钢丝绳产生磨损原因及解决方法

钢丝绳主要品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳、涂塑钢丝绳和光面钢丝绳。

钢丝绳的磨损，包括钢丝绳外表面的磨损与钢丝绳内部钢丝表面的磨损。钢丝绳外表面的磨损，是由于钢丝绳在使用过程中与滑轮轮槽或其它物体摩擦所致，这种磨损可以通过肉眼观察辨识，以黏着磨损为主要磨损机制。

钢丝绳受到拉应力作用会发生伸长变形，一般情况下为弹性伸长变形，在加载和卸载过程中，互相接触的相邻钢丝变形不同步时，钢丝之间将发生微动，由微动引起的磨损即微动磨损，微动磨损是钢丝绳内部钢丝表面产生磨损的原因。

钢丝绳内钢丝发生的微动磨损，是唯一存在黏着磨损、磨料磨损、氧化磨损和疲劳磨损等种基本磨损机制的特殊磨损形式，由于这种机制作用的叠加和相互作用造成了其机制的复杂性。

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，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，使用磷化以后钢丝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）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，光面钢丝绳正在被淘汰，因为磷化涂层钢丝绳供不应求，目前比较抢手，

购买磷化涂层钢丝绳价格高于光面钢丝绳，但单位使用成本低于光面钢丝绳。目前的试验数据证明磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳的三倍，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40-55%，使用成本更低，性价比更高，仅供参考

目前而言，解决钢丝绳磨损问题最有效方法就是锰系磷化涂层。磷化涂层钢丝绳是专利产品，制绳钢丝表面经过锰系或锌锰系磷化涂层处理，使用磷化钢丝直接捻制钢丝绳（钢丝磷化以后不进行拉丝过程）。锰系或锌锰系磷化均属于耐磨磷化涂层，可以极大地提高钢丝表面的耐磨性和耐蚀性。汽车变速箱钢制齿轮表面就是锰系磷化涂层处理的，可以保证齿轮在高速重载条件下正常工作十余年不损坏，可见锰系磷化提高耐磨性是非常有效的。磷化涂层钢丝绳，也是利用上述原理延长使用寿命的。

磷化涂层钢丝绳完全符合现行国家标准和行业标准所有技术指标，可以放心购买与使用。磷化涂层钢丝绳是目前世界钢丝绳行业最先进技术，也是最耐磨的钢丝绳。

仅供参考

解决钢丝绳磨损问题，最有效方法就是锰系磷化涂层，锰系磷化是一种耐磨涂层，可以大幅度提高钢材表面耐磨损能力和抗腐蚀能力，钢制齿轮蜗轮蜗杆表面就是锰系磷化处理，可以保证齿轮蜗轮蜗杆表面工作十余年不磨损，锰系磷化处理提高钢材耐磨性由此可见一斑。

锰系磷化涂层钢丝绳，就是使用锰系磷化钢丝捻制的钢丝绳，它的疲劳寿命是光面钢丝绳的3-5倍，是耐磨损能力最强的，也是疲劳寿命最长的，该项工艺也是世界钢丝绳制造领域目前最先进技术，锰系磷化涂层钢丝绳是光面钢丝绳的升级换代产品，它的日均使用成本仅仅是光面钢丝绳的百分之三十左右。已有许多企业购买专利授权许可，工业化大批量生产锰系磷化涂层钢丝绳，按照国家标准购买即可，可以在合同之中约定磷化膜膜重范围，余下指标执行国家标准即可。仅供参考

在使用钢丝绳卡扣时，要把U形螺栓拧紧，直到钢丝绳被压扁1/3左右为止。由于钢丝绳在受力后产生变形，绳卡在钢丝绳受力后要进行第二次拧紧，以保证接头的牢靠。

使用过钢丝绳的用户都知道，钢丝绳磨损以后直径会减小，钢丝绳生锈以后钢丝容易断裂。直径减小率和断丝情况是确定钢丝绳报废的主要依据。

专利技术生产的磷化涂层钢丝绳，磷化膜3-60克/平米，优先采用锰系或锌锰系磷化，与光面钢丝绳生产工艺对比，只是增加了最后的钢丝耐磨磷化处理工序，制绳钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高，使用磷化以后钢丝不经过冷拉直接捻制钢丝绳。

