斗式提升攪拌機卷揚鋼絲繩的維護及選用

    斗式提升攪拌機的機械故障多見于卷揚提升系統(tǒng)，而由于該系統(tǒng)鋼絲繩的損傷或拉斷，引起的事故也時有發(fā)生。為了確保鋼絲繩安全運行，更好的掌握鋼絲繩的損傷規(guī)律及預(yù)防方法，針對此類設(shè)備的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)分析出造成鋼絲繩損壞的如下幾種原因：

    (1)鋼絲繩在第一次安裝時鋼絲繩的扭轉(zhuǎn)或彎曲，鋼絲繩在卷筒上排列不均或在第一次爬繩時沒有采取措施。

    (2)鋼絲繩末端固定時措施不當；鋼絲繩與楔連接處，主受力繩方向不正確；用壓板連接處繩頭太短，且沒有捆扎，螺栓件太緊或太松等；用螺旋扣連接處，螺旋扣數(shù)量少、間距不合理或選型與鋼絲繩不匹配。

    (3)改向滑輪、排繩裝置等由于日常維護、潤滑不及時，而引起卡滯。

    (4)潤滑油選型不對或日常潤滑不當。

    (5)改向滑輪槽底部槽徑、包角和槽壁等磨損量接近或超過規(guī)定要求時，將會引起鋼絲繩的相應(yīng)的彎曲應(yīng)力和擠壓力的增大。

    (6)滑輪或卷揚滾筒的位置不當，引起鋼絲繩繞進或繞出滑輪和滾筒時偏角增大，也就是鋼絲繩中心線和垂直于滑輪或滾筒軸心的平面夾大于4度。

    (7)滑輪或卷揚滾筒制造缺陷，如裂紋、氣孔、夾砂及表面粗造度過大等。

    (8)滑輪或卷揚滾筒材料性能達不到規(guī)定的使用要求，也會導(dǎo)至鋼絲繩的受力過大，使其擠壓應(yīng)力過大。

    (9)滑輪裝置上沒有設(shè)置防跳繩裝置或防跳繩裝置與滑輪之間的間隙過大，超過鋼絲繩直徑的20%或防繩裝置剛度不能滿足使用要求，而使鋼絲繩跳繩，引起鋼絲繩的損傷。

    卷揚鋼絲繩的損壞除以上所述外部原因外，還有引起其損壞的鋼絲繩自身內(nèi)部的因素。

    鋼絲繩的損壞，首先發(fā)生在鋼絲繩的外側(cè)鋼絲。當外側(cè)鋼絲繞過滑輪或滾筒時，在強大的拉應(yīng)力作用下反復(fù)彎曲和擠壓，而引起金屬疲勞，當達到極限時鋼絲繩就會斷裂、繩股松散，從而引起承載力下降。拉斷的初始點往往在擠壓的位置或銹痕、裂口處。由于鋼絲繩在工作時不可避免的存在頻繁啟動、制動，而產(chǎn)生振動應(yīng)力，這將使的鋼絲繩的破壞加劇。

    鋼絲繩的捻繞次數(shù)少，僵性大，繞性差，易松散；反之，捻繞次數(shù)多，外層綱絲就較細，易磨損斷裂，不耐用。雙繞繩繞性好，制造簡單，成本低；交互捻繩的繩股與繩的扭轉(zhuǎn)趨勢能起到一定的抵消作用，工作時不易松散，但僵性較大，使用壽命較低。目前建筑機械多采用線接觸型鋼絲繩，因它的鋼絲間隙接觸應(yīng)力小，磨損小，壽命長，且填充率高繞性較好，承載能力大。并消除了點接觸的二次彎曲應(yīng)力，能降低工作時總的彎曲應(yīng)力，耐疲勞性能好。結(jié)構(gòu)緊密，金屬斷面利用系數(shù)高，使用壽命長，比普通鋼絲繩壽命的確良1-2倍。但鋼絲繩的強度過大，僵性越大繞性越差。另一種異型股繩，由于在滾筒上的支撐點多，耐磨性高，不易產(chǎn)生斷絲，結(jié)構(gòu)密度大，在相同繩徑和強度條件下，總破斷力較大。使用壽命比普通圓股鋼絲繩約高3倍，正在被逐漸廣泛應(yīng)用。

    選用鋼絲繩時，除考慮綱絲繩的結(jié)構(gòu)形式和性能外，還為防止鋼絲繩相互間摩擦力及擠壓力，產(chǎn)生亂繩現(xiàn)象。繩徑應(yīng)采用小于繩槽節(jié)距和繩槽直徑的鋼絲繩，以增加鋼絲繩與卷筒間的接觸面積，減少相鄰鋼絲繩的摩擦力，從而提高鋼絲繩的壽命。

    在相同直徑下，鋼絲繩股數(shù)目越多直徑則越細，單根鋼絲就越細這種鋼絲繩的繞性好，可很好的克服鋼絲繩多次進出滾筒時受到的反向彎折力，穿繩也容易。而較粗的外股，其鋼絲也較粗，則能更好的抵抗摩損、機械損傷、腐蝕及擠壓力。因而，只有將兩者優(yōu)點很好的結(jié)合，才能真正高性能的優(yōu)質(zhì)鋼絲繩。

    鋼絲繩在選用中所要確定的最大破斷力和最小直徑，可通過如下公式計算。

    鋼絲繩的最大破斷拉力可根據(jù)公式：

    F≥P*N/Q

    其中：F—鋼絲繩標準中破斷力的總和；P—工作時所承受的最大力；N—安全系數(shù)；Q—鋼絲繩破斷拉力的換算系數(shù)。

    鋼絲繩的最小直徑可由鋼絲繩最大工作靜拉力確定；

    D=[N/（0.785*K*W*δt）]1/2*S1/2

    其中：D—鋼絲繩最小直徑，mm；N—安全系數(shù)；K—捻制折系數(shù)；W—鋼絲繩充滿系數(shù)；δt—鋼絲繩的公稱抗拉強度，MPa；S—最大工作靜拉力。

    設(shè)備在長期的使用過程中，隨時推移鋼絲繩各向性能發(fā)生變化，而使用性能也會逐漸變差、降低。以致影響到整臺設(shè)備的正常使用。通過掌握鋼絲繩變化規(guī)律，隨時組織技術(shù)保養(yǎng)，可及時地排除故障，延長其使用壽命，提高設(shè)備生產(chǎn)率，降低故障率、運行成本等。

    參考文獻

    1.GB/T8918-1996，鋼絲繩[s]

    2.成大先主編，機械設(shè)計手冊，化學(xué)工業(yè)出版社，2003。