八、钢丝绳基础知识

1、钢丝绳基础知识第一节：钢丝绳概念及分类钢丝绳概念：用多根或多股细钢丝拧成的挠性绳索或由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。一根钢丝绳按照“钢丝绳绳股钢丝绳芯”分解来看，如下图。钢丝绳的绳芯一般分为有机芯、棉、麻芯、石棉芯和钢丝芯等几种。通常，起重机上使用的钢丝绳一般是以麻芯居多，它具有较高的挠性和弹性，并能贮存一定的润滑油，当钢丝绳被拉伸时，油挤到钢丝之间起润滑作用，钢丝芯适用于高温或多层缠绕的场合；石棉芯适用于高温场合；有机芯适用于非高温场合。钢丝绳芯及代号a纤维芯（天然或合成）：FCb天然纤维芯：NFc合成纤维芯：SFd金属丝绳芯：IWR（或IWRC）e金属丝股芯

2、：IWS如6X37+FC形式的，6指的是绳股的股数（6股），37指的是每股的钢丝的丝数数（37丝），FC指的是绳芯的形式是麻芯。钢丝绳从断面上看是这样的（如下图）。6X374FC直桎钢丝绳直径是指其截面的外接圆直径。钢丝绳直径的测量:1）钢丝绳直径应用带有宽钳口的游标卡尺测量，其钳口宽度要足以跨越两个相邻的股。2）测量应在无张力的情况下，距钢丝绳端头不小于15m的直线部位上进行，在相距1m以上的两截面的不同方向上，各测量一个直径，四个测量结果的算术平均值作为钢丝绳的实测直径。（一）钢丝绳接触状态分类按照股中相邻层钢丝的接触状态，钢丝绳可分为：点接触钢丝绳、线接触钢丝绳、面接触钢丝绳三种基本结构

3、形式。按照构成股断面的形式，钢丝绳可分为圆股钢丝绳和异形股钢丝绳（其中异形股钢丝绳主要包括三角股钢丝绳、椭圆股钢丝绳和扇形股钢丝绳）。按照钢丝（钢丝绳）表面状态，钢丝绳可分为光面钢丝绳、镀锌（锌铝合金）钢丝绳和涂（包）塑钢丝绳。点接触：股内相邻层钢丝之间呈点状接触形式，除中心钢丝外，各层钢丝直径相等，股通过分层捻制形成。线接触:股内相邻层钢丝之间呈线状接触形式，股由不同直径的钢丝一次捻制而成。面接触：股内相邻层钢丝之间呈面状接触形式。点、线接触钢丝绳：股内相邻层钢丝之间呈点、线两种接触形式。股由不同直径的钢丝分次捻制而成。异形股钢丝绳：异形股钢丝绳因其股断面呈三角形、椭圆形或扇形而得名。镀锌钢

4、丝绳：对钢丝表面进行镀锌处理（或镀锌后拉拔），然后在捻制成的钢丝绳。（二）钢丝绳拧绕层次分类按拧绕的层次可分为单绕绳、双绕绳和三绕绳。单绕绳：由若干细钢丝围绕一根金属芯拧制而成，挠性差，反复弯曲时易磨损折断，主要用作不运动的拉紧索。双绕绳：由钢丝拧成股后再由股围绕绳芯拧成绳。常用的绳芯为麻芯，高温作业宜用石棉芯或软钢丝拧成的金属芯。制绳前绳芯浸涂润滑油，可减少钢丝间互相摩擦所引起的损伤。双绕绳挠性较好，制造简便，应用最广。三绕绳：以双绕绳作股再围绕双绕绳芯拧成绳，挠性好；但制造较复杂，且钢丝太细，容易磨损，故很少应用。（三）钢丝绳捻法分类钢丝在绳股中和股在绳中的捻制螺旋方向（即捻向）以及股中丝

