起重機用鋼絲繩損磨損及預防措施

      鋼絲繩使用的安全性是人們長期以來一直關心的問題，因鋼絲繩的損傷或破斷而產生的重大事故時有發生。為了確保使用中鋼絲繩的安全運行，掌握鋼絲繩的損傷規律及防治方法很有必要。就起重機上使用的鋼絲繩而言，規格品種繁多、使用千差萬別，但一般隨著使用時間的持續，都會出現損傷現象。筆者通過多年工作實踐的總結，歸納起主要損傷現象有以下六種，即：磨損、疲勞、銹蝕、變形、咬繩、過載。

     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。

     1.1外部磨損

     鋼絲繩在使用過程中其外周與滑輪槽、卷筒壁、鉤頭等物體表面接觸而引起的磨損屬于外部磨損。在外部磨損后繩徑將變細，外周表面的細鋼絲被磨平。

      鋼絲繩的外部磨損使承受載荷的鋼絲截面積減小，鋼絲繩的破斷載荷也相應降低。通過試驗得到鋼絲繩直徑減小率與破斷載荷降低率的關系曲線。由曲線可以看出，單周磨損較全周磨損更惡劣，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。如起重機鋼絲繩在使用中期換頭，一般可延長鋼絲繩使用壽命30%～40%。

     1.2變形磨損

      由于振動、碰撞造成的鋼絲繩表面撞損，叫做變形磨損，這是一種局部磨損現象。如卷筒表面的鋼絲繩受到其它物體的撞擊，起重機起升鋼絲繩相互打纏，或者由于滑輪與卷筒中心偏斜而產生的咬繩現象，都會使鋼絲繩產生變形磨損。這種變形磨損因局部擠壓而變形，其鋼絲橫斷面在擠壓處向兩旁伸展成翅形。從外表看，鋼絲寬度擴展，雖鋼絲繩截面積減小不多，但局部擠壓處的鋼絲表面材質硬化了，極易斷絲。

      1.3內部磨損

      在使用過程中，鋼絲繩經過卷筒或滑輪時所承受的全部負荷壓在鋼絲繩的一側，各根細鋼絲的曲率半徑不可能完全相同。同時，由于鋼絲繩的彎曲，鋼絲繩內部各根細鋼絲就會相互產生作用力并且產生滑移，這時股與股之間接觸應力增大，使相鄰股間的鋼絲產生局部壓痕深凹。當反復循環拉伸彎曲時，在深凹處則產生應力集中而被折斷，構成了內部磨損。通常細鋼絲表面的壓力與鋼絲繩的壓力成正比，在張力相同情況下，由于受壓面積不同，單位面積承受的壓力也不同。從表面受壓磨損來看，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。此外，鋼絲繩的彎曲程度、運動速度，對鋼絲繩的內部磨損均有影響。很明顯，選擇線接觸或者面接觸類型的鋼絲繩是減少內部磨損的有效途徑。

      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。

     2.1彎曲疲勞

     鋼絲繩重復通過滑輪或卷筒中撓上撓下，無數次的彎曲，容易使鋼絲產生疲勞，韌性下降，最終導致斷絲。而疲勞斷絲出現在股的彎曲程度最厲害的一側外層鋼絲上。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。

      試驗表明，鋼絲繩的彎曲疲勞壽命與d/d比值(即卷筒直徑d與鋼絲繩直徑d的比值)、安全系數和鋼絲繩結構均有密切的關系。