將含碳量0.5%~0.8%的優質碳素鋼絲經捻繞成繩股后,再將若干繩股圍繞繩芯捻制即形成鋼絲繩。鋼絲繩抗拉強度高,且柔韌性、耐久性、抗磨損性、承載性、抗腐蝕性很強,廣泛用于起重機械的起升、變幅、牽引等機構,還可用作桅桿起重機的張緊繩、纜索起重機的承載索以及捆綁物件的司索繩。
1.鋼絲繩的選擇
選擇適宜的鋼絲繩可減少使用中的危險因素,降低對人、機的危害,防止過早損壞。選擇鋼絲繩時,不僅應考慮其破斷拉力、捻繞方向、繩股數量、繩芯結構、抗旋轉性能和潤滑性能等因素,還應考慮起重機械的實際工況。
比如用單繩或多繩提升自由懸掛負荷時,可選擇抗旋轉鋼絲繩,如圖1所示;而用于提升有導向裝置的負荷時,可選擇非抗旋轉鋼絲繩,如圖2所示。
為提高鋼絲繩的使用壽命,應盡量選擇線接觸鋼絲繩,不宜選擇點接觸鋼絲繩。
不宜選擇強度過高的鋼絲繩,其強度一般不應超過2160 MPa。吊運熔化或熾熱金屬的工況,應選擇石棉芯、耐高溫鋼絲繩。
2.鋼絲繩的安裝和使用
(1) 正確安裝
鋼絲繩應在預緊狀態下進行安裝。卷筒上的每1層鋼絲繩都應進行預緊安裝,這樣可以去除鋼絲繩的彎曲剛度,提高載荷作用下鋼絲繩結構穩定性。安裝鋼絲繩時,應在潔凈的地方拖線,不應繞在其他物體上,要防止劃、磨、碾壓和過度彎曲。
卷繞鋼絲繩時,應嚴格按有關安全操作規程作業。卷繞時若鋼絲繩繞亂,應立即停止卷繞,否則將損壞鋼絲繩,以致不能復原甚至報廢。此時應拆開繩端進行調整,一次調整不好,應反復調整2~3次。調整時不得將手放在卷筒附近作業,以免造成人身傷害。卷繞時可用榔頭適度敲打鋼絲繩,使其整齊地排列在卷筒上。
在卷筒上安裝鋼絲繩時,繩端與卷筒繩槽應同高或低5 mm。若繩端高出卷筒繩槽,則第2層及以后各層的鋼絲繩容易出現層次混亂現象,導致鋼絲繩作業中滑動,引起鋼絲繩振動甚至斷線。
(2) 合理使用
起升機構和變幅機構不得使用編結接長的鋼絲繩。在接長鋼絲繩時,必須保證接頭連接強度不小于鋼絲繩破斷拉力的90%。起升高度較大的起重機,宜采用不旋轉、無松散傾向的鋼絲繩。采用其他鋼絲繩時,應有防止鋼絲繩和吊具旋轉的裝置或措施。當吊鉤處于工作位置最低點時,鋼絲繩在卷筒上纏繞圈數,除去固定繩尾的圈數,應多于3圈。
為了延長鋼絲繩的使用壽命,應盡可能選用較大直徑的卷筒和滑輪,一般可按以下公式計算:D≥35d(D為卷筒或滑輪直徑,d為鋼絲繩直徑);卷筒和滑輪的材料硬度也對鋼絲繩壽命有一定影響,使用鑄鐵卷筒和滑輪比鑄鋼的要好;應當盡量減少鋼絲繩的彎曲次數,即不要使鋼絲繩通過太多的滑輪;鋼絲繩在卷筒上,應能按順序整齊排列;載荷由多根鋼絲繩支承時,應設有使每根鋼絲繩均衡受力的裝置。
3.鋼絲繩端部連接方法
鋼絲繩在使用時需與其他承載零件連接,以傳遞載荷,為此需要將鋼絲繩端部進行固定連接,其方法大致有以下幾種:
(1) 編結法
編結法是最常用的一種鋼絲繩端部連接方法。這種方法利用心形套環先將鋼絲繩末端折返回來,再將端部各股分別編結于鋼絲繩各股中,每股穿插編結4~5次,最后用細鋼絲扎緊。捆扎長度應為鋼絲繩直徑的20~25倍,且不應小于300 mm。
(2) 楔形套筒法
楔形套筒法如圖3所示,即鋼絲繩端部用鋼材制造的楔塊和楔套連接。此種連接方法可保持鋼絲繩80%破斷拉力。
(3) 繩卡固定法
繩卡固定法即將鋼絲繩端部套在心形套環上,用特制的鋼絲繩卡頭固定。用繩卡固定連接時,應滿足表1中的數量要求,同時應保證連接強度不小于鋼絲繩破斷拉力的85%。繩卡壓板應在鋼絲繩工作段上,U形螺栓扣在鋼絲繩靠近端部一側,間距不小于鋼絲繩直徑的6倍。
