钢丝绳基础知识钢丝绳的分类按照股中相邻层钢丝的接触状态,钢丝绳可分为:点接触钢丝绳、线接触钢丝绳、面接触钢丝绳三种基本结构形式。
按照构成股断面的形式,钢丝绳可分为圆股钢丝绳和异形股钢丝绳(其中异形股钢丝绳主要包括三角股钢丝绳、椭圆股钢丝绳和扇形股钢丝绳)。
按照钢丝(钢丝绳)表面状态,钢丝绳可分为光面钢丝绳、镀锌(锌铝合金)钢丝绳和涂(包)塑钢丝绳。
点接触:股内相邻层钢丝之间呈点状接触形式,除中心钢丝外,各层钢丝直径相等,股通过分层捻制形成。
线接触:股内相邻层钢丝之间呈线状接触形式,股由不同直径的钢丝一次捻制而成。
面接触:股内相邻层钢丝之间呈面状接触形式。
点、线接触钢丝绳:股内相邻层钢丝之间呈点、线两种接触形式。
股由不同直径的钢丝分次捻制而成。
异形股钢丝绳:异形股钢丝绳因其股断面呈三角形、椭圆形或扇形而得名。
镀锌钢丝绳:对钢丝表面进行镀锌处理(或镀锌后拉拔),然后在捻制成的钢丝绳。
钢丝绳捻向所谓钢丝绳(或股)捻向,是指股在绳中(或丝在股中)捻制的螺旋线方向。
判定方法:将绳(或股)垂直放置观察,若股(丝)的螺旋上升方向为自左向右上方,则为左捻,可用“”表示。
根据股、绳捻制方向,钢丝绳分为:a 右交互捻钢丝绳:绳右捻,股左捻b 左交互捻钢丝绳:绳左捻,股右捻c 右同向捻钢丝绳:绳右捻,股右捻d 左同向捻钢丝绳:绳左捻,股左捻e 右混合捻钢丝绳:绳右捻,部分股左捻,部分股右捻f 左混合捻钢丝绳:绳左捻,部分股右捻,部分股左捻钢丝绳芯及代号a 纤维芯(天然或合成):FCb 天然纤维芯:NFc 合成纤维芯:SFd 金属丝绳芯:IWR(或IWRC)e 金属丝股芯:IWS钢丝绳保养对待钢丝绳的搬运必须和对待机械设备搬运同等小心。
钢丝绳卸装时,禁止从高处直接推下,防止钢丝绳受到外伤或损坏绳轮。
正确的方法是在绳轮的轴孔中穿入一根钢管,两端系上吊索,用吊车或类似机械将钢丝绳起吊装卸。
在地面滚动钢丝绳时,撬杠只能施加在绳轮法兰部位,严禁直接与钢丝绳接触。
同时,地面应平整,不允许钢丝绳从锋利或坚硬的物体上通过。
钢丝绳在保管期间不得平放,应用石块、木板或其它物体将其垫起,并上遮下垫。
钢丝绳平常应放在通风干燥的地方,并避开热源、酸、碱等危及钢丝绳性能的介质环境。
在保管期间,对钢丝绳应进行定期检查,及时清理粘附的砂子、泥土,并涂保护油脂。
钢丝绳的检查钢丝绳在使用期间,一定要按规定进行定期检查,并将检查结果认真做好记录。
通过对钢丝绳随时监控,为安全、合理使用钢丝绳提供依据。
使用过程检查包括外部检查与内部检查两部分。
检查部位严格讲,钢丝绳从投入使用之后,其性能就开始降低。
所以,在其使用过程中,应对全长各个部位进行检查。
由于客观上要对整条钢丝绳进行检查十分困难,但是,对于那些经过实践证明容易损坏的部位必须进行频繁、仔细检查,因为一旦这些部位严重损坏不能被及时发现,将可能产生灾难性的后果。
在钢丝绳受到突加负载后,应特别对进入和离开滑轮、绳槽部分的钢丝绳进行仔细检查。
对于插接起来使用的钢丝绳,由于插接部位不可能象正常捻制部位那样规则,这直接影响到该段钢丝绳与匹配轮槽的良好接触,使其成为最容易产生断丝的部位。
