水手插钢丝用得什么类型钢丝绳
软钢丝绳。水手,航海中的一种工作人员,后来渐渐被船员一词替代。他在渡船上用于固定的钢丝是软钢丝绳,这类钢丝易弯择,而且价格便宜。水手的主要工作是负责船上货物或人员的安全,服从船长的安排,从事船上的相关工作。职责
建筑施工使用最多的镀锌钢丝绳和锰系磷化涂层钢丝绳(以前是光面钢丝绳,正逐渐被淘汰)
国内生产钢丝绳品种如下:
1.磷化涂层钢丝绳(中国专利),钢丝经锰系、锌锰系磷化处理,钢丝表面的耐磨性、耐蚀性全面跃升,不易磨损、不易锈蚀使钢丝绳疲劳寿命超大幅度提高,是同结构光面钢丝绳3倍(试验室可比条件下),通过疲劳试验可以验证,全面取代各类光面钢丝绳,也可替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用(可通过盐雾试验检验耐蚀能力),使用寿命超长,单位使用成本更低,质量稳定性更佳。
2.镀锌钢丝绳,包括热镀锌和电镀锌两种,一般热镀锌锌层厚,电镀锌锌层薄
3.不锈钢丝绳,以304或316不锈钢为主,防腐蚀效果非常优秀但是价格昂贵
4.涂塑钢丝绳,碳素钢丝绳基础上,外层涂覆聚乙烯、聚丙烯或尼龙
5.光面钢丝绳,使用寿命短,市场需求剧减,将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。
6.海洋工程系泊用钢丝绳
7.缆索钢丝绳
大气环境中使用的起重机械,优选锰系磷化涂层钢丝绳,重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳,海水中优先海工钢丝绳。采购时请注意,在购货发票必须注明钢丝绳名称,如磷化涂层钢丝绳或316不锈钢丝绳,防范不法企业侵害自身合法权益,另外,专利产品一般在钢丝绳外包装上有专利号喷涂标注,质保书应有主要技术指标,如磷化膜种类和膜重(磷化膜膜重大小、耐磨性、耐蚀性等对钢丝绳使用寿命有重要影响),仅供参考。
1.锰系磷化涂层钢丝绳(中国专利),钢丝经锰系、锌锰系磷化处理,钢丝的耐磨性、耐蚀性大幅度提高,钢丝表面不易磨损、不易锈蚀使钢丝绳疲劳寿命超大幅度提高,疲劳寿命是同结构光面钢丝绳3-5倍(试验室可比条件下),远超进口光面钢丝绳,建议自己做对比疲劳寿命测试并对比,锰系磷化涂层钢丝绳正在全面取代各类光面钢丝绳,也可替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用(可通过盐雾试验检验耐蚀能力),使用寿命更长,单位使用成本更低,质量稳定性可靠性更佳,按照现在钢丝绳市场的大致价格,锰系磷化涂层钢丝绳日均使用费用仅为光面钢丝绳的30%左右,使用成本更低,性价比更高。
2.镀锌钢丝绳,包括热镀锌和电镀锌两种,一般热镀锌锌层厚,电镀锌锌层薄,可以腐蚀环境下使用。
3.不锈钢丝绳,以304或316不锈钢为主,防腐蚀效果非常优秀但是价格昂贵
4.涂塑钢丝绳,碳素钢丝绳基础上,外层涂覆聚乙烯、聚丙烯或尼龙
5.光面钢丝绳,不耐磨,使用寿命短,市场需求剧减,将被锰系磷化涂层钢丝绳全面淘汰。
6.海洋工程系泊用钢丝绳
7.缆索钢丝绳
