起重機(jī)用鋼絲繩的失效分析

編號(hào)：TQC/K689析ThroughtheproposedmethodsandCountermeasurestodealwith,commontypessuchasplanningscheme,designscheme,constructionscheme,theessenceistobuildaccessiblebridgebetweenpeopleandproducts,realizematchingproblems,correctproblems.【適用制定規(guī)章/統(tǒng)一目標(biāo)/標(biāo)準(zhǔn)行為/增加溝通等場(chǎng)景】編寫(xiě)： 審核： 時(shí)間： 部門： 解決方案完整模板/解決方案完整模板/CompleteTemplateOfNewSchemeTQC/K689第TQC/K689第10頁(yè)/總11頁(yè)起重機(jī)用鋼絲繩的失效分析下載說(shuō)明：本解決方案資料適合用于解決各類問(wèn)題場(chǎng)景，通過(guò)提出的方法與對(duì)策來(lái)應(yīng)付，常見(jiàn)種類如打算方案、設(shè)計(jì)方案、施工方案、技術(shù)措施，本質(zhì)是人和產(chǎn)品之間建立可觸達(dá)的橋梁，實(shí)現(xiàn)匹配問(wèn)題，修正問(wèn)題，預(yù)防將來(lái)消滅同類問(wèn)題。可直接應(yīng)用日常文檔制作，也可以依據(jù)實(shí)際需要對(duì)其進(jìn)展修改?！沧髡啐埲A明〕鋼絲繩是應(yīng)用最廣泛的起重零件之一，它具有承載力量大、繞性好、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪音等優(yōu)點(diǎn)，幾乎全部的起重設(shè)備都使用鋼絲繩來(lái)承重。假設(shè)因失效發(fā)生突然斷裂，將會(huì)造成嚴(yán)峻的后果。然而，對(duì)鋼絲繩進(jìn)展失效分析，在安全和經(jīng)濟(jì)兩方面具有重要意義。本文欲從引起鋼絲繩失效的諸多因素進(jìn)展分析，以便能提高鋼絲繩的使用壽命。一、強(qiáng)度與伸長(zhǎng)依據(jù)設(shè)計(jì)，鋼絲繩的最大斷裂強(qiáng)度小于全部鋼絲的集束強(qiáng)度，并與繩的構(gòu)造和全部鋼絲繩性能級(jí)別有關(guān)。在設(shè)計(jì)鋼絲繩性時(shí)，應(yīng)考慮全部載荷因素〔包括附加載荷、加速度、減速度、繩速等筒的數(shù)目和構(gòu)造安裝方式，產(chǎn)生腐蝕和磨損的條件以及繩的長(zhǎng)度等。鋼絲繩中的鋼絲通常承受含碳量為0.5~0.8%的優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼制作而成，鋼1.6×105不支持)N/mm2。這是在載荷作用下鋼絲可能伸長(zhǎng)程度的度量。鋼絲繩受接力作用時(shí)，各鋼絲為要調(diào)整其位置以到達(dá)對(duì)應(yīng)所加載荷的穩(wěn)定性，將發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由此產(chǎn)生的伸長(zhǎng)有兩種形式，當(dāng)鋼絲繩第一次承受載荷時(shí)，鋼絲將略微重排列，產(chǎn)生一永久性伸長(zhǎng)，即構(gòu)造伸長(zhǎng)；同時(shí)還產(chǎn)生一可恢復(fù)的伸長(zhǎng)，即彈性伸長(zhǎng)。構(gòu)造伸長(zhǎng)在肯定程度上取決于所加載荷的大小。鋼絲繩中鋼絲的直徑愈小，彎曲所需力矩愈小，即韌性較大。通常含有鋼絲數(shù)較多的鋼絲繩和纖維芯鋼絲繩的韌性較好，由較少鋼絲組成的全金屬鋼絲繩的韌性較差，并且前者比后者具有較大的伸長(zhǎng)量。韌性愈大抗失效性能愈好。二、滑輪滑輪主要尺寸最小卷繞直徑用繩槽底部滑輪直徑再加鋼絲繩直徑表示。隨滑輪尺寸減小，由彎曲和鋼絲繩與滑輪之間的接觸壓力所產(chǎn)生的應(yīng)力而增大。彎曲應(yīng)力越高，繩的鋼絲產(chǎn)生疲乏越快。接觸應(yīng)力增加也加速繩的損傷，同時(shí)還加速滑輪的磨損。隨滑輪尺寸的增大，繩與滑輪之間的壓力下降，彎曲程度也減小。假設(shè)僅考6×1990值，以提高繩的壽命。但是，除了必要設(shè)備之外，這樣大直徑的滑輪實(shí)際上很少承受，由于〔1〕對(duì)于多數(shù)起重設(shè)備，承受這〔2〕在各種狀況下，很少只存在著彎曲這單一因素。