钢丝绳断绳原因有哪些
1、 钢丝绳的受力特征:钢丝绳受力复杂。受载时,钢丝绳中产生拉伸应力、弯曲应力、挤压应力以及钢丝绳捻制时的残余应力等。当钢丝绳绕过滑轮时,受到交变应力作用,使金属材料产生疲劳,最终由于钢丝绳与绳槽、钢丝绳之间磨损而破断,试验表明: (1)钢丝绳的弯曲曲率半径对钢丝绳的影响很大,这是因为绳轮直径减小时,钢丝的弯曲变形加剧,弯曲应力加大,因而钢丝绳磨损加快,疲劳损伤加快,钢丝绳的寿命就缩短。 (2)钢丝绳绕过绳轮时,绳轮与钢丝绳接触面的压力和相对滑动,使钢丝绳磨损断丝,接触应力越大,断丝越迅速。 (3) 点接触钢丝绳,由于钢丝间接触应力大,钢丝的交叉又增大了横向压力,强度损失要比线接触型大,抗疲劳性能也差,所以线接触钢丝绳比点接触钢丝绳寿命长。 (4)当钢丝绳一个捻距间的断丝数达到全部钢丝的10%时,继续使用,绳的断丝速率明显加快,短时即出现断股。 (5)当其它条件相同时,选用的钢丝绳安全系数越高,其使用寿命越长。
2、 钢丝绳的破断原因。综上所述,钢丝绳子破断的主要原因是超载和磨损。它与钢丝绳在滑轮、卷筒上的穿绕次数有关,每穿绕一次,钢丝绳就产生由弯变直,再由直变弯的一个过程。这是造成钢丝绳损坏的一个主要原因之一。再就是钢丝绳的破断还与它所穿过滑轮的直径有关。滑轮或卷筒的直径愈小,则钢丝绳的弯曲愈严重,也就愈易损环。因此,一般要求滑轮(卷筒)直径与钢丝绳直径之比D/d大于20—30。此外,钢丝绳的破断还与工作类型、使用环境(高温、腐蚀性气体)、保管、使用状况有关。钢丝绳的磨损,一是与卷筒和滑轮之间的磨损,二是钢丝绳之间的磨损。要减小磨损,关键在于钢丝绳的润滑,如果做到使钢丝绳处于正常润滑状态,必然会使钢丝绳的磨损降到最低限度。
1.钢丝绳的质量
钢丝的质量其实是主导钢丝绳的使用寿命的最为重要的因素。如果钢丝的材质得不到保证,那钢丝的使用寿命肯定会降低。除此之外,钢丝的生产工艺对于钢丝的质量也是至关重要的。比如,在钢丝冷拔的时候,可以根据不同材质的抗拉强度,这样可以确定总压缩率以及每次的压缩率。不能只为了增大效率而忽略了钢丝的性能问题。
2.钢丝绳的结构型式
2.1按股中相邻的二层钢丝的接触状态有点接触、线接触和面接触钢丝绳
(1)点接触钢丝绳是采用相同的直径钢丝来捻制的。(2)线接触钢丝绳是采用不同的直径钢丝来捻制的。(3)面接触钢丝绳常以圆钢丝作为股芯,然后在最外面的那一层或者说是几层来采用断面的钢丝,可以用挤压方法来绕制。
2.2还有按照钢丝绳的捻向来分有交互捻,同向捻以及不扭转钢丝绳
(1)交互捻钢丝绳。它的丝捻成股与股捻成绳的方向是相反的。(2)同向捻钢丝绳。它的丝捻成股与股捻成绳的方向相同。(3)不扭转钢丝绳。这种钢丝绳由两层绳股来组成,它的支撑点会比普通的钢丝绳大概增加了3.3倍,会产生很大的抗挤压强度,破断的拉力常常大于普通钢丝的破断拉力。所以钢丝绳应该要先选用不扭转的钢丝绳,然后再选用交绕绳或者说是顺绕绳。
3.钢丝绳的缠绕方式
当卷筒绳槽是从右向左时,绳就要从卷筒的下端绕出来,当卷筒绳槽的走向从右向左时,绳就要从卷简上端绕出。不然,钢丝绳绕在卷筒上就会变乱会降低钢丝绳的寿命。
4.摩擦与润滑钢丝绳的摩擦现象会分为钢丝之间的摩擦以及钢丝绳和物体的摩擦
内部摩擦-钢丝绳经过卷筒时所承受的负荷都压在钢丝绳的一侧,细钢丝的曲率半径也不可能完全相同。而且由于钢丝绳的弯曲,钢丝绳内部各个细钢丝会产生滑移,会让相邻股间的钢丝产生局部的压痕。
外部摩擦-钢丝绳在使用的过程中,它的外层与滑轮槽、钩头等东西表面来接触,或与二层钢丝绳产生的挤压引起的摩擦。外部摩擦会让钢丝绳的外层绳股的表面产生磨损,磨损后的钢丝绳绳径会变细,产生径缩和断丝,钢丝绳的寿命就会大大缩短。这是煤矿缠绕式提升机钢丝绳更换的主要原因,因此,枣庄市留庄煤业有限公司主副井提升机均采用增大滚筒直径,以减少钢丝绳在滚筒上缠绕二层的情况,避免钢丝绳在滚筒上产生二次磨损的情况。
5.绳槽尺寸
滑轮的槽底半径对于钢丝绳的使用长短非常重要,一定要合适。如果绳槽太大,会使钢丝绳没有足够的支撑,会引起过早的断丝;如果绳槽太小的话,就会挤压钢丝绳,会变形。
6.钢丝绳的弯曲
弯曲曲率半径即绳径比上钢丝绳的弯曲曲率半径,是用提升机滚筒或提升绞车卷筒的直径和钢丝绳的直径之比来表示的。钢丝绳在现场使用的过程中所受到的弯曲应力会变大,交变应力的幅值也会变大。而在拉力相同的情况之下,滚筒的直径会减小,钢丝的弯曲变形会变大,那么钢丝的磨损就会加快,钢丝绳的寿命也会随着变短。反之,滚筒的直径越大,那么钢丝绳的弯曲力就会相应减小,钢丝绳的寿命会变长。因此在条件允许的情况下提高滚筒的直径是一个提高钢丝绳使用寿命的首选办法。
在摩擦式提升机安排滑轮布局的时候,就要避免让钢丝绳发生反向弯曲。反向弯曲了的话,钢丝绳就会受到更多次的反向弯曲,在这个交变应力的作用下,就会减小钢丝绳的寿命。
7.安全系数的选取
钢丝绳随载荷的增加也会伸长,当载荷超过了弹性极限的时候,钢丝绳就可能会断裂。而安全负荷就是钢丝绳所能承受的额定静负荷。但是钢丝绳在实际处于运动的状态,还会因为受到了加速度以及冲击引起的动载荷等等。
当除了静载荷以外的载荷增多了时,安全系数则会降低,钢丝绳会过载。过载的钢丝绳就算没有发生断裂事故,这样也会大幅度的降低使用寿命。