大气环境中使用的起重机械,优选锰系磷化涂层钢丝绳,海水中优选海工钢丝绳。采购时请注意,在购货发票必须注明钢丝绳名称,如锰系磷化涂层钢丝绳或316不锈钢丝绳,防范不法企业侵害自身合法权益,另外,专利产品一般在钢丝绳外包装上有专利号喷涂标注,质保书应有主要技术指标,如磷化膜种类和膜重(磷化膜膜重大小、耐磨性、耐蚀性等对锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命有重要影响),仅供参考。
如何正确选用钢丝绳
钢丝绳的构造 由多层钢丝捻成股,再以绳芯为中心,由一定数量的一层或多层股捻绕成螺旋状。钢丝是碳素钢或合金钢通过冷拉或冷轧而成的圆形(或异形)丝材,具有很高的强度(抗拉强度为1 400~2 000MPa)、韧性(根据耐弯折次数分为特级、Ⅰ级、Ⅱ级),并根据使用条件不同可对钢丝表面进行防腐处理(一般场合可用光面钢丝,在腐蚀条件下可用镀锌钢丝,分甲、乙、丙三级)。绳芯采用有机纤维(如麻、棉)、合成纤维、石棉芯(高温条件)或软金属等材料,用来增加钢丝绳的弹性和韧性,储油润滑钢丝,减轻摩擦。 钢丝绳的类型 起重机用钢丝绳采用双捻多股圆钢丝绳。 (1)按捻制特性分为以下几种(图1)
图1 钢丝绳的类型
1)点接触钢丝绳(也称普通钢丝绳图1a)。采用等直径钢丝捻制,由于各层钢丝的捻距不等,各层钢丝与钢丝之间形成点接触。受载时钢丝的接触应力很高,容易磨损、折断,寿命较低。优点是制造工艺简单、价廉。常作为起重作业的捆绑吊索,起重机的工作机构也有采用。
2)线接触钢丝绳(图1b、c、d)。采用直径不等的钢丝捻制,将内外层钢丝适当配制,使不同层钢丝与钢丝之间形成线接触。这样,在受载时钢丝的接触应力降低。线接触钢丝绳承载力高、挠性好、寿命较长,常用有瓦林吞型(粗细式W,图1b),西鲁型(外粗型X,图1c),填充型(密集型T,图1d)等。《起重机设计规范》推荐使用,在起重机的工作机构中得到广泛应用。
3)面接触钢丝绳(也称密封钢丝绳,图1e)。通常以圆钢丝为股芯,最外一层或几层采用异形断面的钢丝,用挤压方法绕制而成。其特点是,表面光滑、挠性好、强度高、耐腐蚀,但制造工艺复杂,价高,起重机上很少使用。缆索起重机和架空索道的承载索必须采用。 (2)按钢丝绳由丝捻成股的方向,与由股捻成绳的方向可分以下几种
1)交互捻钢丝绳(也称交绕)。丝捻成股与股捻成绳的方向相反,由于股与绳的捻向相反(图2a、b),使用中不易扭转和松散,在起重机上广泛使用。
2)同向捻钢丝绳(也称顺绕)。丝捻成股与股捻成绳的方向相同(图2c、d),挠性和寿命都较交互捻绳要好,但因其易扭转、松散,所以只用作牵引绳。
3)不扭转钢丝绳。这种钢丝绳在设计时,使股与绳的扭转力矩相等,方向相反,克服了在使用中的扭转现象,在起升高度较大的起重机上已有使用,并越来越受到重视。
图2 钢丝绳的捻向
钢丝绳的选用 要满足足够的承载能力和寿命要求。
(1)钢丝绳的计算,采用安全系数法,按工作状态下的最大静拉力计算,公式为:
式中 F0——钢丝计算破断拉力总和(查钢丝绳性能表);
Fmax——作用在钢丝绳上的最大拉力;
——钢丝绳捻制损失系数(查钢丝绳性能表);
n——安全系数,根据工作机构的工作级别(见表1)或用途(见表2)确定。
注:对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级的工作级别的安全系数。
