正确选用钢丝绳对起重设备的安全使用起着什么作用

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)

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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。

起升钢丝绳在放出最大工作长度后，卷筒上的钢丝绳至少保留3圈。

根据标准《塔式起重机安全规程》GB5144-2006中规定：

5.4.3钢丝绳在卷筒上的固定应安全可靠,且符合5.2.3中有关要求。钢丝绳在放出最大工作长度后,卷筒上的钢丝绳至少应保留3圈。

扩展资料

每台塔机都要用许多种起重零部件，其中数量最大，技术要求严而规格繁杂的是钢丝绳。塔机用的钢丝绳按功能不同有：起升钢丝绳，变幅钢丝绳，臂架拉绳，平衡臂拉绳，小车牵引绳等。

钢丝绳的特点是：整根的强度高，而且整根断面一样大小，强度一致，自重轻，能承受震动荷载，弹性大，能卷绕成盘，能在高速下平衡运动，并且无噪声，磨损后其外皮会产生许多毛刺，易于发现并便于及时处置。钢丝绳通常由一股股直径为0.3～0.4mm细钢丝搓成绳股，再由股捻成绳。

塔机用的是交互捻，特点是不易松散和扭转。就绳股截面形状而言，高层建筑施工用塔机以采用多股不扭转钢丝绳最为适宜，此种钢丝绳由两层绳股组成同，两层绳股捻制方向相反，采用旋转力矩平衡的原理捻制而成，受力时自由端不发生扭转。

塔机起升钢丝绳及变幅钢丝绳的安全系数一般取为5～6,小车牵引绳和臂架拉绳的安全系数取为3,塔机电梯升降绳安全系数不得小于10。钢丝绳的安全系数是不可缺少的安全储备系数，绝不可凭借这种安全储备面擅自提高钢丝绳的最大允许安全荷载。

由于钢丝绳的重要性，必须加强对钢丝绳的定期全面检查，贮存于干燥面封闭的、有木地板或沥青混凝土地面的仓库内，以免腐蚀，装卸时不要损坏表面，堆放时要竖立安置。对钢丝绳进行系统润滑可以提高使用寿命。

起重机械需要配备钢丝绳，钢丝绳是起重机械不可或缺的重要柔性零件，选用钢丝绳基本原则就是钢丝绳具有最长的使用寿命，在保证使用寿命最长的情况下，选用单位使用成本或日均使用费用较低的产品，这是用户期待的，起重机械制造企业为了用户的利益选用钢丝绳。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。大气环境中使用的起重机械，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不断研究，还有进一步提高疲劳寿命的可能性。依据磷化涂层钢丝绳目前市场价格，虽然锰系磷化涂层钢丝绳售价略高，但因为使用寿命超长，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，光面钢丝绳则属于正在被淘汰产品，先进淘汰落后是必然的，就像平板电视淘汰显像管电视及智能手机淘汰BP机，仅供参考。

卷扬机的工作原理是把电能经过电动机转换为机械能，即电动机的转子转动输出，经三角带、轴、齿轮减速后再带动卷筒旋转。卷筒卷绕钢丝绳并通过滑轮组，使起重机吊钩提升或落下载荷Q，把机械能转变为机械功，完成载荷的垂直运输装卸工作。电动卷扬机构造由电动机、联轴节、制动器、齿轮箱和卷筒组成，共同安装在机架上。

电动卷扬机又可称为电动葫芦。对于起升高度和装卸量大，工作繁忙的情况下，要求调速性能好，特别要空钩能快速下降。对安装就位或敏感的物料，要能以微动速度下降。

卷扬机包括JK快速卷扬机和JM慢速卷扬机，仅能在地上使用，它以电动机为动力，经弹性联轴节，三级封闭式齿轮减速器，牙嵌式联轴节驱动卷筒，采用电磁制动。

该产品通用性高、结构紧凑、体积小、重量轻、起重大、使用转移方便，被广泛应用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖，还可作现代化电控自动作业线的配套设备。

扩展资料

卷扬机使用时的注意事项：

1、卷筒上的钢丝绳应排列整齐，如发现重叠和斜绕时，应停机重新排列。严禁在转动中用手、脚拉踩钢丝绳。钢丝绳不许完全放出，最少应保留三圈。

2、钢丝绳不许打结、扭绕，在一个节距内断线超过10%时，应予更换。

3、作业中，任何人不得跨越钢丝绳，物体（物件）提升后，操作人员不得离开卷扬机。休息时物件或吊笼应降至地面。

4、作业中，司机、信号员要同吊起物保持良好的可见度，司机与信号员应密切配合，服从信号统一指挥。

5、作业中如遇停电情况，应切断电源，将提升物降至地面。

6、工作中要听从指挥人员的信号，信号不明或可能引起事故时应暂停操作，待弄清情况后方可继续作业。

参考资料来源：百度百科-卷扬机

对于起重设备而言钢丝绳是不可或缺的，小吊机只是起重机械之中的一种，钢丝绳突然断裂，轻则物毁，重者人伤，选用适宜的钢丝绳对安全工作是至关重要的。依据起重设备的起重量计算钢丝绳受力，在确定安全系数之后，选取钢丝绳直径、结构和强度级。