对于石油钻井作业死绳端附近的钢丝绳,由于要吸收钻井作业过程对钢丝绳冲击、抖动所产生的所以额外能量,因而是钢丝绳最危险的部位之一;而对于快绳卷筒上的钢丝绳,因为不可避免的要多层缠绕,这容易引起钢丝绳结构破坏,再加上为节约钢丝绳和提高钻井作业效率而实施剁绳作业,缠绕在卷筒上的钢丝绳实际已经是使用过的"旧绳",显然无形中加剧了该段钢丝绳产生问题的危险性。
钢丝绳外部检查直径检查:直径是钢丝绳极其重要的参数。
通过对直径测量,可以反映该出直径的变化速度、钢丝绳是否承受到过较大的冲击载荷、捻制时股绳张力是否均匀一致、绳芯对股绳是否保持了足够的支撑能力。
磨损检查:钢丝绳在使用过程中产生磨损现象不可避免。
通过对钢丝绳磨损检查,可以反映出钢丝绳与匹配轮槽的接触状况,在无法随时进行性能试验的情况下,根据钢丝磨损程度的大小推测钢丝绳实际承载能力。
断丝检查:钢丝绳在投入使用后,肯定会出现断丝现象,尤其是到了使用后期,断丝发展速度会迅速上升。
由于钢丝绳在使用过程中不可能一旦出现断丝现象即停止继续运行(虽然对于新钢丝绳而言,这种现象是不允许的),因此,通过断丝检查,尤其是对一个捻距内断丝情况检查,不仅可以推测钢丝绳继续承载的能力,而且根据出现断丝根数发展速度,间接预测钢丝绳使用疲劳寿命。
润滑检查:通常情况下,新出厂钢丝绳大部分在生产时已经进行了润滑处理,但在使用过程,润滑油脂会流失减少。
鉴于润滑不仅能够对钢丝绳在运输和存储期间起到防腐保护作用,而且能够减少钢丝绳使用过程中钢丝之间、股绳之间和钢丝绳与匹配轮槽之间的摩擦,对延长钢丝绳使用寿命十分有益,因此,为把腐蚀、摩擦对钢丝绳的危害降低到最低程度,进行润滑检查十分必要。
尽管有时钢丝绳表面不一定涂覆润滑性质的油脂(例如增摩性油脂),但是,从防腐和满足特殊需要看,润滑检查仍然十分重要。
钢丝绳内部检查对钢丝绳进行内部检查要比进行外部检查困难的多,但由于内部损坏(主要由锈蚀和疲劳引起的断丝)隐蔽性更大,因此,为保证钢丝绳安全使用,必须在适当的部位进行内部检查。
检查的方法:将两个尺寸合适的夹钳相隔100-200毫米夹在钢丝绳上反方向转动,股绳便会脱起。
操作时,必须十分仔细,以避免股绳被过度移位造成永久变形(导致钢丝绳结构破坏)。
检查的内容:小缝隙出现后,用起子之类的探针拨动股绳并把妨碍视线的油脂或其它异物拨开,对内部润滑、钢丝锈蚀、钢丝及钢丝间相互运动产生的磨痕等情况进行仔细检查。
特别应该注意到,检查断丝,一定要认真,因为钢丝断头一般不会翘起而不容易被发现。
检查完毕后,稍用力转回夹钳,以使股绳完全恢复到原来位置。
如果上述过程操作正确,钢丝绳不会变形。
钢丝绳其它检查前面叙述的检查仅是对钢丝绳本身而言,这只是保证钢丝绳安全使用要求的一个方面。
除此之外,还必须对与钢丝绳使用的外围条件---匹配轮槽的表面磨损情况、轮槽几何尺寸及转动灵和性进行检查,以保证钢丝绳在运行过程中与其始终处于良好的接触状态、运行摩擦阻力最小。
钢丝绳注意事项严禁新钢丝绳直接在高速、重载使用:新钢丝绳不要立即在高速、重载下直接使用,而要在低速、中载条件下运行一段时间,使新绳适应使用状态后,再逐步提高钢丝绳运行速度和加大提升载荷,即新钢丝绳在进行高速、重负荷作业前必须经过初期磨合阶段。
严禁钢丝绳跳槽:钢丝绳和滑轮配合使用时,必须注意防止钢丝绳从轮槽中跳出。