8.非稳定载荷
非稳定载荷,主要是指钢丝绳受到了剧烈的冲击振动的载荷。钢丝绳在使用的过程中,运行速度常发生变化,会造成冲击载荷。虽然冲击载荷不一定会导致钢丝绳断裂,但是多次的冲击,也会严重地缩短钢丝绳的使用寿命。对于那些已经使用了很长一段时间的钢丝绳,伸缩性会变小,抵抗冲击性的能力也会变低。所以,要避免运动中极具的变化,这样可以缩小钢丝的使用寿命。
9.工作环境
钢丝绳在井筒淋水,潮湿以及污染等恶劣环境中,会因为电化学反应的作用和细菌的侵蚀,被腐蚀,这会直接影响到钢丝绳的使用寿命。所以在恶劣的环境中要勤加油润滑,还要采用镀锌等特种钢丝绳。这种钢丝绳,能有效地防止钢丝绳的腐蚀。
专利技术生产的磷化涂层钢丝绳,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,制绳钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高,使用磷化钢丝直接捻制钢丝绳。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3-4倍左右(试验室可比条件下)随着对耐磨磷化配方的研究,还有大幅度提升的可能性。如果公司拥有疲劳试验机,建议自己做磷化涂层钢丝绳与光面钢丝绳疲劳寿命对比验证试验,这样的数据最具可信性。
钢丝绳单位使用成本可以这样计算,购买钢丝绳费用除以使用天数,即算出元/天。或者电梯钢丝绳购买费用除以使用次数。也可以用购买钢丝绳费用除以运输货物的吨数。以此数据可以比较使用那种钢丝绳更加核算。价格便宜的钢丝绳不等于使用成本低,价格贵的钢丝绳也不等于使用成本高。
钢丝绳使用寿命与疲劳寿命是正比关系,按照现在钢丝绳市场的大致价格,锰系磷化涂层钢丝绳的价格大约是光面钢丝绳的1.4-1.6倍,而使用寿命延长幅度远高于价格的增长幅度,所以,磷化涂层钢丝绳日均使用费用仅为光面钢丝绳的30-45%,使用成本更低,性价比更高。
所以,磷化涂层钢丝绳,使用寿命超长,使用成本更低,肯定全面淘汰光面钢丝绳,这是大势所趋,是钢丝绳制造技术的发展趋势。仅供参考
钢丝绳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。如果钢丝绳断了量丝或者超过钢丝绳总共数量的1%,钢丝绳就容易断裂,产生危险。
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。
吊车常用钢丝绳品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳,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。
专利技术生产的磷化涂层钢丝绳,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,制绳钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高,使用磷化钢丝直接捻制钢丝绳。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3-4倍左右(试验室可比条件下)随着对耐磨磷化配方的研究,还有大幅度提升的可能性。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,按照现在钢丝绳市场的大致价格,锰系磷化涂层钢丝绳的价格大约是光面钢丝绳的1.4-1.6倍,而使用寿命延长幅度远高于价格的增长幅度,所以,磷化涂层钢丝绳日均使用费用仅为光面钢丝绳的30-45%,使用成本更低,性价比更高,光面钢丝绳正在被淘汰。
2.参照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/T5972-2009起重机
钢丝绳
保养
维护
安装
检验
报废
。
3.定期使用检测仪检查钢丝绳的磨损和断丝问题,符合报废标准时立即更换新绳。
4.严格遵守起重操作规程,不要过载。
专利技术生产的磷化涂层钢丝绳,优先采用锰系或锌锰系磷化,与光面钢丝绳生产工艺对比,增加了最后的耐磨磷化处理工序,制绳钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高,使用磷化钢丝直接捻制钢丝绳。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3-4倍左右(试验室可比条件下)随着对耐磨磷化配方的研究,还有大幅度提升的可能性。如果公司拥有疲劳试验机,建议自己做磷化涂层钢丝绳与光面钢丝绳疲劳寿命对比验证试验,这样的数据最具可信性。
钢丝绳单位使用成本可以这样计算,购买钢丝绳费用除以使用天数,即算出元/天。或者电梯钢丝绳购买费用除以使用次数。也可以用购买钢丝绳费用除以运输货物的吨数。以此数据可以比较使用那种钢丝绳更加核算。价格便宜的钢丝绳不等于使用成本低,价格贵的钢丝绳也不等于使用成本高。
使用寿命更长,质量稳定性更高,是磷化涂层钢丝绳特有特性,仅供参考。