5、的捻向同绳中股的捻向之问关系（捻法）的相互配合。捻向分左捻和右捻两种；捻法有交互捻和同向捻两种。根据捻向和捻法的相互配合，钢丝绳捻法分右交互捻、左交互捻、右同向捻、左同向捻4种，如图1所示。把钢丝绳（绳股）垂直放置观察，绳股（钢丝）的捻制螺旋方向，从中心线左侧开始向上、向右的捻向称右捻，可用符合“z”表示；从中心线右侧开始向上、向左的捻向称左捻，可用符合“S”表示。交互捻指股的捻向与绳的捻向相反，也叫逆捻。同向捻指股的捻向与绳的捻向相同，也叫顺捻。右交互捻指的是钢丝绳为右捻，绳股为左捻。左交互捻指的是钢丝绳为左捻，绳股为右捻。右同向捻是指钢丝绳和绳股的捻向均为右捻。左同向捻是指绳和股的捻向均为

6、左捻。ER1钢丝競的椅进ci右交互存：h左交互捻Ic一右同向捻*d左司向捻交互捻的钢丝绳从外形看，外层钢丝的位置几乎与钢丝绳的纵向轴线相平行，因而交互捻钢丝绳在使用时的特点是：(1)表面钢丝与其卷筒或滑轮表面接触长度较短，即支撑表面小磨损较快(图2)，并且在使用中，绳内钢丝受较大挤压时不易向两旁分开，容易产生不均匀磨损，钢丝易爆断；(2)由于捻向不同，钢丝绳的内部钢丝排列位向不同，会引起其性能的差异，且捻制变形较大，柔软性较差，使用时钢丝所受的弯曲应力较大；(3)由于交互捻捻制后绳和股内残余应力或受载时引起的旋转力矩可互相抵消一部分，不易引起钢丝绳松散和使用时的旋转；(4)交互捻钢丝绳中钢丝与

7、绳中心线倾斜仅在0-5度之间，表面外观平整，使用时平稳、振动小。同向捻钢丝绳从外形看，外层钢丝的位置与钢丝绳的纵向轴线相倾斜，倾角达30度左右。同向捻钢丝绳的特点是：(1)使用时表层钢丝与卷简或滑轮表面接触区域较长，即支撑表面大，因此耐磨性好；(2)柔软性较好，有较好的抗弯曲疲劳性；(3)由于捻向一致，捻成绳后的钢丝总弯扭变形较小，使用时绳内钢丝受力较均匀，对提高钢丝绳疲劳寿命也有利；(4)自转性稍大，容易发生松捻和扭结现象，一般在两端固定的场合使用较为合适。2图2不同捻法钢丝绳表面钢丝的磨损（阴影部分）1-交互捻磨扼面积小，但深度大$2同向捻*磨撮面积大.但潍度小3般中心黴钢丝绳品种中以右交

8、互捻为多。一般在供需双方确定捻向时，若强调柔软性时可选同向捻，强调不松散和不旋转性时，可选用交互捻。至于是选左捻还是右捻，则由设备情况及操作习惯等因素决定。交互捻缺点是接触差易磨损、寿命短，优点没有松散和扭转的趋势。因此，同向捻的优点是比较柔软，易弯曲，内应力小，表面光滑，磨损也小，使用寿命长；缺点是容易松散、旋转，悬挂较困难，承载后伸长率较大。交互捻钢丝绳的优缺点与同向捻相反。钢丝绳的解卷钢丝绳多数是以卷、盘的形式到现场的，要使用正确的钢丝绳解卷方式和正确消除钢丝绳的校头，其实两者的机理完全相同，正确消除钢丝绳的校头的方法很简单，只要沿着钢丝绳产生校头的反方向回旋即可；钢丝绳正确的解卷方法见

9、图2，应将绳盘缓缓转动或滚动，慢慢地将钢丝绳解卷，防止出现加捻或松捻现象。解卷时；严禁用图（a）错误的方法解卷，以免产生加捻（上劲）或松捻（破劲）现象，造成扭结。(6)(a)不正确(b)正确钢丝绳与卷筒的配合原则左交互捻、右交互捻两种型号的钢丝绳可用于左旋卷筒，也可用于右旋卷筒。左捻、右捻两种绳与滚筒旋向有一定的对应关系，选对了钢丝绳捻向，才能延长钢丝绳的使用寿命。钢丝绳在卷筒上缠绕方向，必须是使钢丝绳紧捻而不是松捻的方向缠绕。右旋绳槽的卷筒推荐使用左捻钢丝绳，反之，左旋绳槽的卷筒应使用右捻钢丝绳。总之，要根据卷筒的旋向选择钢丝绳的捻向，钢丝绳不能“破劲”。另外，钢丝绳在卷筒上的缠绕方向必须根

