钢丝绳寿命该如何评估
钢丝绳寿命评估有三点:
1、 曳引钢丝绳的安全系数
电梯的安全系数部分取决于曳引钢丝绳的安全系数,钢丝绳在工作中存在静态和动态两种载荷,但影响钢丝绳使用寿命的主要还是静态载荷,实际应用中,为了计算简化,仅考虑静态载荷做实用计算。选择电梯用钢丝绳,钢丝绳的直径很重要,为了提高钢丝绳的强度,延长使用寿命,钢丝绳的直径必须选择最合适的大小,对于安全系数的计算,通过选择钢丝绳的直径按照国家核定标准计算出相应的安全系数,依次来权衡电梯用钢丝绳的安全性能,从而保证钢丝绳的使用寿命。
2、 钢丝绳的拉伸载荷
拉伸载荷是钢丝绳在电梯使用运行中所承受的载荷及其运动中的变化量。在保养调试良好的电梯上,各根钢丝绳在运行过程中所承受的载荷应该基本相同。如果由于钢丝绳保养不当,各根钢丝绳在运行中张力不均匀的时候,则会使其中一根或者几根钢丝绳与轮槽之间的压应力大大增加,加速钢丝绳的磨损,直接影响到钢丝绳的使用寿命。因此在电梯监督检验规则中明确规定曳引钢丝绳张力与平均值偏差均不大于5%。
3、 钢丝绳使用中的弯曲半径
钢丝绳的曲率半径,在钢丝绳使用中,根据曳引轮、反绳轮、导向轮的节径和相对位置而确定,不同的位置,不同的节径决定了钢丝绳在使用中的弯曲次数和弯曲应力。弯曲应力与各轮节径成反比,节径越大,弯曲应力越小。在GB7588-1995<<电梯制造与安装安全规范>>中第9.2.1条规定,不论钢丝绳股数多少,曳引轮、滑轮或卷筒的节圆直径与悬挂绳的公称直径之比不应小于40.在钢丝绳弯曲的过程中,钢丝绳股中钢丝产生相对位移,其内部存在着磨损,弯曲应力越大,股与股之间接触应力越大,相邻股的钢丝之间磨损就越大,还会产生局部压痕,随着时间的积累,钢丝因应力集中而折断。因此选择设计钢丝绳,应该在曳引能力满足的状况下,尽量增大曲率半径,减少绳轮数量,避免钢丝绳反向弯曲或扭曲,减小使用过程中的钢丝绳弯曲应力,从而减小对钢丝绳使用寿命的不利因素。
1、钢丝绳报废标准1.1钢丝绳在一个节距以内断丝达到7-8根时即应报废;1.2表层钢丝绳直径磨损超过原直径40%的应报废;1.3钢丝绳直径减少量达到7%时报废;1.4钢丝绳有明显的内部腐蚀必须报废;1.5局部外层钢丝绳伸长显“笼”状畸变必须报废;1.6钢丝绳出现整股断裂必须报废;1.7钢丝绳的纤维芯直径增大较严重时必须报废;1.8钢丝绳发生扭结、变折塑性变形、麻芯脱出、受电弧高温灼伤影响钢丝绳性能必须报废。
法律依据:
《中华人民共和国行业标准管理办法》
第一条为加强行业标准的管理,确保行业标准的协调、统一,根据《中华人民共和国标准化法》和《中华人民共和国标准化法实施条例》的规定,制定本办法。
第二条行业标准是对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求所制定的标准。行业标准不得与有关国家标准相抵触。有关行业标准之间应保持协调、统一,不得重复。行业标准在相应的国家标准实施后,即行废止。
第三条需要在行业范围内统一的下列技术要求,可以制定行业标准(含标准样品的制作):
(一)技术术语、符号、代号(含代码)、文件格式、制图方法等通用技术语言;
(二)工、农业产品的品种、规格、性能参数、质量指标、试验方法以及安全、卫生要求;
(三)工、农业产品的设计、生产、检验、包装、储存、运输、使用、维修方法以及生产、储存、运输过程中的安全、卫生要求;
(四)通用零部件的技术要求;
(五)产品结构要素和互换配合要求;
(六)工程建设的勘察、规划、设计、施工及验收的技术要求和方法;
(七)信息、能源、资源、交通运输的技术要求及其管理技术等要求。
1.表层钢丝绳直径磨损超过原直径40%的报废
2.钢丝绳直径减少量达到7%时报废
3.钢丝绳有明显的内部腐蚀必须报废
