塔式起重机起升钢丝绳

1、塔式起重机起升钢丝绳(2004年第三期)发布日期：2004-4-30 浏览次数：1267长沙建设机械研究院 喻乐康/Yu Lekang塔式起重机起升钢丝绳使用寿命，长的一年以上，短的3个月，有的更短。塔机行业每年断绳事故数不胜数，无法统计，往往会带来灾难性的后果，损失巨大。正确设计和使用塔机起升钢丝绳，不仅能延长钢丝绳的寿命，还能防止断绳伤人事故的发生。1 设计选型推荐线接触、异形股、防扭钢丝绳 按照股中相邻钢丝的接触状态，钢丝绳可分为点接触、线接触、面接触三类；按照构成股端面的形式，钢丝绳可分为圆股、异形股（包括三角股、椭圆股、扇形 股）两类；按照防扭性能，钢丝绳可分为防扭（不旋转

2、）、微防扭和不防扭三类。按照绳芯的材料，钢丝绳可分为纤维绳芯和金属绳芯两类。点接触绳钢丝接触应力大，经过卷筒和轮槽处将产生弯曲应力，易疲劳断丝，寿命短，但柔软性好。使用范围窄。线接触绳钢丝接触应力较小，无二次弯曲应力，耐疲劳，耐磨损，抗挤压，寿命较长。使用范围广。面接触绳结构紧密，钢丝接触应力小，无二次弯曲应力，耐疲劳，耐磨损，抗挤压，寿命长。价格贵，使用范围比较特殊。异形股绳同圆形股相比，破断拉力提高20%，寿命长23倍。原因在于异形股绳与匹配绳槽的接触面积高34倍，显著降低钢丝接触应力。防扭绳包括多层股、椭圆股、扇形股三种结构形式。防扭特性是通过特殊的结构和加工方法实现的。防扭绳广泛应用于

3、起升作业要求重物不旋转的场合。纤维芯绳纤维芯绳吸振性能好，受碰撞和冲击载荷时能起缓冲作用；纤维芯绳柔软，弯曲性能好；纤维芯绳储存油脂，润滑性能好，防腐性能好。钢芯绳破断拉力大，耐高温，抗挤压。 国内塔机行业的起升钢丝绳多数厂家使用6×29Fi+IWR（简称6T29），有的厂家甚至还在用6×19（点接触绳），少部分使用35×7，还有少数 厂家使用4V、U4等。国外塔机大多使用防扭性能很好的35×7、4V×39S、U4（Swaged4×39S）及其相近型号的钢丝绳。6×29Fi+IWR属于线接触、微防扭绳，钢芯，防扭性能差，僵性

4、大，适合于独立高度以下的低塔使用；35×7属于多层股防扭绳，钢芯，柔软性好，但丝细易挂碰损坏，使用维护要求高，适合于高塔使用。4V属于扇形股绳，纤维芯，防扭性能好，但僵性大，高低塔均适用。U4是一种新的日本塔机用起升绳（国内有生产），属于异形股绳，纤维芯，结构类似4V，防扭性能好，寿命比35×7和6T29长，僵性比4V小，高低塔均适用。根据使用情况看，U4是一种较好的起升绳，各方面均较理想，很有发展前途。2 绳轮系统的设计应符合有关标准2.1 绳槽尺寸滑轮槽底的半径对钢丝绳使用寿命至关重要，必须合适（1.051.1R绳），如果绳槽过大过小，钢丝绳使用早期就会出现变形、断丝等

