钢丝绳安全关键技术标准规范统一标准.doc

钢丝绳安全技术系列
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钢丝绳是起重机上应用最广泛挠性构件,也是起重机械安全生产三大重要构件 (制动器、钢丝绳和吊钩)之一。钢丝绳具备重量轻、挠性好、使用灵活、韧性好、能承受冲击载荷、高速运营中没有噪音、破断前有断丝预兆等长处。但起重钢丝绳频繁用于各种作业场合,因而易磨损、易腐蚀等。如果钢丝绳选取、维护、保养和使用不当,容易发生钢丝绳断裂,导致伤亡事故或重大险情。因而对的掌握使用钢丝绳办法是十分重要。       
一、钢丝绳种类
    钢丝绳是把诸多根直径为0.3～3mm高强度碳素钢钢丝先拧成股,再把若干股环绕着绳芯拧成绳。钢丝绳种类诸多,按绕捻办法不同可分为左同向捻、右同向捻、左交互捻、右交互捻四种,起重作业中惯用右交互捻钢丝绳。
    按钢丝绳芯材料不同可分为麻芯、石棉芯和金属绳芯三种,起重作业中常采用麻芯钢丝绳,麻芯中浸有润滑油,起减小绳股及钢丝之间摩擦和防腐蚀作用。
    按钢丝绳绳股及丝数不同可分为6×19、6×37和6×61三种,起重作业中最惯用是6×19和6×37钢丝绳。
    按钢丝表面解决不同又可分为光面和镀钵两种,起重作业中惯用光面钢丝绳。
    按钢丝绳股构造分类,又可分为点接触绳、线接触绳和面接触绳。
    点接触绳各层钢丝直径相似,但各层螺距不等,因此钢丝互相交叉形成点接触,在工作中接触应力很高,钢丝易磨损折断,但其制造工艺简朴。
    线接触绳股内钢丝粗细不同,将细钢丝置于粗钢丝沟槽内,粗细钢丝间成线接触状态。由于线接触钢丝绳接触应力较小,钢???绳寿命长,同步挠性增长。由于线接触钢丝绳较为密实,因此相似直径钢丝绳,线接触绳破断拉力大些。绳股内钢丝直径相似同向捻钢丝绳也属线接触绳。
    面接触绳股内钢丝形状特殊,采用异形断面钢丝,钢丝间呈面状接触。其长处是外表光滑,抗腐蚀和耐磨性好,能承受较大横向力;但价格昂贵,故只能在特殊场合下使用。
二、钢丝绳规格参数
普通起重作业可采用GB/T8918-1996《钢丝绳》中6×19和6×37钢丝绳,其规格参数见表 1和表2。
               表1   钢丝绳破断拉力
直径
钢丝绳抗拉强度/MPa
 钢丝绳
 /mm
钢丝
/mm
1400
1550
1700
1850

钢丝破断拉力总和/kN
 6.2
0.4
20.00
22.10
24.30
26.40
28.60
 7.7
0.5
31.30
34.60
38.00
41.30
44.70
 9.3
0.6
45.10
49.60
54.70
59.60
64.40
 11.O
0.7
61.30
67.90
74.50
81.10
87.70
 12.5
0.8
80.10
88.70
97.30
105.50
114.50
 14.O
0.9
101.00
112.00
123.00
134.00
114.50
 15.5
1.O
125.00
138.50
152.00
165.50
178.50
 17.O
1.1
151.50
167.50
184.00
200.00
216.50
 18.5
1.2
180.00
199.50
219.00
238.00
257.50
 20.O
1.3
21150
234.00
257.00
279.50
302.00
 21.5
1.4
245.50
271.50
298.00
324.00
350.50
 23.O
1.5
281.50
312.00
342.00
372.00
402.50
 24.5
1.6
320.50
355.00
389.00
423.50
458.00
 26.O
1.7
362.00
400.50
439.50
478.00
517.00
 28.O
1.8
405.50
499.00
492.50
536.00
579.50
 31.O
2.O
501.00
554.50
608.50
662.00
715.50
 34.O
2.2
606.00
671.00
736.00
801.00
—
37.O
2.4
721.50
798.50
876.00

