外观良好的钢丝绳突然断绳,如何避免致命题

释放双眼,带上耳机,听听看~!
这标题真不是吓人,而确实是致命题。肉眼检查外观良好的钢丝绳确实存在突然断绳的风险,否则现在Megnetic Rope Test - MRT基于铁磁性钢丝绳的磁通量泄漏进行测量的无损钢丝绳电磁检测就不会越来越普及了。在MRT被推广之前,为了避免突然断绳,管理规范的钢厂葫芦行车钢丝绳在使用一定小时后就强制更换。鉴于累积的经验,有些船东看到镀锌钢丝绳开始生锈也不计成本的直接换绳。虽然现在MRT技术已经非常成熟可以完整检测整条钢丝绳是否可以继续使用,新加坡还是规定工程机械起重设备类钢丝绳在安装使用2年后必须更换。
因为钢丝绳突然断绳造成的事故屡见不鲜,有些钢丝绳肉眼检查外观良好然几天后发生整条钢丝绳断绳的也不少见。可能造成此问题的相关原因在我前面的文章里基本提及,为减少类似悲剧的发生,特地汇总成文。
首先有一点,即便你检查的再仔细,甚至使用放大镜检查钢丝绳外观,仍旧不能避免因为钢丝绳外观良好而突然断绳的风险,否则MRT就不会普及。
外观良好的钢丝绳突然断绳,如何避免致命题
从上图我们可以很清楚的看懂,你肉眼能观察到的仅仅是外层股的外侧部分,占整条钢丝绳的总钢丝数20%左右。意即你检查了20%的钢丝来判断其余80%钢丝是否有断丝,这本身就是肉眼检查存在的风险。
频繁的MRT是不现实的,占用设备的工作时间,常规检查仍旧还是肉眼检查外观为主,因此必须考虑如何减少突然断绳的风险。
通常情况下过滑轮组弯曲时内层股断丝会比外层股严重。另外钢丝绳在受力时会自由旋转扭曲从而导致外层股变松负载能力降低,从而内层钢股负载增加,进一步导致内层股比外层股更快断丝。因此我们需要选择合适的钢丝绳。
外观良好的钢丝绳突然断绳,如何避免致命题

上图左侧是所有股都压实的,实现所有钢丝和钢股间都是线接触提高破断的同时提高使用寿命。而右图仅外层股压实,较常规圆股而言能够帮助提高一些破断并且改善外层股和卷筒滑轮间的受力分配。但内层还是常规圆股,钢丝和钢股一样互相接触摩擦咬合,此时内层股要比仅外层股更快断丝。

仅外层股压实可以降低内层股的材料、制造、耗材等成本从而有表面上的价格优势,但没有必要为了节约这点成本而给自己留隐患。

钢丝绳受力时会自由旋转扭曲,从而导致外层钢股变松负载能力降低从而内层钢股负载增加。对于抗旋转钢绳而言,内外层金属截面积大小直接决定了内层股负载是否增加。

外观良好的钢丝绳突然断绳,如何避免致命题
以上是18xK7半抗旋转结构的钢丝绳,假设此18x7直径为6:
  • 钢芯面积1
  • ­内层面积6

  • ­外层面积12

  • 内层股中心半径3外层股中心半径5

同样受力状态下:

  • 内层股转矩3x6=18外层股转矩12x5=60

  • 意味着内层股需要60/18=3.33外层股受力才能完全抵消外层股的转矩达到较好的抗旋转性能。

内层股超载意味着内层股钢丝要比外层股更快断丝。这正是我从不采用以及推荐使用18x7半抗旋转钢丝绳的主要原因。

外观良好的钢丝绳突然断绳,如何避免致命题

我在前面的文章有提及6股和8股钢丝绳的性能差异,如果细看2个结构图,大家会发现8股的钢芯不如6股容易断丝坍塌导致外层股内侧加剧断丝。

外观良好的钢丝绳突然断绳,如何避免致命题

注塑钢芯保护内层股的优势也立马体现。

外观良好的钢丝绳突然断绳,如何避免致命题

同向捻表面耐磨能力高于交互捻,具体参见基础知识。选用同向捻钢丝绳而如果结构选择上存在以上提及的问题时,那么内层股更有可能已经断丝一塌糊涂而外层股却毫发无损。

钢丝绳是缠绕系统里非常重要的一部分,涉及的要点虽然不多,需要融会贯通综合考虑后再选型。生命诚可贵,远离劣币,降低风险。

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转载自微信公众号: 草民無腦

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