5、严重影响钢丝绳寿命和危及安全的问题。钢丝绳与绳槽的接触包角以120°为宜。顺便提一句，钢丝绳直径应满足安全系数的要求。如工作级别M5的起升机构，钢丝绳安全系数应达到5.5。2.2 绳径比滑轮和卷筒直径对钢丝绳寿命同样重要，必须符合标准。如工作级别M5的起升机构，卷筒直径、滑轮直径与防扭钢丝绳直径比分别为20、22.4。2.3 穿绕方向在绳轮系统设计时，起升钢丝绳从卷筒出来后要经过过渡滑轮、起重量限制器、载重小车、吊钩等多处穿绕。绕绳设计应尽可能顺一个方向绕（图2），顺时针逆时针结合（图1）将加大上层钢丝拉压循环应力，加剧钢丝绳的疲劳破坏。确实难以统一为一个方向时，就应尽量增大钢丝绳进

6、出折转角。2.4 卷筒绕绳偏心角偏心角是指卷筒（多层缠绕）最边缘处钢丝绳与卷筒垂线的夹角，这个偏心角不能大于1.5°。2.5 防跳槽设计钢丝绳防跳槽设计有关标准均有规定，如果钢丝绳脱离绳槽后仍在使用，滚动摩擦变为滑动摩擦，产生的瞬间摩擦热导致钢丝表层变为马氏体而脆断。特别是两个滑轮并排的情况，最好挡绳装置各自独立，一是刚度好，二是两根绳不会跳到一个槽内。当两根绳跳到一个槽内，特别是一根动一根不动时，动的一根像锯子一样很快将不动的一根磨断，司机和吊装人员很难发现此种跳绳现象，但通过设计完全可杜绝。挡绳装置必须有足够的刚度，不然换档变速（特别是鼠笼电机）冲击和不可预测的外力将很容易使钢丝

7、绳跳出槽。2.6 鼠笼电机换档冲击将缩短钢丝绳的寿命钢丝绳运行速度频繁发生急剧变化时，将造成瞬间冲击载荷，缩短钢丝绳的寿命，隐含着较大的危害性。鼠笼电机换档调速将达到2.53.5倍的冲击，单绳额定载荷大于1.5t就不宜采用多速鼠笼电机变速方案了。2.7 折线绳槽卷筒能改善排绳钢丝绳在卷筒上缠绕时，应尽可能排列整齐。散乱缠绕时将造成相邻钢丝绳相互挤压，导致结构破坏，产生早期断丝，直接影响钢丝绳寿命。 现在塔机行业内许多实体在开发折线绳槽，但效果并不理想。为什么？参数适当的折线绳槽确实能改善排绳，但有几个前提。一是参数要适当，其中折线包角与卷 筒直径的关系、间距最为关键；二是钢丝绳在卷筒上缠绕时要

8、有预紧力，若下层绳较松，上层绳吊重受载时将会嵌入下层中，无法保持整齐；三是吊钩不能着地。3 钢丝绳的使用与维护最重要3.1 润滑钢丝绳润滑油可防止钢丝生锈，减小钢丝之间、钢丝绳与滑轮之间的磨檫力，对延长使用寿命十分有益。通常情况下，新出厂的绳已经进行了润滑处理，但在使用过程中，油脂会流失减少。为把腐蚀、摩擦对钢丝绳的危害降低到最低程度，定期进行润滑检查和润滑十分必要。3.2 卷绕不能打结（或打折、打扭）钢丝绳卷绕一定要注意保持平直伸展，不然极易造成钢丝绳打结（或打折、打扭）而发生断绳事故。我们在处理塔机断绳事故时，发现往往是工人师傅给卷筒绕绳时或给载重小车和吊钩穿绳时钢丝绳打了结（或打折、打扭）。这样的案例很多，几率相当高。问题出在哪里呢？关键是工人师傅不知道打结的危害性和正确的操作方法。因此，适当的培训是必要的，使用说明书也应有必要的说明。3.3 合理配置钢丝绳长度卷筒上多余的钢丝绳相互挤压，易乱绳，有害无益。应根据实际需要的起升高度配置钢丝绳长度，特别是最后的起升高度很高的情况，更要注意不必一次性配置全高的钢丝绳长度。因为高度高则施工周期长，钢丝绳的寿命有限，截除报废的一