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港口輪胎式起重機鋼絲繩的安全使用及維護
作者:劉明光   發布時間:2012/11/9   閱讀:8754
摘 要: 鋼絲繩是港口起重機械的重要零件之一, 但是由于使用時間的持續, 都會出現損傷現象, 一旦因起重機械鋼絲繩的損傷或破斷很容易產生重大事故。本文主要分析了港口輪胎式起重機鋼絲繩常見的幾種失效情況及防范措施, 并詳細介紹了如何進行日常的維護和安全檢查。
 
關鍵詞: 鋼絲繩; 安全; 維護;檢查
 
Abstract: port crane wire rope is one of the important parts, but due to the continued use of time, there will be damage to the phenomenon, as soon as a lifting injury or breaking the rope is prone to major accidents. This paper analyzes the port tire crane wire rope several common failure conditions and preventive measures, and details how to carry out daily safety checks.
Keywords: wire rope; security; maintenance
 
一、 引言
        鋼絲繩廣泛應用于各種場合, 它具有強度高、撓性好、自重輕、運行平穩、極少突然斷裂等優點。在用的鋼絲繩經常受到惡劣工況的影響, 不可避免地會產生各種物理、化學損傷, 從而導致其強度降低, 甚至破斷, 鋼絲繩一旦斷裂, 就會導致重大的惡性事故的發生。我公司曾對幾年發生的機損事故做出分析, 結果是 33%為鋼絲繩斷繩事故。因此,提高鋼絲繩使用安全性十分重要。以某QLY-25型輪胎吊常用鋼絲繩型號為例分析其鋼絲繩得安全使用、維護保養、例行檢查等方面的經驗見解,目的是為提高鋼絲繩的使用效能和設備的安全性能,達到節能降耗。
        某QLY-25型輪胎吊常用參數表分析如下:
 
 
二、 鋼絲繩的安全使用
        1 、新更換的鋼絲繩應與原安裝的鋼絲繩同類型、同規格。如采用不同類型的鋼絲繩, 應保證新換鋼絲繩性能不低于原鋼絲繩, 并能與卷筒和滑輪的槽形相符。鋼絲繩的捻向應與卷筒繩槽螺旋方向一致, 單層卷繞時, 應設導繩器加以保護以防亂繩。
        2 、新裝或更換鋼絲繩時, 從卷軸或鋼絲繩卷上抽出鋼絲繩應采取橡膠墊皮進行防護,注意防止鋼絲繩打環, 扭結、彎折、或粘上雜物。
        3 、新裝或更換鋼絲繩時, 截取鋼絲繩應在截取兩端處用細鋼絲繩扎結牢固或者用氣焊進行截取并將割斷出進行圓滑處理,防止切斷后繩股松散。
        4 、運動的鋼絲繩與機械某部位發生摩擦接觸時, 應在機械接觸部位采取保護措施。
        5 、起升鋼絲繩不準斜吊, 以防止鋼絲繩亂繩出現故障。
        6 、嚴禁超載起吊, 應安裝超載限制器或力矩限制器加以保護。
        7 、在使用中應盡量避免突然的沖擊振動。
        8 、應安裝起升限位器, 以防過卷拉斷鋼絲繩。
三、鋼絲繩常見的幾種失效情況及預防措施
       1、 磨損: 鋼絲繩在操作時與其它物體接觸并有相對運動, 產生摩擦。在機械的、物理的和化學的作用下, 鋼絲繩的表面也不斷磨損。磨損是鋼絲繩最常見的損傷方式, 一般分為外部磨損、變形磨損和內部磨損三種情況。所以應盡可能使單周磨損的鋼絲改為全周均勻磨損。在鋼絲繩的全長范圍內,應盡可能地做到均勻磨損。采用線接觸鋼絲繩比采用點接觸鋼絲繩有利, 采用面接觸鋼絲繩比采用線接觸鋼絲繩更有利。
        2 、疲勞: 鋼絲繩在使用過程中主要承受彎曲疲勞和拉伸、扭曲、振動引起的疲勞。 通常情況下, 疲勞斷絲的出現意味著鋼絲繩已經接近使用后期。其疲勞引起的斷絲一般斷口平齊, 多半出現在表層鋼絲上, 它們很有規律。 防止鋼絲繩疲勞損傷的途徑:1)在條件許可的情況下, 應盡可能使卷筒和滑輪的直徑加大。2)在安排滑輪布局時, 應盡量避免使鋼絲繩反向彎曲。3)盡可能選擇結構好的鋼絲繩, 如 WS,TX型等線接觸鋼絲繩。使用這些鋼絲繩能成倍地提高使用壽命。
        3 、變形: 很多斷繩事故是因為鋼絲繩事先受到過變形損傷而沒有引起人們的足夠重現, 結果釀成大禍。變形的主要有以下幾種: 外傷、壓扁、扭結、彎折、斷股、籠狀畸變、斷芯。滑輪應設置可靠的防脫槽擋圈, 擋圈與滑輪外圈的間隙不大于鋼絲繩直徑的 20%。卷筒上的鋼絲繩不能松弛太多, 以防繩圈跳出擋板在纏緊時軋壞。應按設計規范選擇滑輪與卷筒的偏角, 必要時可在起升機構中設置排繩器或者壓繩裝置, 防止鋼絲繩出現卷亂現象。防止鋼絲繩扭結可采取以下措施:1) 在重要的起重設備上選用不旋轉鋼絲繩。2)在鋼絲繩的自由端設置轉子(也稱防轉裝置)。3)加強操作人員工作責任心, 發現扭結跡象立即停止操作, 釋放還原。
        4、 過載: 鋼絲繩隨著載荷的增加會有微量的伸長, 當載荷超過彈性極限時, 鋼絲繩就可能斷裂。為了防止鋼絲繩過載, 應采取以下措施: 1)正確選用安全系數, 力求減少靜載荷以外的其他載荷對鋼絲繩的影響。如彎曲載荷可以通過加大滑輪和卷筒直徑來減小, 動載荷可以通過提高起重機司機的操作水平、改進起重機性能來減少, 摩擦阻力可以通過調整滑輪槽的形狀及補充潤滑油來減少等等。2) 嚴格遵守安全操作規程, 杜絕人為的超負荷現象。 3)在起重機上安裝負荷指示器、或超負荷限制器、或報警器, 消除過載現象。
四、鋼絲繩的安全檢查
        1、安全檢查周期
起重機司機有責任在每個工作日中, 都要盡可能對鋼絲繩任何可見部位進行觀察, 我公司執行班前八查標準和作業間隙檢查方法對鋼絲繩機器關鍵裝置就行例行檢查,以便及時發現鋼絲繩的損壞與變形, 如有異常應及時通報主管部門進行處理。主管人員應定期安全檢查起重機械的鋼絲繩, 每月至少進行一次安全檢查,并按照周期和不同的作業要求對相同設備的不同作業要求進行檢查,一般主要檢查常用的鋼絲繩段,按照港口輪胎式起重機械的常用作業角度吊臂幅度55°-70°范圍進行例行檢查。
        2 、安全檢查部位
        ① 一般部位檢查: 應注意檢查鋼絲繩運動和固定的始末端; 通過滑輪組或繞過滑輪組的繩段, 特別是負載時繞過滑輪的鋼絲繩的任何部位;平衡滑輪的繩段; 與機械某部位可能引起磨損的繩段;有銹蝕、腐蝕、及疲勞部分的繩段。
        ② 鋼絲繩末端固定部位檢查: 繩端固定連接部位的安全可靠性對起重機械的安全是十分重要的, 對繩端部位應做好如下安全檢查: 從固接端引出的那段鋼絲繩應進行檢查, 因為這個部位發生疲勞斷絲或腐蝕都是極其危險的, 對固定裝置的本身變形或磨損也應進行檢查; 對于采用壓制或鍛造繩箍的繩端固定裝置應檢查是否有裂紋及繩箍與鋼絲繩之間是否有產生滑動的可能; 檢查繩端可拆卸的楔形接頭、繩卡、壓板等裝置內部和繩端內的斷絲及腐蝕情況, 以確保繩端固定的緊固可靠性。如果繩端固定裝置附近或繩端固定裝置內有明顯斷絲或腐蝕,可將鋼絲繩截短再重新裝到繩端固定裝置上, 且在卷筒上至少應保留 3 圈鋼絲繩作為安全圈。
    如圖1:
 