953.50
—
 40.O
2.6
846.50
937.50
1025.00
1115.00
—
表 2      钢丝绳破断拉力
 直 径
钢丝绳抗拉强度/MPa
钢丝绳
/mm
钢丝
/mm
1400
1550
1700
1850

钢丝破断拉力总和/kN
8.7
0.4
39.00
43.20
47.30
51.50
55.70
11.O
0.5
60.00
67.50
74.00
80.60
87.10
13.O
0.6
87.80
97.20
106.50
116.00
125.00
15.O
0.7
119.50
132.00
145.00
157.50
170.50
17.5
0.8
156.00
172.50
189.50
206.00
223.00
19.5
0.9
197.50
218.50
239.50
261.00
282.00
21.5
1.O
243.50
270.00
296.00
322.00
348.50
24.O
1.1
295.00
326.50
358.00
390.00
421.50
26.O
1.2
351.00
388.50
426.50
464.00
501.50
28.O
1.3
412.00
456.50
500.50
544.50
589.00
30.O
1.4
478.00
529.00
580.50
631.50
683.00
32.5
1.5
548.50
607.50
666.50
725.00
784.00
34.5
1.6
624.50
691.50
758.00
825.00
892.00
36.5
1.7
705.00
780.50
856.00
931.50
1005.00
39.O
1.8
790.00
875.00
959.50
1040.00
1125.00
43.O
2.O
975.50
1080.00
1185.00
1285.00
1390.00
47.5
2.2
1180.00
1305.00
1430.00
1560.00
—
52.O
2.4
1405.00
1555.00
1705.00
1855.00
—
56.O
2.6
1645.00
1825.00
.00
2175.00
—
三、钢丝绳标记
当前在起重机上所采用钢丝绳重要是普通型构造钢丝绳,绳6×19和绳6×37。按照国标《圆股钢丝绳》(GB1102一74)规定,钢丝绳标记办法如下: 

    如,钢丝绳6×37-15.0-170-I一甲一镀一右交GB1102-74
    这表达该圆股钢丝绳由6股捻制,股构造形式为点接触,每股有37根钢丝,纤维绳芯，钢丝绳直径15.Omm,由公称抗拉强度1700MPaI号甲组镀钵钢丝制成,钢丝绳捻向为右交互捻。
四、钢丝绳选用
    钢丝绳在同直径时公称抗拉强度越低,每股绳内钢丝越多,钢丝直径越细,则绳挠性越好,但钢丝绳易磨损。反之,每股绳内钢丝直径越粗,则钢丝绳挠性越差,钢丝绳耐磨损。因而,不同型号钢丝绳,它使用范畴也不同。依照起重吊装作业实际需要,普通状况下,钢丝绳选用可考虑如下原则:
    (1)6×19钢丝绳用做缆风绳、拉索及制作起重索具,普通用于受弯曲载荷较小或遭受磨损地方。
    (2)6×37钢丝绳用于起重作业中捆扎各种物件、设备及穿绕滑车组和制作起重用索具。合用于绳索受弯曲时。
    (3)6×61钢丝绳用于绑扎各类物件。绳??刚性较小,易于弯曲,用于受???不大地方。
    同向捻钢丝绳,表面较平整、柔软,具备良好抗弯曲疲劳性能,比较耐用;其缺陷是绳头断开处绳股易松散,悬吊重物时容易浮现旋转,易卷曲扭结,因而在吊装中不适当单独采用。起重吊装作业惯用存交互捻钢丝绳。
五、钢丝绳受力计算
    某一规格钢丝绳容许承受最大拉力是有一定限度,超过这个限度,钢丝绳就会被破坏或拉断,因而在工作中需对钢丝绳受力进行计算。
    (一) 钢丝绳破断控力
    钢丝绳破断拉力可由表1、2中查出,考虑钢丝绳捻制使每根钢丝受力不均匀,整根钢丝绳破断拉力应按下式计算:

SP =ΨΣSi 
  式中SP ——钢丝绳破断拉力,kN;
  ΣSi ——钢丝丝绳规格表中提供钢丝破断拉力总和，kN;
   Ψ——钢丝捻制不均折减系数,对6×19绳,Ψ=0.85;对6×37绳,Ψ=0.82;对6×61 绳，Ψ=0.80。
       但在工作现场,普通缺少图表资料,同步也不规定精准计算,此时可采用下式(仅为数据估算用,非规范公式)估算钢丝绳破断拉力:

SP =500d2
    式中SP ——钢丝绳破断拉力,N;
             d——钢丝绳直径 ,mm。
    (二)钢丝绳安全系数
    为了保证起重作业安全,钢丝绳许用拉力只是其破断拉力几分之一。破断拉力与许用拉力之比为安全系数。下表列出了不同用途钢丝绳安全系数。
                                           表为    钢丝绳安全系数
使用状况
安全系数
使用状况
安全系数
用做缆风绳、拖拉绳
3.5
机械驱动起重设备
5-6
人力驱动起重设备
4.5
用做吊索(无弯曲)
6-7
用做捆绑吊索
8～10
用做载人升降机
14
    (三)钢丝绳许用扭力
     P = SP / K   
   式中  P——钢丝绳许用拉力,N;
    SP——钢丝绳破断拉力,N;
    K  ——钢丝绳安全系数。
    例 ：型号6×37-26钢丝绳,用做捆绑绳时其许用拉力为多大？
    解：SP =500d2=500×262=338000(N)
    用做捆绑绳时,取K=10,则
    P = SP / K =338000 / 10=33800（N）
六、钢丝绳报废原则
    钢丝绳使用到一定损坏限度时,必要按规定报废,其报废原则如下:
    ①每一节距(也称捻距,指钢丝绳中任何一股缠绕一周轴向长度)内钢丝断裂数目超过表2.4规定数目时应报废。钢丝绳断丝数量不多,但断丝增长不久时也应报废。
    ②钢丝绳钢丝磨损或腐蚀达到或超过本来钢丝直径40%以上时,即应报废。在40%以内者应按表2.5降级使用。当整根钢丝绳外表面受腐蚀而形成麻面达到肉眼很容易看出限度时,应予报废。
                                       表为      钢丝绳报废断丝数       

