设备利用率亦是较高,钢丝绳的消耗量较 大.如钢丝绳所受的应力反复作用次数超过105 这一基数,根据钢丝的疲劳寿命来计算,其正常寿 命可达一年之久,作业吨位可达70 万吨,但由于在 实际使用过程中,各种意想不到的机械,人为的因 素而导致其磨损或损坏是较为普遍和严重的问题. 那么怎样去合理的评价其使用寿命核定其消耗的 标准,这是一个亟待探讨的问题.在这里讨论分析 的是对常规使用情况下的钢丝绳寿命作一初步比 较.各个单位应结合自己的生产作业工况,司机的 操作水平,选用的钢丝绳厂家品牌,起重设备的性 能及卷绕系统的状况等因素来进行综合的考虑分 析,再参考以往的经验来核定的.本文对惠宁公司 2005 年当时在用的17 台起重机一年以来的作业吨 位及钢丝绳的消耗及更换的有关数据进行了较为 详细的统计(见表2 一l,2_2,2—3). 从表2.3 的统计中,我们可以得出,起重机起 升钢丝绳的损坏原因总体可归纳为两大类:一类 是正常的损坏,报废;另一类则是由于钢丝绳卷绕 系统有问题,缺陷或是操作工程中不慎,未得以及 时发现而导致钢丝绳的损坏,直至报废.从2005 年全年的统计来看,后者发生的频数竟达 31.91%.在设备的检查,维护上如果能做得更加 细致,完善的话,是可以做到延长其使用寿命的. 港口科技?港口机械 /$ u 一艳EE 艳长裁 ÷一^u 一,JAuhJ 一802 一一一一璺 杂1 奄毒薄= .33333333 卓阜牛牛J_J3.. 营二j33 芎芎 =昌∞,j,jJ▲∞,j,jL^g1;SJ 一,j0—一0 奎 0 一一,j 笈∞L^,j 一0U,jhJ∞∞J—hJ0 t,)JhJ ∞ 整∞一∞hJhJ,j 豁 一 篁L^,誊u-Jl,j 妻墨奎hJUJ.∞ L.jL.jhJ 量_-,jJJ 一0 萋量.—0 墨0^0 一 _- L^ ^鲁SL^盒Jl¨,jJ ,j∞奎 一 hJ L^8h,j,】∞一 0L^h 一藿UJ 藿L^暑0∞,j 上∞ 一 一一 日∞hJ0L^,j$,j,jL^∞一一笨塞∞hj 誊hJhJ 墨荟金∞,j0 ahJ J ▲∞ U— ,j._-.—J● ∞№ ^ — A 舌号∞j 窨萎与 u.I∞ hJJ,j ∞ hJ¨hJ 一 J ;S ∞0 盆盘∞星 怼 一 —一∞uIL^∞至uI▲L^▲一▲J∞∞0 ∞hJ∞0 ∞ j ,j,jA 薹上L^一hJ 詈∞J∞A 盒,j 一 一∞,J,J 蓦hJ,jL^ hJ 笺hJo 昌,jU 0 豢,jh 一g 磊hJSo.0hJ0 蜜J8hJ,0▲ 一 一 ,j 一,j,j,j,j,j,jL^\/∞器∞∞L^J∞L^J∞L^,j 善 U 一一∞∞—驾,器U¨岔∞J0 ∞∞0 器一J—,jhJ.. 一 0 兽∞遏L^金§UL^J,j,jL^0,j0∞J0U—L^,j∞0 J L^,j∞一一— J ∞ 苫卜J 譬,j 口 ∞ Cn 一 ¨赛a,S+,jhJJ8hJ 盒0% L^ 一 ∞ _ — 盒,一一 hJhJ ∞L^ 0●J ,j A c.,,j,j