4.局部外层钢丝绳伸长显“笼”状畸变必须报废
5.钢丝绳出现整股断裂必须报废
6.钢丝绳的纤维芯直径增大较严重时必须报废
7.钢丝绳发生扭结、变折塑性变形、麻芯脱出、受电弧高温灼伤影响钢丝绳性能指标时必须报废。
参考资料:《钢丝绳安全技术》
常用钢丝绳有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳或涂塑钢丝绳,大气环境中使用,专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长,重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳,磷化涂层提高钢丝的耐磨性和耐蚀性,不易磨损和不易腐蚀是提高其使用寿命的原因,光面钢丝绳将被彻底淘汰。
磷化涂层钢丝绳,优先采用锰系或锌锰系磷化,与光面钢丝绳生产工艺对比,只是增加了最后的耐磨磷化处理工序,钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高,使用磷化以后钢丝不经过冷拉直接捻制钢丝绳。目前疲劳试验数据表明,磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构光面钢丝绳的3倍左右(试验室可比条件下),不易磨损和不易锈蚀是钢丝绳使用寿命超大幅度延长的原因。锰系磷化就是耐磨磷化,可以解决钢丝绳使用过程中的磨损问题并提高抗腐蚀能力,仅供参考
摘自《起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范》(GB5972―86)2.5.1 (现已修订为最新的规范GB5972-2009,以下仅供参考,请参阅最新规范)断丝的性质和数量
起重机械的总体设计不允许钢丝绳具有无限长的寿命。
对于6股和8股的钢丝绳,断丝主要发生在外表。而对于多层绳股的钢丝绳(典型的多股结构)就不同,这种钢丝绳断丝大多数发生在内部,因而是“不可见的”断裂。
下表考虑了这些因素,因此,当与2.5.2~2.5.11款中的因素结合起来考虑时,它适用于各种结构的钢丝绳。
绳端断丝
当绳端或其附近出现断丝时,即使数量很少也表明该部位应力很高,可能是由于绳端安装不正确造成的,应查明损坏原因。如果绳长允许,应将断丝的部位切去重新合理安装。
断丝的局部聚集
如果断丝紧靠一起形成局部聚集,则钢丝绳应报废。如这种断丝聚集在小于6d的绳长范围内,或者集中在任一支绳股里,那么,即使断丝数比表列的数值少,钢丝绳也应予报废。
断丝的增加率
在某些使用场合,疲劳是引起钢丝绳损坏的主要原因,断丝则是在使用一个时期以后才开始出现,但断丝数逐渐增加,其时间间隔越来越短。在此情况下,为了判定断丝的增加率,应仔细检验并记录断丝增加情况。判明这个“规律”可用来确定钢丝绳未来报废的日期。
绳股断裂
如果出现整根绳股的断裂,则钢丝绳应报废。
由于绳芯损坏而引起的绳径减小
当钢丝绳的纤维芯损坏或钢芯(或多层结构中的内部绳股)断裂而造成绳径显著减小时,钢丝绳应报废。
微小的损坏,特别是当所有各绳股中应力处于良好平衡时,用通常的检验方法可能是不明显的。然而这种情况会引起钢丝绳的强度大大降低。所以,有任何内部细微损坏的迹象时,均应对钢丝绳内部进行检验予以查明。一经证实损坏,则该钢丝绳就应报废。
弹性减小
在某些情况下(通常与工作环境有关),钢丝绳的弹性会显著减小,若继续使用则是不安全的。
钢丝绳的弹性减小是较难发觉的,如检验人员有任何怀疑,则应征询钢丝绳专家的意见。然而,弹性减小通常伴随下述现象:
a.绳径减小
b.钢丝绳捻距伸长
c.由于各部分相互压紧,钢丝之间和绳股之间缺少空隙
d.绳股凹处出现细微的褐色粉末