扩展资料：

钢丝绳盘装卸时，请务必通过其中起重设备或滑板轻轻装卸，以免造成绳盘损坏和乱卷现象；地面搬运时，钢丝绳盘不允许在凹凸不平的地面上滚动，使钢丝绳表面压伤；严禁以钢丝绳表面作为杠杆的支点移动轴上的钢丝绳；没有外包装的钢丝绳搬运时，钢丝绳表面不能粘有影响使用的石块、粘土等；要按正确的方向缠绕或放绳。

钢丝绳应存放在干燥通风、防雨防潮的仓库内，防止阳光直射或热气燥烤，库房内钢丝绳不能多层堆放。若钢丝绳长期大量存放时，应经常进行检查，防止生锈。发生生锈后应及时处理，并重新涂润滑油，如腐蚀严重，该段钢丝绳应作报废处理。若钢丝绳放在室外时，应放在干燥的地面上，用木版垫起，并用遮雨布盖好。

参考资料来源：百度百科-钢丝绳卡子

当钢丝绳表面磨损或腐蚀量超过原直径的0.4时，应更换新绳。

钢丝绳在操作时与其它物体接触并有相对运动，产生摩擦。在机械的、物理的和化学的作用下，钢丝绳的表面也不断磨损。磨损是钢丝绳最常见的损伤方式，一般分为外部磨损、变形磨损和内部磨损三种情况。

1、外部磨损

钢丝绳在使用过程中其外周与滑轮槽、卷筒组、钩头等物体表面接触而引起的磨损属于外部磨损。在外部磨损后绳径将变细，外周表面的细钢丝被磨平。钢丝绳的外部磨损使承受载荷的钢丝截面积减小，钢丝绳的破断载荷也相应降低。

单周磨损较全周磨损更恶劣，吊钩组所以应尽可能使单周磨损的钢丝改为全周均匀磨损。在钢丝绳的全长范围内，应尽可能地做到均匀磨损。如起重机钢丝绳在使用中期换头，一般可延长钢丝绳使用寿命30%～40%。

2、变形磨损

由于振动、碰撞造成的钢丝绳表面撞损，叫做变形磨损，这是一种局部磨损现象。如卷筒表面的钢丝绳受到其它物体的撞击，起重机起升钢丝绳相互打缠，或者由于滑轮与卷筒中心偏斜而产生的咬绳现象，都会使钢丝绳产生变形磨损。

这种变形磨损因局部挤压而变形，其钢丝横断面在挤压处向两旁伸展成翅形。从外表看，钢丝宽度扩展，虽钢丝绳截面积减小不多，但局部挤压处的钢丝表面材质硬化了，极易断丝。

3、内部磨损

在使用过程中，钢丝绳经过卷筒或滑轮时所承受的全部负荷压在钢丝绳的一侧，各根细钢丝的曲率半径不可能完全相同。由于钢丝绳的弯曲，钢丝绳内部各根细钢丝就会相互产生作用力并且产生滑移，这时股与股之间接触应力增大，使相邻股间的钢丝产生局部压痕深凹。

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。

抑制钢丝绳发生磨损就能延长使用寿命，专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳，就是利用锰系磷化涂层，将互相接触钢丝的表面隔离，钢丝表面不直接接触，所以就不会发生磨损，从而延长使用寿命。锰系磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳的3-4倍，是同结构钢丝绳之中疲劳寿命最长的，也是世界钢丝绳领域最先进技术。仅供参考

延长使用寿命方法，如维护涂油可以减缓磨损防止锈蚀，使用大直径变向滑轮可以减缓微裂纹的扩展等等，目前延长使用寿命效果最突出的就是锰系磷化涂层钢丝绳。

专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳，使用锰系磷化对钢丝表面进行处理，锰系磷化膜大幅度提高钢丝绳的耐磨性和耐蚀性，处理以后的钢丝不易磨损不易生锈，有效抑制微动磨损的发生，疲劳寿命是光面钢丝绳的3-4倍，是目前延长使用寿命最有效方法。

虽然购买锰系磷化涂层钢丝绳价格高于光面钢丝绳，但因为使用寿命超长，其日均使用费用仅仅是光面钢丝绳的百分之三十左右，具有更高的性价比，是各类起重设备首选配套钢丝绳，光面钢丝绳则属于正在被淘汰的产品。仅供参考