(4) 鋁合金壓頭法
鋁合金壓頭法如圖4所示,鋼絲繩端部用鋁合金套壓縮法連接時,先將鋼絲繩端頭拆散,各股留頭錯開,使各股留頭長度不超過鋁套長度;再切去繩芯,彎轉180°后用釬子分別插入主索中;最后套入鋁套,在氣錘上壓成橢圓形,用模具壓制成型。此種連接方法加工工藝性好,質量小,安裝方便,可保持鋼絲繩90%破斷拉力。
(5) 銼形套澆鑄法
銼形套澆鑄法如圖5所示,使用銼形套澆鑄法連接時,其連接強度可達到鋼絲繩的破斷拉力,即可保持鋼絲繩100%破斷拉力。
(6) 可拆卸接頭連接法
可拆卸接頭連接法如圖6所示。鋼絲繩端部用可拆卸式接頭連接時,其接頭連接處可自由轉動,在使用中可解除鋼絲繩部分旋轉力。此種連接方法可保持鋼絲繩90%破斷拉力。
4.鋼絲繩的維護保養
對鋼絲繩進行維護保養的目的是延長其使用壽命,提高設備的安全性和經濟效益。使用中的鋼絲繩每月至少應潤滑2次,潤滑劑不宜采用潤滑脂,應使用鋼絲繩油,亦可用中等濃度的機油。潤滑前,要先用鋼絲刷子刷去鋼絲繩上的污物,并用煤油清洗,然后用加熱至80 ℃以上的潤滑油進行浸潤,使潤滑油浸透到繩芯。潤滑時應特別注意不要漏過不易看到和不易接近的部位,如平衡滑輪處的鋼絲繩。
使用中的鋼絲繩應每天進行檢查,包括檢查端部固定連接處、平衡滑輪處的運行狀態,并做出安全性能判斷。使用中的鋼絲繩若開卷時,應防止打結或扭曲。
未使用的鋼絲繩必須存放在干凈、涼爽、干燥的室內,不能直接堆放在露天場地。
(3) 繩卡固定法
繩卡固定法即將鋼絲繩端部套在心形套環上,用特制的鋼絲繩卡頭固定。用繩卡固定連接時,應滿足表1中的數量要求,同時應保證連接強度不小于鋼絲繩破斷拉力的85%。繩卡壓板應在鋼絲繩工作段上,U形螺栓扣在鋼絲繩靠近端部一側,間距不小于鋼絲繩直徑的6倍。
(4) 鋁合金壓頭法
鋁合金壓頭法如圖4所示,鋼絲繩端部用鋁合金套壓縮法連接時,先將鋼絲繩端頭拆散,各股留頭錯開,使各股留頭長度不超過鋁套長度;再切去繩芯,彎轉180°后用釬子分別插入主索中;最后套入鋁套,在氣錘上壓成橢圓形,用模具壓制成型。此種連接方法加工工藝性好,質量小,安裝方便,可保持鋼絲繩90%破斷拉力。
(5) 銼形套澆鑄法
銼形套澆鑄法如圖5所示,使用銼形套澆鑄法連接時,其連接強度可達到鋼絲繩的破斷拉力,即可保持鋼絲繩100%破斷拉力。
(6) 可拆卸接頭連接法
可拆卸接頭連接法如圖6所示。鋼絲繩端部用可拆卸式接頭連接時,其接頭連接處可自由轉動,在使用中可解除鋼絲繩部分旋轉力。此種連接方法可保持鋼絲繩90%破斷拉力。
4.鋼絲繩的維護保養
對鋼絲繩進行維護保養的目的是延長其使用壽命,提高設備的安全性和經濟效益。使用中的鋼絲繩每月至少應潤滑2次,潤滑劑不宜采用潤滑脂,應使用鋼絲繩油,亦可用中等濃度的機油。潤滑前,要先用鋼絲刷子刷去鋼絲繩上的污物,并用煤油清洗,然后用加熱至80 ℃以上的潤滑油進行浸潤,使潤滑油浸透到繩芯。潤滑時應特別注意不要漏過不易看到和不易接近的部位,如平衡滑輪處的鋼絲繩。
使用中的鋼絲繩應每天進行檢查,包括檢查端部固定連接處、平衡滑輪處的運行狀態,并做出安全性能判斷。使用中的鋼絲繩若開卷時,應防止打結或扭曲。
未使用的鋼絲繩必須存放在干凈、涼爽、干燥的室內,不能直接堆放在露天場地。
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