帮我解题：钢丝绳按股内相邻层钢丝的接触状态分为哪些

钢丝绳结构，点接触是指股绳内部相邻层钢丝呈现点状接触状态，如6*7或6*19结构钢丝绳，线接触如6*19S或6*36WS，结构等等，线接触钢丝绳使用寿命长一些。面接触就是压实类钢丝绳。

起重机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，最高达到5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。

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。

再就是钢丝绳绳卡一般分为三种形式：骑马式、U型、人型卡接法，常用于制造；编接吊索和固定缆风绳的场合，但连接处不能与卷筒式滑轮接触。

钢丝绳是由钢丝、绳股、绳芯三部分组成。钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，钢丝绳由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。在物料搬运机械中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。1834年欧洲人奥鲁勃特发明了世界上第一根钢丝绳（光面钢丝绳），1939年建立的天津市第一钢丝绳厂是我国第一家金属制品企业。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。

钢丝用优质碳钢制成，经多次冷拔和热处理后可达到很高的强度。潮湿或露天环境等工作场所可采用镀锌钢丝拧成的钢丝绳，以增强防锈性能。钢丝绳在各工业国家中都是标准产品，可按用途需要选择其直径、绳股数、每股钢丝数、抗拉强度和足够的安全系数，它的规格型号可在有关手册中查得。钢丝绳除外层钢丝的磨损外，主要因绕过滑轮和卷筒时反复弯曲引起金属疲劳而逐渐折断，因此滑轮或卷筒与钢丝绳直径的比值是决定钢丝绳寿命的重要因素。比值大，钢丝弯曲应力小，寿命长，但机构庞大。必须根据使用场合确定适宜的比值。钢丝绳表面层的磨损、腐蚀程度或每个拧距内断丝数超过规定值时应予报废。

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。