10、据钢丝绳的捻向，右捻绳从左到右，左捻绳从右到左排列，缠绕应排列整齐避免出现偏绕或夹绕现象。钢丝绳绳端固定起重吊装中的钢丝绳要和被吊物连接，就必须进行绳端固定。绳端固定的形式有：1.使用绳夹固定，绳夹又叫卡头。2.使用楔形绳卡，一般吊车上的钢丝绳绳端固定用。3.钢丝绳绳头编结。附注：钢丝绳的相关概念：公称抗拉强度:在拉的过程中直到拉断时的最大力,除以钢丝绳的截面积，这是一个应力；允许拉力：允许的最大拉力，能保证钢丝绳不断裂。破断拉力：在拉的过程中直到拉断时的最大力。钢丝绳其他代号说明钢丝的表面状态用下列代号标记:a. 光面钢丝:NAT;b. A级镀锌钢丝:ZAA;c. AB级镀锌钢丝:ZAB;d

11、. B级镀锌钢丝:ZBB钢丝绳中钢丝的横截面用下列代号标记:a. 圆形钢丝:无代号;b. 三角形钢丝:V;c. 矩形或扁形钢丝:R;d. 梯形钢丝:T;e. 椭圆形钢丝:Q;F.半密封钢丝（或钢轨形钢丝）与圆形钢丝搭配:H;钢丝绳使用前检查范围：钢丝绳的磨损、锈蚀、拉伸、弯曲、变形、疲劳、断丝、绳芯露出的程度。第二节：钢丝绳的使用与维护钢丝绳的的保养对待钢丝绳的搬运必须和对待机械设备搬运同等小心。钢丝绳卸装时，禁止从高处直接推下，防止钢丝绳受到外伤或损坏绳轮。正确的方法是在绳轮的轴孔中穿入一根钢管，两端系上吊索，用吊车或类似机械将钢丝绳起吊装卸。在地面滚动钢丝绳时，撬杠只能施加在绳轮法兰部位，

12、严禁直接与钢丝绳接触。同时，地面应平整，不允许钢丝绳从锋利或坚硬的物体上通过。钢丝绳在保管期间不得平放，应用石块、木板或其它物体将其垫起，并上遮下垫。钢丝绳平常应放在通风干燥的地方，并避开热源、酸、碱等危及钢丝绳性能的介质环境。在保管期间，对钢丝绳应进行定期检查，及时清理粘附的砂子、泥土，并涂保护油脂。钢丝绳的检查钢丝绳在使用期间，一定要按规定进行定期检查，并将检查结果认真做好记录。通过对钢丝绳随时监控，为安全、合理使用钢丝绳提供依据。使用过程检查包括外部检查与内部检查两部分。检查部位严格讲，钢丝绳从投入使用之后，其性能就开始降低。所以，在其使用过程中，应对全长各个部位进行检查。由于客观上要对

13、整条钢丝绳进行检查十分困难，但是，对于那些经过实践证明容易损坏的部位必须进行频繁、仔细检查，因为一旦这些部位严重损坏不能被及时发现，将可能产生灾难性的后果。在钢丝绳受到突加负载后，应特别对进入和离开滑轮、绳槽部分的钢丝绳进行仔细检查。对于插接起来使用的钢丝绳，由于插接部位不可能象正常捻制部位那样规则，这直接影响到该段钢丝绳与匹配轮槽的良好接触，使其成为最容易产生断丝的部位。钢丝绳外部检查直径检查：直径是钢丝绳极其重要的参数。通过对直径测量，可以反映该出直径的变化速度、钢丝绳是否承受到过较大的冲击载荷、捻制时股绳张力是否均匀一致、绳芯对股绳是否保持了足够的支撑能力。磨损检查：钢丝绳在使用过程中产