(2)钢丝绳的寿命。提高钢丝绳寿命,应在卷绕系统的设计上给予注意。配套使用的滑轮和卷筒的直径与钢丝绳的直径比D/d,对钢丝绳寿命影响很大,不得低于设计规范规定的值;滑轮和卷筒应选用铸铁的材料制造,防止由于材料太硬使钢丝绳损伤;应尽量减少钢丝绳弯折次数,避免反向弯折。在使用中加强对钢丝绳的保养和维护。
钢丝绳的使用和维护
(1)使用检验合格的产品,保证其机械性能和规格符合设计要求,不使用报废钢丝绳。
(2)保证足够的安全系数,必要时,要做受力计算。
(3)起升、变幅机构不得使用编结接长的钢丝绳。
(4)取物装置处于任何位置,卷筒上必须保留2~3圈的安全圈。
(5)使用中避免两钢丝绳的交叉、叠压受力,防止打结、扭曲、过度弯曲和划磨。
(6)保持钢丝绳表面清洁和良好的润滑状态。
(7)坚持每个作业班次对钢丝绳的检查(包括不易看到和不易接近的部位)。
钢丝绳的连接与固定 应与使用要求相符,并达到相应的强度和安全要求。
(1)绳卡连接
1)连接强度不小于钢丝绳破断拉力的85%。
2)绳卡数量根据钢丝绳直径满足要求(见表3)。
3)绳卡压板应在钢丝绳长头一边;绳卡间距不应小于钢丝绳直径的6倍。
(2)编结连接
1)连接强度不小于钢丝绳破断拉力的75%。
2)编结长度不应小于钢丝绳直径的15倍,并不应小于300mm。
(3)其他连接:用楔块楔套、锥形套浇铸法和铝合金套压缩法等的连接,应满足相应的工艺要求,且连接强度应达到钢丝绳的破断拉力。
钢丝绳的报废
钢丝绳在使用过程中,因强大的拉应力、反复弯折和挤压造成的金属疲劳、由于运动引起的磨损等,使用一段时间后,会出现钢丝绳缺陷,表现在断丝、锈蚀磨损、变形等方面。一般情况下,钢丝绳的破坏首先发生在外层钢丝上。有下列情况之一,则予以报废。 (1)断丝与磨损指标 1)断丝的数达到表4的数值时。
注:表中断丝数是指细钢丝,粗钢丝每根相当于1.7根细钢丝。
2)钢丝绳锈蚀或磨损时,应将表4断丝数按表5折减,并按折减后的断丝数报废。
3)吊运炽热金属或危险晶的钢丝绳的报废断丝数,取一般起重机钢丝绳报废断丝数的一半,其中包括钢丝表面磨蚀进行的折减。
4)绳端部断丝。当绳端或其附近出现断丝,即使数量少,如果绳长允许,应将断丝部位切去,重新安装。
5)断丝的局部聚集程度。如果断丝聚集在小于一个节距的绳长内,或集中在任一绳股里,即使断丝数比上面表所列数值少,也应予以报废。
6)断丝的增长率。当断丝数逐渐增加,其时间间隔趋短,应认真检查并记录断丝增长情况,判明规律,确定报废日期。
7)钢丝绳某一绳股整股断裂。、 8)磨损。当外层钢丝磨损达40%,或由于磨损引起钢丝绳直径减小7%。
9)腐蚀。当钢丝表面出现腐蚀深坑,或由于绳股生锈引起的绳径增加或减小。
(2)绳芯损坏。由于绳芯损坏引起绳径显著减小、绳芯外露、绳芯挤出。
(3)弹性降低。一般伴随有下述现象:绳径减小、绳节距伸长、钢丝或绳股
之间空隙减小、绳股凹处出现细微褐色粉末、钢丝绳明显不易弯曲。
(4)变形。钢丝绳失去正常形状产生可见畸变,从外观上看可分为以下几种:波浪形、笼形畸变、绳股挤出、钢丝挤出、绳径局部增大、扭结、局部被压扁、弯折。
(5)过热。受到电弧打击、过烧,或外表出现可识别的颜色改变等。
钢丝绳可按形状,层次,状态等方式分类。
形状
1.圆股钢丝绳
2.编织钢丝绳
3.扁钢丝绳
层次