如果钢丝绳脱落了轮槽后还在继续使用,钢丝绳将会产生挤压变形、扭结、断丝、断股,严重缩短钢丝绳使用寿命,如果发生断绳现象,往往会带来灾难性的后果。
严禁钢丝绳挤压变形:钢丝绳在使用时不能受到强烈挤压,以免钢丝绳变形,导致结构破坏而出现早期断丝(这时钢丝表层将出现马氏体这一脆性层组织)、断股甚至断绳,显著降低钢丝绳使用寿命并危及作业安全。
严禁钢丝绳高速运行时和其它物体摩擦:钢丝绳在高速运行时,应避免其与非匹配轮槽外的其它物体发生摩擦。
因为在高速情况下,钢丝绳与这些物体相互运行时所产生的瞬间摩擦热,可导致钢丝表层出现马氏体组织,而这种组织上的变化虽然无法通过肉眼辨别,然而却是引起钢丝早期断裂的主要原因。
严禁钢丝绳散乱缠绕:钢丝绳在卷筒上缠绕时,应尽可能排列整齐。
如果散乱缠绕,则钢丝绳在工作时由于相互挤压也会出现导致钢丝绳结构破坏,产生早期断丝,直接影响钢丝绳使用寿命严禁钢丝绳过载使用:钢丝绳如果过载使用,则将急速加剧其被挤压变形程度、内部钢丝之间及外部钢丝与匹配轮槽之间的磨损程度,对作业安全性带来严重危害,同时缩短滑轮使用寿命。
严禁钢丝绳受到剧烈的冲击和振动:钢丝绳使用过程中,如果运行速度频繁发生急剧变化,将造成冲击载荷。
每次冲击虽然只是瞬间加载,但隐含着极大的危害性。
冲击负荷超过钢丝绳允许使用工作应力时就会产生断绳现象。
即使冲击载荷不一定导致钢丝绳断裂,但多次冲击,将会严重缩短钢丝绳的使用寿命。
对于已经使用了一段时间的钢丝绳,与新绳相比,由于伸缩性较小,耐冲击性会更低。
运转速度:运转速度越低,钢丝绳的损伤越少。
随着运转速度的加快,钢丝绳的损伤相应增加。
为此,应避免在运行中速度急剧变化,避免突然地、剧烈地加载以及猛烈地刹车,这样可以减少钢丝绳的损伤。
在中等运转速度最大负荷下工作与在高速运转中等负荷下工作相比,钢丝绳的寿命要长得多。
防腐:另外,钢丝绳在使用中应做到不沾水,不在积水和潮湿的沙土中穿过。
应尽可能地在干燥的环境下使用钢丝绳。
在容易生锈的条件下推荐使用镀锌钢丝绳。
钢丝绳的损坏类型1. 由于在尖锐的突起上承载运行而导致机械损伤。
2. 由于支撑结构的摩擦导致局部磨损。
钢丝绳在天轮与卷筒之间震动。
3. 狭窄的磨损会导致疲劳断裂,钢丝绳在过大绳槽中工作或者在过小的支撑槽沙锅工作都会导致此问题。
4. 严重磨损,纤维主芯凸出。
5. 同向捻制的钢丝绳的严重磨损,由于多层缠绕的钢丝绳相交点间摩擦引起。
6. 由于钢丝绳浸泡于化学处理过的水中所引起的严重腐蚀。
7. 外表几乎没有损坏迹象,但内部锈蚀,股间空隙的完全消失表面内部损坏。
8. 由于弯曲疲劳引起的典型断丝。
9. 在股或绳芯之间的饿断丝,由于缺乏绳芯支撑引起,与股"顶部"断丝明显不同。
10. 高应力作用下出现的(独立结构钢丝绳主芯)断开,注意外层股钢丝的交咬。
11. 股芯突出,由于突加负载引起的扭曲不平衡造成的。
12. 在以前打结的部位出现的局部磨损和变形的典型情况。
13. 多股钢丝绳出现"鸟笼"状,由于扭曲不平衡造成,典型情况可见于多绳起重机的锚定端。
14. 由于突加负载引起的(独立结构钢丝绳主芯)凸出。
15. 明显磨损及严重的内部锈蚀。
在此例中,高拉力,磨擦和腐蚀性环境并存。