14、生磨损现象不可避免。通过对钢丝绳磨损检查，可以反映出钢丝绳与匹配轮槽的接触状况，在无法随时进行性能试验的情况下，根据钢丝磨损程度的大小推测钢丝绳实际承载能力。断丝检查：钢丝绳在投入使用后，肯定会出现断丝现象，尤其是到了使用后期，断丝发展速度会迅速上升。由于钢丝绳在使用过程中不可能一旦出现断丝现象即停止继续运行（虽然对于新钢丝绳而言，这种现象是不允许的），因此，通过断丝检查，尤其是对一个捻距内断丝情况检查，不仅可以推测钢丝绳继续承载的能力，而且根据出现断丝根数发展速度，间接预测钢丝绳使用疲劳寿命。润滑检查：通常情况下，新出厂钢丝绳大部分在生产时已经进行了润滑处理，但在使用过程，润滑油脂会流失减少

15、。鉴于润滑不仅能够对钢丝绳在运输和存储期间起到防腐保护作用，而且能够减少钢丝绳使用过程中钢丝之间、股绳之间和钢丝绳与匹配轮槽之间的摩擦，对延长钢丝绳使用寿命十分有益，因此，为把腐蚀、摩擦对钢丝绳的危害降低到最低程度，进行润滑检查十分必要。尽管有时钢丝绳表面不一定涂覆润滑性质的油脂（例如增摩性油脂），但是，从防腐和满足特殊需要看，润滑检查仍然十分重要。钢丝绳内部检查对钢丝绳进行内部检查要比进行外部检查困难的多，但由于内部损坏（主要由锈蚀和疲劳引起的断丝）隐蔽性更大，因此，为保证钢丝绳安全使用，必须在适当的部位进行内部检查。检查的方法：将两个尺寸合适的夹钳相隔100-200毫米夹在钢丝绳上反方向转

16、动，股绳便会脱起。操作时，必须十分仔细，以避免股绳被过度移位造成永久变形（导致钢丝绳结构破坏）。检查的内容：小缝隙出现后，用起子之类的探针拨动股绳并把妨碍视线的油脂或其它异物拨开，对内部润滑、钢丝锈蚀、钢丝及钢丝间相互运动产生的磨痕等情况进行仔细检查。特别应该注意到，检查断丝，一定要认真，因为钢丝断头一般不会翘起而不容易被发现。检查完毕后，稍用力转回夹钳，以使股绳完全恢复到原来位置。如果上述过程操作正确，钢丝绳不会变形。钢丝绳其它检查前面叙述的检查仅是对钢丝绳本身而言，这只是保证钢丝绳安全使用要求的一个方面。除此之外，还必须对与钢丝绳使用的外围条件-匹配轮槽的表面磨损情况、轮槽几何尺寸及转动灵

17、和性进行检查，以保证钢丝绳在运行过程中与其始终处于良好的接触状态、运行摩擦阻力最小。钢丝绳注意事项1、严禁新钢丝绳直接在高速、重载使用：新钢丝绳不要立即在高速、重载下直接使用，而要在低速、中载条件下运行一段时间，使新绳适应使用状态后，再逐步提高钢丝绳运行速度和加大提升载荷，即新钢丝绳在进行高速、重负荷作业前必须经过初期磨合阶段。2 、严禁钢丝绳跳槽：钢丝绳和滑轮配合使用时，必须注意防止钢丝绳从轮槽中跳出。如果钢丝绳脱落了轮槽后还在继续使用，钢丝绳将会产生挤压变形、扭结、断丝、断股，严重缩短钢丝绳使用寿命，如果发生断绳现象，往往会带来灾难性的后果。3 、严禁钢丝绳挤压变形：钢丝绳在使用时不能受到

18、强烈挤压，以免钢丝绳变形，导致结构破坏而出现早期断丝（这时钢丝表层将出现马氏体这一脆性层组织）、断股甚至断绳，显著降低钢丝绳使用寿命并危及作业安全。4 、严禁钢丝绳高速运行时和其它物体摩擦：钢丝绳在高速运行时，应避免其与非匹配轮槽外的其它物体发生摩擦。因为在高速情况下，钢丝绳与这些物体相互运行时所产生的瞬间摩擦热，可导致钢丝表层出现马氏体组织，而这种组织上的变化虽然无法通过肉眼辨别，然而却是引起钢丝早期断裂的主要原因。5、严禁钢丝绳散乱缠绕：钢丝绳在卷筒上缠绕时，应尽可能排列整齐。如果散乱缠绕，则钢丝绳在工作时由于相互挤压也会出现导致钢丝绳结构破坏，产生早期断丝，直接影响钢丝绳使用寿命6 、严