钢丝绳按拧绕的层次可分为单绕绳、双绕绳和三绕绳。
单绕绳
由若干细钢丝围绕一根金属芯拧制而成,挠性差,反复弯曲时易磨损折断,主要用作不运动的拉紧索。
双绕绳
由钢丝拧成股后再由股围绕绳芯拧成绳。常用的绳芯为麻芯,高温作业宜用石棉芯或软钢丝拧成的金属芯。制绳前绳芯浸涂润滑油,可减少钢丝间互相摩擦所引起的损伤。双绕绳挠性较好,制造简便,应用最广。
三绕绳
以双绕绳作股再围绕双绕绳芯拧成绳,挠性好;但制造较复杂,且钢丝太细,容易磨损,故很少应用。钢丝绳的绕制方向有顺绕和交绕两种。钢丝拧成股的绕向与股拧成绳的绕向相同者称顺绕。顺绕钢丝绳的钢丝间接触较好,挠性也较好,使用寿命长,但有扭转松散的趋向,不宜用作自由端悬吊重物的提升绳,可作为有刚性导轨对重物导行时的提升绳或牵引绳。钢丝拧成股的绕向与股拧成绳的绕向相反者称交绕。交绕的钢丝绳不易扭转松散,在起重作业中广泛使用。
a
右交互捻ZS:绳右捻,股左捻股捻的方向与股内钢丝捻的方向相反称交互捻
b 左交互捻SZ:绳左捻,股右捻
c 右同向捻ZZ:绳右捻,股右捻
d 左同向捻:绳左捻,股左捻
e 右混合捻:绳右捻,部分股左捻,部分股右捻
f 左混合捻:绳左捻,部分股右捻,部分股左捻
状态
钢丝绳也可按股中每层钢丝之间的接触状态分为点接触、线接触或面接触3种。
①
点接触的钢丝绳:股中钢丝直径均相同。为使钢丝受力均匀,每层钢丝拧绕后的螺旋角大致相等,但拧距不等,所以内外层钢丝相互交叉,呈点接触状态。
②
线接触的钢丝绳:股中各层钢丝的拧距相等,内外层钢丝互相接触在一条螺旋线上,呈线接触状态。线接触钢丝绳的性能比点接触的有很大改善,所以使用广泛。
③
面接触钢丝绳:面接触绳股的一种,外层用异形钢丝制成,表面光滑,耐磨性好,与相同直径的其他类型钢丝绳相比,抗拉强度较大,并能承受横向压力,但挠性差、工艺较复杂、制造成本高,常用作承载索,如缆索起重机和架空索道上的缆索。
应用 编辑
由于钢丝绳独特性能,迄今为止国内外还未找到一种更理想的产品来全面或在一个领域内替代钢丝绳,因而,钢丝绳在冶金、矿山、石油天然气钻采、机械、化工、航空航天等领域成为必不可少的部件或材料,其质量也被国内多个行业所关注,并投入大量人力、物力进行钢丝绳使用研究和产品开发工作,对钢丝绳的结构选择、日常使用、维护保养、更换报废等各个环节制定了很多规程和细则。
1、《煤矿安全规程》、《起重机械安全管理规程》、《汽车起重机和轮胎起重机安全规程》、《桥式起重机安全技术检验细则》等都对钢丝绳结构选择、日常使用、维护保养、更换报废等方面作出切实可行的规定。
2、煤炭等行业把对钢丝绳的检查纳为日常必要的安全生产检查管理内容。
3、多个研究院所参与了钢丝绳相关项目的研究,取得了可转化为生产力的成果。
4、一批钢丝绳检验和报废实用规范有效实施。GB/T5972-2006《起重机用钢丝绳检验和报废实用规范》替代GB/T5972-1986版本标准,2006年9月1日实施。GB9075-1988《架空索道用钢丝绳检验和报废规范》适用于单线循环式、双线循环式及往复式客运、货运架空索道用钢丝绳,但不适用于临时性货运索道及林业索道用钢丝绳。MT716-2005煤矿重要用途钢丝绳验收技术条件和MT717-1997煤矿重要用途在用钢丝绳生能测定方法及判定规则是煤矿安全、正确合理使用钢丝绳的法规依据。