e.虽未发现断丝,但钢丝绳明显的不易弯曲和直径减小比起单纯是由于钢丝磨损而引起的也要快得多。这种情况会导致在动载作用下突然断裂,故应立即报废。
外部及内部磨损
产生磨损的两种情况:
a.内部磨损及压坑
这种情况是由于绳内各个绳股和钢丝之间的摩擦引起的,特别是当钢丝绳经受弯曲时更是如此。
b.外部磨损
钢丝绳外层绳股的钢丝表面的磨损,是由于它在压力作用下与滑轮和卷筒的绳槽接触摩擦造成的。这种现象在吊载加速和减速运动时,钢丝绳与滑轮接触的部位特别明显,并表现为外部钢丝磨成平面状。
润滑不足,或不正确的润滑以及还存在灰尘和砂粒都会加剧磨损。
磨损使钢丝绳的断面积减小因而强度降低。当外层钢丝磨损达到其直径的40%时,钢丝绳应报废。
当钢丝绳直径相对于公称直径减小7%或更多时,即使未发现断丝,该钢丝绳也应报废。
外部及内部腐蚀
腐蚀在海洋或工业污染的大气中特别容易发生。它不仅减少了钢丝绳的金属面积从而降低了破断强度,而且还将引起表面粗糙并从中开始发展裂纹以至加速疲劳。严重的腐蚀还会引起钢丝绳弹性的降低。
外部腐蚀:外部钢丝的腐蚀可用肉眼观察。当表面出现深坑,钢丝相当松弛时应报废。
内部腐蚀:内部腐蚀比经常伴随它出现的外部腐蚀较难发现。但下列现象可供识别:
a.钢丝绳直径的变化。钢丝绳在绕过滑轮的弯曲部位直径通常变小。但对于静止段的钢丝绳则常由于外层绳股出现锈积而引起钢丝绳直径的增加。
b.钢丝绳外层绳股间的空隙减小,还经常伴随出现外层绳股之间断丝。
如果有任何内部腐蚀的迹象,则应由主管人员对钢丝绳进行内部检验。若确认有严重的内部腐蚀,则钢丝绳应立即报废。
变形:钢丝绳失去正常形状产生可见的畸形称方“变形”。这种变形部位(或畸形部位)可能引起变化,它会导致钢丝绳内部应力分布不均匀。钢丝绳的变形从外观上区分,主要可分下述几种:
波浪形的变形是:钢丝绳的纵向轴线成螺旋线形状。这种变形不一定导致任何强度上的损失,但如变形严重即会产生跳动造成不规则的传动。时间长了会引起磨损及断丝。
出现波浪形时,在钢丝绳长度不超过25d的范围内,若d1≥4d/3,则钢丝绳应报废。
式中d为钢丝绳的公称直径;d1是钢丝绳变形后包络的直径。
笼状畸变:这种变形出现在具有钢芯的钢丝绳上。当外层绳股发生脱节或者变得比内部绳股长的时候就会发生这种变形。笼状畸变的钢丝绳应立即报废。
绳股挤出:这种状况通常伴随笼状畸变一起产生。绳股被挤出说明钢丝绳不平衡。绳股挤出的钢丝绳应立即报废。
钢丝挤出:此种变形是一部分钢丝或钢丝束在钢丝绳背着滑轮槽的一侧拱起形成环状。这种变形常因冲击载荷而引起。若此种变形严重时,则钢丝绳应报废。
绳径局部增大:钢丝绳直径有可能发生局部增大,并能波及相当长的一段钢丝绳。绳径增大通常与绳芯畸变有关(如在特殊环境中,纤维芯因受潮而膨胀),其必然结果是外层绳股产生不平衡,而造成定位不正确。绳径局部严重增大的钢丝绳应报废。
扭结:扭结是由于钢丝绳成环状在不可能绕其轴线转动的情况下被拉紧而造成的一种变形。其结果是出现捻距不均而引起格外的磨损,严重时钢丝绳将产生扭曲,以致只留下极小一部分钢丝绳强度。严重扭结的钢丝绳应立即报废。
绳径局部减小:钢丝绳直径的局部减小常常与绳芯的断裂有关。应特别仔细检验靠绳端部位有无此种变形。绳径局部严重减小的钢丝绳应报废。
部分被压扁:钢丝绳部分被压扁是由于机械事故造成的。严重时,则钢丝绳应报废。
弯折:弯折是钢丝绳在外界影响下引起的角度变形。这种变形的钢丝绳应立即报废。
由于热或电弧的作用而引起的损坏:钢丝绳经受了特殊热力的作用其外表出现可资识别的颜色时,该钢丝绳应予报废。