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。

背景技术：目前，在工程机械领域，起重机械(如吊机、绞车)一般通过钢丝绳在卷筒上的卷入或放出实现重物的升降。起重机械的起升高度越高，钢丝绳在卷筒上卷绕的圈数越多，重物升降过程中越容易出现乱绳、卡绳等情况，轻则影响到钢丝绳的使用寿命，重则发生安全事故。为了避免乱绳、卡绳等情况的发生，通常针对起重机械的起升高度对卷筒绳槽进行定制设计和加工。现有的卷筒绳槽的加工都是通过数控车床完成，而数控车床的成本很高。技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种采用普通车床即可加工钢丝绳卷筒绳槽的装置，降低生产成本。本实用新型提供的这种钢丝绳卷筒绳槽切削加工装置，主要包括支架、刻度盘架、机架、主轴、刀盘和电机，刀盘连接于主轴端部，主轴和电机均安装于机架上，主轴通过电机驱动旋转，机架可转动可限位的连接于刻度盘架上，机架通过转动不同角度加工各种直径的绳槽，刻度盘架的下端安装于支架的上端；支架的下端安装在卧式车床的中拖板上实现横向移动，卷筒装夹在卧式车床上旋转，中拖板横向进刀到指定深度，中拖板随大拖板做纵向移动使刀盘按设定圈数加工绳槽。所述机架长度方向的两端对称连接有轴承座，所述主轴通过两个轴承座安装。所述主轴的两端均设置有刀盘连接段，主轴的中部连接有传动轮。所述电机安装于所述机架上主轴的上方，电机的输出轴上连接有传动轮，该传动轮和主轴上的传动轮之间通过传送带连接。所述传动轮为带轮，所述传送带为同步带。所述刻度盘架的上部为圆弧形的刻度盘、下端有水平底板，刻度盘的中心位置有圆孔，圆孔的正上方和正下方对称设置有弧形槽。所述机架上对应所述刻度盘上圆孔位置处设置有沉头孔，对应弧形槽的中间位置处设置有圆孔。所述机架和刻度盘之间通过穿过机架上沉头孔和刻度盘中心位置处圆孔的支点螺栓连接，机架可绕支点螺栓转动，通过穿过所述刻度盘上弧形槽和所述机架上沉头孔正上方和正下方圆孔的紧固螺栓锁紧限位。所述支架的上端有用于连接所述刻度盘架水平底板的顶板，下端有与顶板平行的底板。所述支架的底板连接于滑板上，滑板连接于卧式车床的中拖板上，滑板上垂直中拖板的方向对应支架底板的两侧设置有导块，滑板上对应支架底板的另一对侧对称设置有凸台，凸台上连接有调整螺栓。本装置安装于普通的卧式车床上，卷筒装夹在车床上。本装置的刀盘安装于主轴上，主轴和电机安装于机架上，主轴的转动通过电机实现。机架安装于刻度盘架上，机架既可相对于刻度盘架转动以使主轴调整角度，又可在主轴调整角度后与刻度盘架锁紧，使刀盘根据调整好的角度加工绳槽。刻度盘架安装于支架上，支架的下端安装在卧式车床的中拖板上实现横向移动，卷筒装夹在卧式车床上旋转，中拖板横向进刀到指定深度，中拖板随大拖板做纵向移动使刀盘按设定圈数加工绳槽。本装置安装于普通车床上使用，大大降低生产成本。而且本装置可一次将绳槽加工完成，而无需象数控床那样需多次往复才能完成加工。附图说明图1为本实用新型一个实施例的使用状态结构示意图。图2为支架的主视放大示意图。图3为图2的俯视示意图。图4为刻度盘架的主视放大示意图。图5为图4的左视示意图。图6为机架、主轴、刀盘、电机装配件与刻度盘架的放大装配示意图。图7为图6中的A-A示意图。图8为支架装配于滑块上的俯视放大示意图。具体实施方式如图1所示，本实施例公开的这种钢丝绳卷筒绳槽切削加工装置，包括滑板1、导块2、支架3、刻度盘架4、机架5、主轴6、刀盘7、支点螺栓8、紧固螺栓9、电机10、带轮11、同步带12。结合图1至图3可以看出，本实施例的支架3包括顶板31、底板32和筋板33，顶板和底板均为矩形板，上下平行布置，四块筋板连接形成十字架将顶板和底板连为一体。结合图1、图4和图5可以看出，本实施例的刻度盘架4包括沿竖直方向布置的刻度板41和其下端沿水平方向的底板42。底板42为矩形板，刻度板41的上部为圆弧形的刻度盘。刻度盘的中心位置处有圆孔43，圆孔的正上方和正下方对称设置有弧形槽44。结合图1、图6和图7可以看出，本实施例的机架5为L形架体，包括沿竖直方向布置的侧板51和连接于其顶端的水平板52。侧板51的长度方向两端对称连接有轴承座13，主轴6通过两轴承座安装，主轴的中部连接有带轮11，电机10固定于水平板52上，电机的输出轴端部连接有带轮11，两带轮之间连接有同步带12，通过同步带实现传动。结合图1和图8可以看出，滑块1为矩形板，安装于卧式车床的中拖板ZTB上，导轨2有两块，沿滑板1的宽度方向平行布置。支架3的底板安装于滑板1上的两导块2之间。滑板1上的另一对侧通过凸台13对称连接有沿水平方向的调整螺栓14。具体实施时，将卷筒装夹在卧式车床上，将本装置安装在卧式车床的中拖板ZTB上。本实施例图1所示为卷筒绳槽的旋向为左旋，所以为刀盘安装在主轴的左端。本实施例选用CW62160M车床。具体加工步骤如下：(1)将卷筒装夹在车床上；(2)将装置通过滑板安装于车床的中拖板上；(3)根据绳槽旋距大小和绳槽深浅调整主轴与水平面的夹角：将机架绕支点螺栓顺时针或者逆时针旋转所需角度，然后通过紧固螺栓将机架与刻度盘架锁紧；(4)将刀盘安装于主轴的左端，通过压盖压紧；(5)启动电机使刀盘旋转：电机输出轴的转动通过同步带和带轮传动，使刀盘随主轴旋转；(6)启动卧式车床带动卷筒旋转，使中拖板进刀至槽深，车床选择与绳槽旋向一致的方向移动并合上丝杆旋距档，中拖板ZTB随大拖板DTB做纵向移动使刀盘按设定圈数加工绳槽；(7)加工至设定圈数后，中拖板退刀，关闭车床和电机，装置退出。其它实施例的卷筒绳槽为右旋时，将刀盘安装于主轴的右端，相应的车床选择右旋移动，其它操作参照本实施例。加工途中刀盘刀具磨损或损坏的话需要更换，更换好后需要重新对刀。所以在滑块上垂直中拖板的方向设置了调整螺栓，需要对刀时，将支架与滑块之间的连接螺栓卸下，通过调整螺栓推动支架底板，使支架在两导块之间移动至合适位置，然后将支架底板与滑块之间的连接螺栓安装好。后续操作同上。当然本装置还可适用于港机、塔机、电梯、卷扬机及其它类似场合的钢丝绳卷筒绳槽的加工。