5、中国工程机械学会港口机械分会注重于钢丝绳的研究,多年来,在钢丝绳国产化,科学合理选择、使用方面作了大量有益的工作。
(1)单捻(股)钢丝绳:1普通单股钢丝绳:由一层或多层圆钢丝螺旋状缠绕在一根芯丝上捻制而成的钢丝绳;
2半密封钢丝绳:中心钢丝周围螺旋状缠绕着一层或多层圆钢丝,在外层是由异型丝和圆形丝相间捻制而成的钢丝绳;
3密封钢丝绳:中心钢丝周围螺旋状缠绕着一层或多层圆钢丝,其外面由一层或数层异型钢丝捻制而成的钢丝绳
(2)双捻(多股)钢丝绳:由一层或多层股绕着一根绳芯呈螺旋状捻制而成的单层多股或多层股钢丝绳
(3)三捻钢丝绳(钢缆):多根多股钢丝绳围绕着一根纤维芯或钢绳芯捻制而成的钢丝绳
2、按直径分:(1)细直径钢丝绳,即直径<8mm的钢丝绳
(2)普通直径钢丝绳,即直径≥8~60mm的钢丝绳
(3)粗直径钢丝绳,即直径>60mm的钢丝绳
3、按用途分:(1)一般用途钢丝绳(含钢绞线)(2)电梯用钢丝绳(3)航空用钢丝绳(4)钻深井设备用钢丝绳(5)架空索道及缆车用钢丝绳(6)起重用钢丝绳(7)预应力混凝土用钢绞线(8)渔业用钢丝绳(9)矿井提升用钢丝绳(10)轮胎用钢帘线(11)胶带用钢丝绳
4、按表面状态分:(1)光面钢丝绳(2)镀锌钢丝绳(3)涂塑钢丝绳
5、按股的断面形状分:(1)圆股钢丝绳(2)异形股钢丝绳
6、按捻制特性分:(1)点接触钢丝绳(2)线接触钢丝绳(3)面接触钢丝绳
7、按捻法分:右交互捻、左交互捻、右同向捻和左同向捻四种
8、按绳芯分:(1)纤维芯-应用天然纤维(如剑麻、棉纱)、合成纤维和其他符合性能要求的纤维制成(2)钢芯(又称金属芯)-分独立的钢丝绳芯和钢丝股芯。
钢丝绳的公称标记示例:
18 NAT 6×19S+NF 1770 SS 189 119 GB8918
说明:1、钢丝绳公称直径为18mm
2、钢丝表面为光面钢丝
(3+4)、西鲁钢丝绳+天然纤维芯
5、钢丝绳公称抗拉强度为1770MPa
6、钢丝绳捻向为左同向捻
7、钢丝绳的最小破断拉力为189KN
8、单位长度重量为119kg/100m
9、钢丝绳的产品标准编号为GB8918
三、常用钢丝绳品种
1、6×7类圆股钢丝绳
6×7+FC 6股每股7芯,中间一股为纤维芯
6×7+IWS 6股每股7芯,中间一股为钢(丝股)芯
6×9W+FC6股每股7芯(钢丝绳为瓦林吞式),中间一股为纤维芯
6×9W+IWR 6股每股7芯(钢丝绳为瓦林吞式),中间一股为钢(丝绳)芯
FC-纤维芯;IWS-钢(丝股)芯;IWR-钢(丝绳)芯
2、6×19(a)类圆股钢丝绳
6×19S+FC 6股每股19芯(西鲁式钢丝绳),中间一股为纤维芯
6×19S+IWR6股每股19芯(西鲁式钢丝绳),中间一股为钢(丝绳)芯
6×19W+FC6股每股19芯(钢丝绳为瓦林吞式),中间一股为纤维芯
6×19W+IWR 6股每股19芯(钢丝绳为瓦林吞式),中间一股为钢(丝绳)芯
3、6×19(b)类圆股钢丝绳
6×19+FC 6股每股19芯,中间一股为纤维芯
6×19+IWS6股每股19芯,中间一股为钢(丝股)芯
4、6×37(b)类圆股钢丝绳
6×37+FC 6股每股37芯,中间一股为纤维芯
6×37+IWR6股每股37芯,中间一股为钢(丝绳)