1钢丝绳的弯曲疲劳
减少钢丝绳疲劳破坏的措施:钢丝绳弯曲疲劳寿命与卷筒或滑轮直径的平方成正比,而与张力的平方成反比。要求卷筒和滑轮的直径一般应为钢丝绳直径的20~40倍。应采取的措施有:
(1)尽可能使卷筒和滑轮的直径加大。
(2)尽量避免使钢丝绳反向弯曲
(3)尽可能选择结构好的钢丝绳。
(4)在生产过程中对钢丝绳进行很好的润滑处理和在使用过程中进行再润滑处理。
2钢丝绳的磨由于钢丝绳与轮槽、卷筒之间的磨损以及结构伸长,绳径在最初会有所损失。然而随着不断地摩擦,钢丝绳的接触表面会增加,从而使绳径损失相应地减小。一旦由磨损造成的直径损失比率大于疲劳裂缝传播比率,钢丝绳就不会产生钢丝疲劳断裂。一旦直径损失率降低,就会出现疲劳断裂的现象。
(1)使用过的钢丝绳股中钢丝外表面的磨损。
(2)钢丝绳绳股的磨损。
(3)钢丝绳外表面有大量相同的磨损,钢丝绳外表面没有断丝。
(4)狭窄的磨损带导致钢丝绳出现单面的磨损性疲劳断丝。
(5)钢丝绳与卷筒、滑轮之间的磨损。
3钢丝绳的冲击载荷破坏冲击荷载是作用力在极短时间内有很大变化幅度的载荷。由于载荷变化率很大,出现应力波的传播。这种应力波的传播在遇到界面时还会产生反射而改变应力性质(如压缩波反射后可以变成拉伸波)。因此,应力波可以引起绳内钢丝层裂、纵裂、角裂等破坏现象。
(1)钢丝绳所受部分冲击荷载
a、钢丝绳在使用过程中,由于动荷的作用,经常经受着冲击荷载;
b、起重机起吊重物的瞬间,钢丝绳由松弛突然绷紧;
c、已经吊起的重物,下降时突然在空中急停,这对于起吊索来说都要受到冲击力的作用。
(2)冲击力对钢丝绳的破坏
冲击力若以较大频率长时间作用在钢丝绳上,将使钢丝绳的疲劳破坏加速。另外,钢丝绳在捻制时捻制力的不均匀性,钢丝绳在使用中每根钢丝的变形不均匀性,以及绳中某些钢丝有损痕(即该钢丝有截面变化)等,使冲击动能不能被钢丝绳整体均匀吸收,从而造成钢丝绳应力和应变的更加不均匀。使得绳中某些钢丝表面上形成微细的横向裂纹,并逐渐地往深处扩展而断裂。
4钢丝绳的腐蚀所谓钢丝绳的腐蚀,是指钢丝绳的金属表面受到周围介质的化学或电化学的作用而产生的破坏现象。
钢丝绳腐蚀对其性能的影响:
(1)机械性能降低。钢丝绳腐蚀后,机械性能也随之降低。由于表面锈蚀影响,外层钢丝扭转值减少62%,内层减少43%。钢丝绳腐蚀后,其使用寿命显著降低。
(2)强度损失。钢丝绳的锈蚀程度分四个等级,粗略估计它的强度损失率。
锈蚀问题的处理:
(1)锈蚀严重的钢丝绳主要应当根据锈蚀情况报废。
(2)对锈蚀严重的钢丝绳应注意断丝发展速度。
(3)Ⅰ级锈蚀属于轻度锈蚀,锈蚀影响不大,可按其它规定报废。Ⅱ级锈蚀应考虑锈蚀影响。Ⅲ级锈蚀是严重锈蚀,强度损失20~30%,一般达到Ⅲ级锈蚀即应报废。超Ⅲ级已达危险状态。
5钢丝绳的旋转破坏钢丝绳在安装、使用中千万不能有外力使钢丝绳绕自身轴线紧捻或松捻,特别是多股抗旋转钢丝绳。否则将造成钢丝绳先期结构破坏,严重时钢丝绳灯笼变形或者内层绳被挤出钢丝绳外。
钢丝绳由于下列原因可能引起钢丝绳旋转破坏:
(1)错误的放绳、安装。
(2)钢丝绳安装时错误的牵引
在更换新钢丝绳时,往往采用旧钢丝绳牵引新钢丝绳,这是最省力和快捷的方法。但使用过的旧钢丝绳都具有很大的使用应力,所以用户应采用正确的新、旧钢丝绳连接方法,杜绝旧钢丝绳的应力传入新钢丝绳,导致新钢丝绳绕自身轴线紧捻或松捻,造成钢丝绳结构破坏。
(3)起重设备的钢丝绳卷绕系统使钢丝绳绕自身轴线紧捻或松捻
钢丝绳中心线都与滑轮槽对称线存在一定夹角(有关标准规定无绳槽卷筒的倾斜角不应超过1.5°,有绳槽卷筒不应超过2.5°),使得钢丝绳进入滑轮时先与滑轮槽边缘接触,然后滑入滑轮槽底部,同时钢丝绳在摩擦力作用下存在一定量的滚动,即钢丝绳绕自身轴线紧捻或松捻一定角度。这是不可避免的,只是钢丝绳转动角度不同而已。
6钢丝绳的内部损坏对钢丝绳进行的外部检查只能检查钢丝绳外部的破坏情况,而很难对内部进行有效的检查,但是很多钢丝绳的破坏在内部。如果在钢丝绳内部因素之间的接触情况,比其与轮槽接触的情况糟糕,那钢丝就会首先在内部遭到损坏。这将非常危险。
在塑料轮槽上工作的钢丝绳比在金属轮槽上工作的钢丝绳更可能发生内部损坏。金属芯直径过小会导致两根相邻外层股之间的间隙不足,从而导致股之间的刻痕和所谓的谷部断裂。金属芯与外层股之间的塑料层会减低在钢丝层之间的局部压力,从而降低内部钢丝断裂的风险。
7其他因素钢丝绳的使用寿命,除受上述因素影响外,还会受到介质、涂油、安全系数等因素的影响。
(1)介质对钢丝绳寿命的影响。钢丝绳长期暴露于海洋性气雾中易产生锈蚀。对钢丝绳危害极大。
(2)涂油对钢丝绳寿命的影响。涂油不但能防止钢丝绳锈蚀,而且能改善钢丝绳内部和外部的润滑条件,减少磨损。
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