(一)钢丝绳的连接方法有小接法与大接法两种。小接法在接头范围内,是两根绳子的绳股合在一起,因此绳头变粗,它的接头长度较短。大接法将两个绳头的绳股各剁去一半,然后将两个绳头对在一起插接,它的接头长度较长,用这个方法接出的绳子,绳的粗细保持不变,表面上看不出接头的位置。钢丝绳用作吊索时,需要经过人工的插接后才能成为吊索,俗称小接法。钢丝绳的插接方法一般可分为5种:即一进一插接法、一进二插接法、一进三插接法、一进四和一进五插接法。最常用的是一进三插接法,一进五插接法多用于钢丝绳的小结
(二)钢丝绳采用编结固接时,编接长度不得小于钢线绳直径的20倍,并不短于0.3米,在编结部分应捆扎细钢丝。
(三)钢丝绳采用绳卡固接时,数量不得少于3个,最后一个卡子距绳头不得小于0.14米。绳卡夹板应在受力的一侧“U”形螺栓须在钢丝绳尾端,不得正反交叉。卡子应拧紧到使两绳直径高度压扁1/3左右。绳卡固定后,待钢丝绳受力后应再次紧固。绳卡匹配表:
钢丝绳直径mm 10 10~20 21~26 28~36 36~40最少绳卡数(个)3 4 5 6 7
绳卡间距mm 80 140 160 220 240
国内钢丝绳主要品种,依据使用条件和使用要求选用:
1.磷化涂层钢丝绳,钢丝经过锰系或锌锰系磷化处理,钢丝耐磨、耐蚀防锈能力全面提高,使用寿命是光面钢丝绳2-3倍(注意:有企业混肴拉拔用锌系磷化与制绳用耐磨磷化的区别,蒙骗用户,优先考虑已获得专利授权许可的企业产品)
2.镀锌钢丝绳,热镀锌和电镀锌
3.不锈钢丝绳,304或316不锈钢
4.涂塑钢丝绳,碳素钢丝绳基础上,外层涂覆聚乙烯或聚丙烯
5.光面钢丝绳,将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。
大气环境优选锰系磷化涂层钢丝绳,腐蚀环境优选热镀锌——磷化双涂层钢丝绳。
请参照GB/T29086-2012钢丝绳 安全 使用和维护国家标准进行维护保养,以及按照GB/T5972-2016起重机 钢丝绳 保养 维护 安装 检验 报废 国家标准进行检查与报废。
钢丝绳的失效是从磨损开始的,目前,延长钢丝绳疲劳寿命效果最卓越的就是锰系磷化涂层钢丝绳。
锰系磷化涂层钢丝绳是专利技术生产的,已有多家企业购买专利授权合法生产。制绳钢丝表面经过锰系磷化涂层处理,钢丝表面的耐磨性和耐蚀性大幅度提高,疲劳寿命是光面钢丝绳疲劳寿命的3-4倍,使用寿命超长,日均使用成本更低。
变速箱钢制齿轮表面,就是锰系磷化涂层处理,可以保证齿轮表面工作十余年不损坏,可见锰系磷化涂层提高耐磨性的效果非常好。
锰系磷化涂层钢丝绳是光面钢丝绳的升级换代产品,光面钢丝绳正在被淘汰。仅供参考
电梯钢丝绳所处状况的好坏直接关系着设备和乘客的安全,必须引起足够的重视,工作中应仔细观察和慎重检查。
电梯的钢丝绳在电梯的曳引轮上的运行寿命将受到磨损和钢丝交变应力的限制。对大多数情况来说,只要观察出外部有明显的钢丝破断现象就应确定更换。
钢丝绳使用过程中需要承受交变载荷的作用,其使用性能主要由钢丝力学性能、钢丝表面状态和钢丝绳结构决定。
钢丝材质包括碳素钢或合金钢,通过冷拉或冷轧而成,钢丝横断面有圆形或异形(T型S型Z型),异形横断面钢丝主要用于密封钢丝绳的生产,具有较高的抗拉强度和韧性,并对钢丝进行适宜的表面处理以满足不同使用环境条件的需求。
扩展资料:
钢丝绳的特点
1、钢丝绳能够传递长距离的负载。
2、承载安全系数大,使用安全可靠。
3、自重重量轻,便于携带和运输。
4、能够承受多种载荷及变载荷的作用。
5、具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性。
6、在高速工作条件下,耐磨、抗震、运转稳定性好。
7、耐腐蚀性好,能够在各种有害介质的恶劣环境中正常工作。
8、柔软性能好,适宜于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途。
参考资料来源:百度百科-钢丝绳
参考资料来源:百度百科-电梯