钢丝绳扭转试验怎么做

钢丝绳发生围绕自身的扭转变形，如果不释放会降低钢丝绳使用寿命。把钢丝绳悬挂，钢丝绳一端或两端均可以自由旋转，这样可以完全释放扭转应力。

起重设备常用钢丝绳品种如下：

1.磷化涂层钢丝绳（中国专利），钢丝经锰系或锌锰系磷化处理，钢丝表面耐磨性、耐蚀性全面跃升，磷化膜与润滑脂的复合作用，有效抑制微动磨损的发生，彻底解决钢丝绳的磨损问题，疲劳寿命是同结构光面钢丝绳3倍，通过疲劳试验可以验证疲劳寿命（亲自做疲劳试验最具可信性），是光面钢丝绳的升级换代产品，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或对比耐蚀能力），使用寿命超长，单位使用成本更低，稳定性更佳。

2.镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种，一般而言，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，以保护自身合法权益，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，仅供参考

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)

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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。

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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：

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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。

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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)。

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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。

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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。

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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。

钢丝绳是捻制在一起的，有一定的自旋性。建议使用锰系磷化涂层多股阻旋转钢丝绳，如35*7结构，这种钢丝绳不易旋转，另外再检查以下几点

原因一：放绳方法不对，使钢丝绳在放绳过程中发生了弯曲扭转。

处理方法：重新更换新钢丝绳按正确的方法放绳。

原因二：插接钢丝绳的方法不对，使其发生弯曲扭转。

处理方法：重新更换新钢丝绳按正确的方法放绳。

原因三：进出头尾轮的钢丝绳形成的水平面与头尾托轮槽中心形成的水平面不重合，使钢丝绳不在驱动轮绳槽中心，出现上下移动的现象，导致钢丝绳自旋。

处理方法：调整头尾轮处的托、压轮。

原因四：变坡点的托绳轮组不成圆弧状，使钢丝绳受力不均出现自旋现象。

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。

钢丝绳产生的扭转力是拉力。根据查询相关资料信息显示，钢丝绳产生的扭转力是由绳子的物理特性决定的，包括弹性模量，抗拉强度，断裂应力等等，大小取决于绳子的直径，材料的属性以及拉力的大小等因素。

建议使用锰系磷化涂层多股阻旋转钢丝绳，这种钢丝绳有一定的阻旋转能力，可以防止钢丝绳互相缠绕。锰系磷化属于耐磨涂层，钢丝表面处理以后极其耐磨而且还有防锈能力，使用寿命超长。

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，锰系磷化涂层可以大幅度提高制绳钢丝表面的耐磨性和耐蚀性，磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳的3-4倍，随着对耐磨磷化液的研究，还有进一步提高的可能性。依据磷化涂层钢丝绳目前市场价格，磷化涂层钢丝绳日均使用成本仅仅是光面钢丝绳的百分之三十左右，磷化涂层钢丝绳是光面钢丝绳的升级换代产品，仅供参考。

没有“旋转钢丝绳”这种说法，“不旋转钢丝绳”也称“多股钢丝绳”，这两种都是以前的称呼，目前的名称是“阻旋转钢丝绳”，详见GB/T8706-2006钢丝绳 术语 标记和分类，钢丝绳是捻制在一起的螺旋状钢丝束，受到拉力时会发生旋转，这样两根钢丝绳非常容易缠绕在一起，影响使用，所以，部分钢丝绳采取内外层股绳使用不同捻向，达到防止旋转缠绕的目的，主要有34*7、35*7、35*19、19*7等结构。中国年产钢绳180万吨居世界第一，磷化钢丝绳是世界钢丝绳领域革命性创新技术，使用寿命（疲劳寿命）超大幅度跃升，光面钢丝绳的历史使命已经完成，进入磷化涂层钢丝绳时代：1.磷化涂层钢丝绳（中国专利），经锰系或锌锰系磷化处理，钢丝耐磨、耐锈蚀能力全面跃升，GB/T11376-1997金属的磷酸盐转化膜国家标准中对磷化膜的耐磨、防锈作用有详细介绍，润滑脂渗入磷化膜孔隙起到异常优异的减摩效果，有效抑制微动磨损的发生，是光面钢丝绳的升级换代产品，可代替先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用，目前磷化绳疲劳寿命是光面绳3倍左右，可通过疲劳试验对比疲劳寿命长短，以后随着对耐磨磷化液的深入研究，还可大幅度提高使用寿命。磷化膜3-60克/米2，钢丝磷化后不进行拉拔加工，直接捻制钢丝绳。注意：不能将拉拔用锌系磷化与制绳钢丝锰系磷化混淆。该项技术适用于多种钢丝绳生产，如电梯钢丝绳、重要用途钢丝绳、矿山钢丝绳、阻旋转钢丝绳、采油开采用钢丝绳、打桩机用钢丝绳等（百度文库有磷化涂层钢丝绳论文免费下载）。2.镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种，直升式热镀锌钢丝锌层较厚，锌层越厚则防腐蚀能力越强使用时间越长，电镀锌较薄。由于磷化涂层具有一定的防腐蚀性能，锰系磷化涂层钢丝绳可以代替部分品种的薄锌层镀锌钢丝绳使用，如大气环境但空气潮湿的高温环境。3.不锈钢丝绳，使用不锈钢丝捻制的钢丝绳，如304或316不锈钢，耐蚀性能高于热镀锌碳素钢丝绳，价格相对昂贵，对不锈钢丝进行锰系磷化涂层处理（不锈钢丝磷化需要特殊磷化配方），同样可以大幅度延长使用寿命。4.涂塑钢丝绳，在钢丝绳基础上，在钢绳或股绳外层涂敷聚乙烯、聚丙烯。5.光面钢丝绳，英国1834年开始生产，国内1939年天津第一钢丝绳厂开始生产（2005年破产），随着磷化涂层钢丝绳大批量进入市场，将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。6.海洋工程系泊用钢丝绳，相关标准正在制定审批过程中7.缆索钢丝绳 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，海水环境中优选海工钢丝绳，使用寿命更长，使用成本更低。

防扭钢丝绳，正确的名称是多股阻旋转钢丝绳，如35*7结构，或19*7结构，节距，在钢丝绳行业的术语叫捻距，就是一个360度螺旋线长度与钢丝绳直径的比，捻距范围一般是5.5-6.5的比较多，由钢丝绳厂的工艺工程师设计钢丝绳时确定。锰系磷化耐磨涂层多股阻旋转钢丝绳使用寿命最长，这种钢丝绳比光面钢丝绳，钢丝表面多了一层15-30克/平米的锰系磷化膜，是一种耐磨损与防腐蚀保护涂层。