卷扬机是由机械动力或人力驱动卷筒，卷绕钢丝绳，提升、运移重物的牵引工作装置。卷扬机通常由电动机、减速器、卷筒、制动器、离合器、操纵系统、底架以及钢丝绳组成。由电动机或人力作为动力，驱动减速系统，使卷筒旋转，绕进或放出钢丝绳。通过改变电动机转向改变卷筒的正反转动，依靠制动器控制机械运动的停止或使货物保持在悬吊状态。卷扬机分类如下：

(1)按动力装置类型分

1)手动卷扬机：以人力作为动力通过驱动装置使卷筒回转的卷扬机。

2)电动卷扬机：以电动机作为动力装置来驱动卷筒回转的卷扬机。

3)内燃式卷扬机：以内燃机作动力驱动卷筒回转的卷扬机。

4)液压式卷扬机：以液压马达作为动力装置，驱动卷筒回转的卷扬机。

(2)按钢丝绳速度分

1)快速卷扬机：卷筒与钢丝绳绕进、放出的速度在30

m/min以上的卷扬机。

2)慢速卷扬机：卷筒上钢丝绳绕进、放出速度小于30m/min的卷扬机。

3)调速卷扬机：动力装置或传动系统具有变速或调速性能，使卷筒上的钢丝绳出绳速度按作业的要求进行改变的卷扬机。

(3)按卷筒数量分

1)单筒卷扬机：只有一个卷筒的卷扬机。

2)双筒卷扬机：具有两个卷筒的卷扬机。

3)多卷筒卷扬机：具有三个或三个以上卷筒的卷扬机。