五、常見的鋼絲繩幾種報廢形式 如圖
 
圖1 交捻鋼絲繩兩相鄰繩股中的斷絲及鋼絲的位移——理應報廢
 
 
 
圖2 交捻鋼絲繩大量斷絲伴隨著嚴重的磨損——理應立即報廢
 
 
 
圖3 順捻鋼絲繩在一股中有斷絲,并伴隨著輕度的磨損——如果這種情況代表著最嚴重的缺陷,理應繼續使用(但斷裂的鋼絲應剪去斷開端,使鋼絲的尾部處在繩股空隙之中,這樣就可防止進一步損傷相鄰的鋼絲)
 
 
 
圖4 靠近平衡滑輪的局部地區,若干繩股有斷絲(有時斷絲被滑輪擋住)——理應報廢
 
 
 
圖5 靠近平衡滑輪的局部地區,在兩支繩股上有斷絲,且伴隨著因滑輪卡住而引起的局部嚴重磨損——理應報廢
 
 
 
圖6 鋼絲繩在安裝時已遭到扭結但仍裝上使用,以致產生局部磨損及鋼絲松馳——理應報廢
 
 
 
圖7 繩徑局減小:由于外層繩股取代了已經散開的纖維繩芯而引起,注意尚有斷絲——理應立即報廢
 
 
 
圖8 部分被壓扁:是由于局部被壓裂造成繩股間不平衡加之斷絲而引起的——理應報廢
 
 
 
圖9 多股繩的部分被壓扁:由于在卷筒上卷繞不當造成。注意外層繩股的捻距離增加的程度,在載荷狀態下應力將處于不平衡——理應報廢
 
 
 
圖10 嚴重彎折——理應報廢
 
 
 
圖11 當鋼絲繩已跳出滑輪繩槽并被楔住的典型示例:已經形成“部分被壓偏”形式的變形并有局部磨損和許多斷絲——理應立即報廢
 
 
六、結語
        上述分析了港口輪胎式起重機械鋼絲繩常見的幾種失效情況和如何進行日常的安全檢查。筆者通過幾年工作實踐的總結, 發現鋼絲繩的失效是有一定的規律的, 正確的保養及維護還會提高鋼絲繩的利用率,延長使用壽命。所以司機、主管人員應該認真的做好定期的安全檢查, 司機嚴格遵守安全操作規程。否則可能你的一點疏忽, 就會釀成無法挽回的損失。
 
 
參考資料文獻
[1] 《起重機械用鋼絲繩檢驗和報廢實用規范》國際標準ISO4309-1981
[2] 材料力學 [M]. 中國石油大學出版社.
[3] 張志勇.淺述起重機用鋼絲繩的損傷與防治 [J] .建筑機械化,2003,24 (4):50~51.
[4]QLY25型輪胎式起重機使用說明書、
[5]GB 6067—85起重機械安全規程
[6]機械八查內容、機械設備保養作業指導書
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