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門座起重機鋼絲繩破損分析

作者： admin 編輯： admin 來源：admin 發布日期：2019-12-11 17:17

信息摘要：

0引言門座起重機是一種具有代表性的、旋轉類有軌運行起重機，因為具有能讓運輸車輛順利通過的門架結構而得名，廣泛應用于港口、碼頭、造船及大型水電站建設等。某型門座起重

0引言
門座起重機是一種具有代表性的、旋轉類有軌運行起重機，因為具有能讓運輸車輛順利通過的門架結構而得名，廣泛應用于港口、碼頭、造船及大型水電站建設等。
某型門座起重機鋼絲繩在工作1000h后，出現了鋼絲繩的斷絲、破損現象，而鋼絲繩正常使用壽命一般為1500-2000h
（圖1）。經過對現場破損情況的考察和理論分析，找出破損原因，經優化設計改善鋼絲繩受力、加強對鋼絲繩的維護保養等，使鋼絲繩使用壽命達到1500h以上，提高了門座起重機產品的競爭力。下面將對這一破損原因進行具體分析。

1鋼絲繩破損原因分析及應對措施
1.1鋼絲繩與耐磨板摩擦造成鋼絲繩破損經過現場考察，發現有段15m左右的鋼絲繩出現磨損斷絲異常。分析認為，出現該現象的原因是安裝導致鋼絲繩所在中心不在機器房開口中心位置，偏向一側，導致鋼絲繩與耐磨板相互摩擦，鋼絲繩已將耐磨板磨出凹槽，以致于鋼絲繩直接與機器房頂鋼板刮擦（圖2），同時鋼絲繩軸線與耐磨套（安裝在防雨盤內）軸線不平行，導致耐磨套偏磨嚴重。
出現上述破損的根本原因是鋼絲繩角度偏差與周圍零部件摩擦。采用如下方法可避免出現上述現象：
（1）鋼絲繩穿過機器房頂所開明顯刮擦部位
方口，鋼絲繩設計位置在方口的中心位置，鋼絲繩在卷筒上卷繞（圖|耐磨板3）。鋼絲繩沿卷筒方向移動，通過轉盤上小孔帶動上下盤相對轉動，來保證鋼絲繩能水平運動。
（2）鋼絲繩通過轉盤孔內有耐磨套，耐磨套軸線角度與鋼絲繩傾圖2鋼絲繩與耐磨板刮擦斜角度相同。
網絲繩
機器房頂
輪間應力造成鋼
防雨盤力絲繩破損
經過現場考
察發現，鋼絲繩與滑輪頻繁接觸段出現磨損斷絲
異常（圖4、圖圖3鋼絲繩出孔5）。經分析認為，出現破損的原因是鋼絲繩與滑輪間產生應力。繞滑輪時，鋼絲繩會產生彎曲應力，而內部鋼絲之間互相擠壓出現細微變形也會產生彎曲應力，鋼絲受到反復出現的載荷作用，在最弱和應力最大的地方先是形成裂紋，然后裂紋逐漸擴大，圖4鋼絲繩與滑輪處磨損最終導致疲勞斷絲。同時，鋼絲繩與滑輪表面接觸時，拉伸載荷不僅會使鋼絲之間產生擠壓應力，而且鋼絲繩與滑輪輪槽之間也會產生擠壓應力。在這些應力的作用下，鋼絲繩會被快速地磨損，導致使用壽命大大降低。
產生上述問題的根本原因
是鋼絲繩與滑輪間產生的彎曲圖5鋼絲繩斷絲應力及接觸擠壓應力。經過原理
分析，采用如下方法可減輕磨損程度。
（1）對同種規格鋼絲繩而言，所繞的滑輪直徑增大，鋼絲繩的疲勞壽命會隨之顯著增大，但是在鋼絲繩的實際使用過程中，直徑的增大會造成滑輪自身轉動慣量增大，這對鋼絲繩的正常工作極為不利，也會影響其使用壽命。所以，鋼絲繩在彎曲受力的工況下，其使用壽命與滑輪直徑有直接關系。因此，在設計階段即考慮該問題，在設計之初必須進行合理的匹配、找到最佳匹配點。
（2）鋼絲繩的疲勞壽命和鋼絲繩與滑輪之間的接觸擠壓應力有著密切關系。鋼絲繩與滑輪之間一般有3種接觸狀態：點接觸、線接觸、面接觸。從受力角度來看，面接觸的有效接觸面積最大、接觸擠壓應力最小，因而其使用壽命最高，因此在選擇鋼絲繩及設計鋼絲繩與滑輪槽的大小時，事先考慮鋼絲繩與滑輪之間為面接觸的形式，這樣可以減小擠壓應力對鋼絲繩的磨損、增長鋼絲繩的使用壽命。這也是需要在設計階段考慮的問題。
1.3鋼絲繩接觸殘留散石料造成鋼絲繩破損經過現場考察，發現鋼絲繩上粘有如沙石料、鐵礦石、煤塊等散料雜物，這是由門座起重機的工作環境決定的。門座起重機主要用于散雜物的裝卸，而且一般處于風較大的港口碼頭，作業過程中不可避免地會有一些散料從抓斗處泄漏。由于鋼絲繩上涂有機油，散石料很容易黏在鋼絲繩上。當散石料隨著起升運動進入滑輪或卷筒時，由于鋼絲繩與滑輪、鋼絲繩與卷筒的擠壓作用，沙石料會造成鋼絲繩的破損。
由于門座起重機的工作環境無法改變，散石料的存在無法避免，因此只能要求現場施工人員加強對鋼絲繩上散石料的清理，最好是每次工作完成后即進行一次清理。同時，經常加油保持鋼絲繩良好的潤滑，也會延長鋼絲繩的使用壽命。
2結語
通過對鋼絲繩破損問題的原因分析，制定出對應的解決方案。在現場進行相應整改后，目前該起重機的鋼絲繩作業時間已經達到正常使用的1500h以上，未出現中途異常斷絲、破損的現象，使用效果得到有效驗證。將來借鑒并優化此項技術，可以避免后續門座起重機鋼絲繩出現類似問題，對于提高門座起重機產品的競爭力、贏得客戶對產品的信心和滿意度都有極大幫助。