                                                     表为   折减系数
钢丝表面磨损或腐蚀量(%)
折减系数(%)
钢丝表面磨损或腐蚀盘(%)
折减系数(%)
10
85
25
60
15
75
30-40
50
20
70
不不大于40
O
    ③钢丝绳受过火烧或局部电弧作用应报废。
    ④钢丝绳压扁变形、有绳股或钢丝挤出、笼形畸变、绳径局部增大、扭结、弯折时应报废。
    ⑤钢丝绳绳芯损坏而导致绳径明显减少(达7%)时应报废。
    ⑥吊运炽热金属或危险品钢丝绳,报废断丝数取通用起重机钢丝绳断丝数一半,其中涉及钢丝绳表面磨损或腐蚀折减。
七、钢丝绳使用、维护与保养
    ①钢丝绳要对的开卷。钢丝绳开卷时,要避免钢丝绳扭结,强度减少以致损坏。钢丝绳切断时要扎紧防止松散。
    ②钢丝绳不得超负荷使用,不能在冲击载荷下工作,工作时速度应平稳。
    ③在捆绑或吊运物件时,钢丝绳应避免和物体尖角棱边直接接触,应在接触处垫以木块、麻布或其她衬垫物。
    ④禁止钢丝绳与电线接触,以免被打碎或发生触电。接近高温物体时,要采用隔热办法。
    ⑤钢丝绳在使用中应避免扭结,一旦扭结,应及时抖直。使用中应尽量减少弯折次数,并尽量避免反向弯折。
    ⑥钢丝绳与卷筒或滑车配用时,卷筒或滑轮直径至少比钢丝绳直径大16倍。不能穿过已经破损滑轮,以免磨损钢丝绳或使绳脱出滑轮,导致事故。
    ⑦钢丝绳穿过滑轮时,滑轮槽直径应比钢丝绳直径大1～2.5mm。如滑轮槽直径过大,则绳易被压扁;过小,则绳易磨损。
    ⑧钢丝绳应防止磨损、腐蚀或其她物理条件、化学条件导致性能减少。吊运熔化及灼热金属钢丝绳,要有防止高温损坏办法。
    ⑨使用前要依照使用状况选取适当直径钢丝绳;在使用过程中,要经常检查其负荷能力及破损状况;使用后及时保养,对的存储。
八、钢丝绳安全检查
    钢丝绳检查可分为寻常检查、定期检查和特殊检查,寻常检查就是自检;定期检查依照装置形式、使用率、环境以及上次检查成果,可拟定采用月检还是年检。钢丝绳检查内容及规定见下表。
   详细检查办法如下:
    (1)断丝  在一种捻距记录断丝数,涉及外部和内部断丝。虽然在同一根钢丝上有2处断丝,记录时也应按2根断丝数记录。钢丝断裂某些超过自身半径者,应以断丝解决。
    ①检查时应注 ' 意断丝位置 ( 如距末端多远 ) 和断丝集
中限度 ，以决定解决办法。
    ②注意断丝部位和形态,即断丝发生在绳股凸出部位,还是凹谷部位。依照断丝形态,可以判断出断丝因素。
                                            表为 钢丝绳检查部位
      项目
寻常检查
定期检查与特殊检查

 动
 绳

起重机起升、变幅、牵引用钢丝绳
微速运转观测所有
钢丝绳,特别注意下
列部位:
①末端固定部位
②通过滑轮某些
微速运转作全面检查外,特别注意
下列部位:
①在卷筒上固接部位
②绕在卷筒上绳
③通过滑轮钢丝绳
④平衡轮处钢丝绳
⑤其她固定连接部位
缆索起重机钢丝绳
除普通能观测到
某些外,特别注意末
端固定部位
全长仔细检查

 静
 绳

缆风绳
除普通能观测到
某些外,特别注意末
端固定部位
全长仔细检查
捆绑绳
除全长观测外,特别注意下列部位:
①编结某些
        ②与吊具连接某些
    (2)磨损    磨损检查重要是磨损状态和直径测量。
磨损状态有两种:一种是同心磨损,另一种是偏心磨损。偏心磨损钢丝绳多数发生在绳索移动量不大、吊具较重、拉力变化较大场合。例如,电磁吸盘起重机起升绳易发生这种磨损。偏心磨损和同心磨损同样使钢丝绳强度减少。
    (3)腐蚀    腐蚀有外部腐蚀和内部腐蚀两种。
内部腐外部腐蚀检查:目视钢丝绳生锈、点蚀,钢丝松弛状态。蚀不易检查。
内部腐蚀不易检查。如果是直径较细钢丝绳(≤20mm),可以用手把钢丝绳弄弯进行检查;如果直径较大,可用钢丝绳插接纤子进行内部检查,检查后要把钢丝绳恢复原状,注意不要损伤绳芯,并加涂润滑油脂。
   (4)变形对钢丝绳打结、波浪、扁平等进行目检。钢丝绳不应打结,也不应有较大波浪变形。
   (5)电弧及火烤影响目视钢丝绳,不应有回火包,也不应有焊伤。有焊伤应按断丝解决。
   (6)钢丝绳润滑检查钢丝绳应处在良好润滑状态。依照实验,润滑良好钢丝绳在一种捻距内断丝达总丝数10%,用疲劳实验和重复弯曲可达48500次,而没有润滑相似规格钢丝绳仅为22500次,可见润滑重要性。

来源：中华人民共和国钢丝绳网
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