實(shí)際上除彎曲之外，還有很多影響繩壽命的因素，如重復(fù)施加的應(yīng)力、磨損、敲打、沖擊、振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速、卷筒卷?yè)P(yáng)失誤、腐蝕以及缺乏維護(hù)等。這些因素中的一個(gè)或幾個(gè)都比滑輪尺寸更影響繩的壽命。承受安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一些因素來(lái)綜合確定最正確滑輪尺寸，但有一點(diǎn)應(yīng)留意，在鋼絲繩中各接觸點(diǎn)處的鋼絲之間的巨大壓力同因在小滑輪上工作而產(chǎn)生的大彎曲應(yīng)力聯(lián)合在一起，將會(huì)對(duì)鋼絲繩的損傷失效起肯定作用。在這種不利條件下，鋼絲的破斷失效常發(fā)生在各個(gè)線股相互接觸點(diǎn)之間的部位，在這些部位破斷的鋼絲常常很難覺(jué)察，甚至不行能從外觀上覺(jué)察。因此，在載人或其他緣由要求安全較高的設(shè)備，滑輪尺寸選用較大，以便能更有效地保證鋼絲繩的損傷過(guò)程漸漸進(jìn)展，而且發(fā)生在繩外表，使其簡(jiǎn)潔覺(jué)察和估量損傷程度。三、滑輪繩槽為使鋼絲繩能發(fā)揮最大成效，必需使滑輪繩槽有足夠大的直徑，以保持鋼絲繩在其中有適當(dāng)?shù)拈g隙?；喞K槽的直徑不行能保持固定不變，其變化主要受鋼絲繩的影響，并在很大程度上與滑輪材料和受到的壓力有關(guān)。由于繩槽不斷磨損，當(dāng)一鋼絲繩接近不能使用時(shí)，繩槽即已被磨耗成較小的尺寸。這樣就存在一個(gè)問(wèn)題，即每一次更換鋼絲繩時(shí)就要重開(kāi)繩槽或更換滑輪。但在實(shí)際應(yīng)用中，重開(kāi)槽或更換滑輪是不經(jīng)濟(jì)的。將滑輪重開(kāi)槽時(shí)，一般需先修整凸緣，然后將繩槽底部切制成適當(dāng)直徑。假設(shè)只切削槽底，鄰近槽底的喉角可能很小，不能供給適當(dāng)間隙，嚴(yán)峻引起鋼絲繩的磨損。四、鋼絲繩壓力除了在滑輪上運(yùn)動(dòng)所引起的彎曲應(yīng)力以外，鋼絲繩還承受因其與滑輪接觸而產(chǎn)生的徑向壓力。此壓力會(huì)使鋼絲繩中產(chǎn)生剪應(yīng)力，轉(zhuǎn)變鋼絲繩的構(gòu)造，并影響滑輪繩槽磨損率。因此，在選擇最適當(dāng)?shù)匿摻z繩構(gòu)造時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮此壓力的大小和滑輪材料的抗磨性能。五、卷筒卷筒尺寸、繩槽輪廓、壓力與前面滑輪等爭(zhēng)論的狀況相類似。承受平滑外表卷筒時(shí)，實(shí)際徑向壓力比較高。這是由于鋼絲繩僅一面受到支撐作用，其周邊局部得不到支撐。對(duì)于這類卷筒，鋼絲繩和卷筒的磨損都比有繩槽的卷筒嚴(yán)峻，繩更簡(jiǎn)潔因壓力作用而受損傷。在彎曲應(yīng)力是影響鋼絲繩工作壽命的主要因素時(shí)，卷筒直徑可比系統(tǒng)中的滑輪直徑稍小一點(diǎn)，由于在每一個(gè)方向運(yùn)行時(shí)，鋼絲繩要在滑輪上彎曲兩次，在卷筒上只彎曲一次。鋼絲繩在每一滑輪上的運(yùn)行狀況是：當(dāng)繩接近滑輪由直線變成與滑輪的曲率全都時(shí)，開(kāi)頭第一次彎曲；當(dāng)繩再伸直離開(kāi)滑輪時(shí)其次次彎曲。在有些狀況下，繩的行程不大，在卷筒上來(lái)回運(yùn)行時(shí)一局部繩不通過(guò)滑輪運(yùn)動(dòng)，則繩的彎曲次數(shù)即行削減，失效減緩。承受開(kāi)槽的卷筒，假設(shè)卷筒繩槽輪廓適當(dāng)，有助于使卷繩保持適當(dāng)?shù)奈恢?。繩槽之間保持適當(dāng)節(jié)距是格外重要的，以便使連續(xù)兩繩匝之間獲得足夠而又不是過(guò)大的間隙，這對(duì)于防止未繞與已繞在卷筒上的鋼絲繩發(fā)生擁擠和摩擦有很大作用。為了給多層卷繩供給適當(dāng)?shù)臈l件，繩槽中心線之間的節(jié)距，應(yīng)在最大傾斜角的狀況下足以防止鋼絲繩相互接觸。六、其他失效因素①腐蝕也是鋼絲繩失效的常見(jiàn)因素，由于使用環(huán)境形成的腐蝕氣氛，對(duì)鋼絲繩壽命有較大影響。②向鋼絲繩施加沖擊載荷及其發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生高頻率的高彎曲應(yīng)力，特別在鋼絲繩末端連接點(diǎn)處振動(dòng)作用最為嚴(yán)峻，可造成疲乏失效。③鋼絲繩在工作過(guò)程中如處于過(guò)高