19、禁钢丝绳过载使用：钢丝绳如果过载使用，则将急速加剧其被挤压变形程度、内部钢丝之间及外部钢丝与匹配轮槽之间的磨损程度，对作业安全性带来严重危害，同时缩短滑轮使用寿命。7 、严禁钢丝绳受到剧烈的冲击和振动：钢丝绳使用过程中，如果运行速度频繁发生急剧变化，将造成冲击载荷。每次冲击虽然只是瞬间加载，但隐含着极大的危害性。冲击负荷超过钢丝绳允许使用工作应力时就会产生断绳现象。即使冲击载荷不一定导致钢丝绳断裂，但多次冲击，将会严重缩短钢丝绳的使用寿命。对于已经使用了一段时间的钢丝绳，与新绳相比，由于伸缩性较小，耐冲击性会更低。8 、运转速度：运转速度越低，钢丝绳的损伤越少。随着运转速度的加快，钢丝绳的损伤

20、相应增加。为此，应避免在运行中速度急剧变化，避免突然地、剧烈地加载以及猛烈地刹车，这样可以减少钢丝绳的损伤。在中等运转速度最大负荷下工作与在高速运转中等负荷下工作相比，钢丝绳的寿命要长得多。9 、防腐：另外，钢丝绳在使用中应做到不沾水，不在积水和潮湿的沙土中穿过。应尽可能地在干燥的环境下使用钢丝绳。在容易生锈的条件下推荐使用镀锌钢丝绳。钢丝绳的损坏类型1. 由于在尖锐的突起上承载运行而导致机械损伤。2. 由于支撑结构的摩擦导致局部磨损。钢丝绳在天轮与卷筒之间震动。3. 狭窄的磨损会导致疲劳断裂，钢丝绳在过大绳槽中工作或者在过小的支撑槽沙锅工作都会导致此问题。4. 严重磨损，纤维主芯凸出。5.

21、同向捻制的钢丝绳的严重磨损，由于多层缠绕的钢丝绳相交点间摩擦引起。6. 由于钢丝绳浸泡于化学处理过的水中所引起的严重腐蚀。7. 外表几乎没有损坏迹象，但内部锈蚀，股间空隙的完全消失表面内部损坏。8. 由于弯曲疲劳引起的典型断丝。9. 在股或绳芯之间的饿断丝，由于缺乏绳芯支撑引起，与股"顶部"断丝明显不同。10. 高应力作用下出现的（独立结构钢丝绳主芯）断开，注意外层股钢丝的交咬。11. 股芯突出，由于突加负载引起的扭曲不平衡造成的。12. 在以前打结的部位出现的局部磨损和变形的典型情况。13. 多股钢丝绳出现"鸟笼"状，由于扭曲不平衡造成，典型情况可见于

22、多绳起重机的锚定端。14. 由于突加负载引起的（独立结构钢丝绳主芯）凸出。15. 明显磨损及严重的内部锈蚀。在此例中，高拉力，磨擦和腐蚀性环境并存。第三节：提升钢丝绳的使用与维护（一）、提升钢丝绳的使用使用有接头的钢丝绳时，必须遵守下列规定： 平巷运输设备； 30°以下倾斜井巷中专为升降物料的绞车； 斜巷无极绳绞车； 斜巷架空乘人装置； 斜巷钢丝绳牵引带式输送机。在倾斜井巷中使用的钢丝绳，其插接长度不得小于钢丝绳直径的1000倍。（二）、提升钢丝绳的检查与维护一、测量直径1. 设备钢丝绳测量点:主绳100m以下每10m取1个测量点，但不得少于5个测量点；100m以上至少10个测量点。

23、保险绳不少于3个测量点。2. 测量点注明距绳头端距离，可精确到mm。3. 固定绞车50m内或每个头面应配备1把游标卡尺，机电负责人负责教会机电工使用。4. 以钢丝绳标称直径为准计算的直径减小量达到下列数值时，必须更换：（一）提升钢丝绳或制动钢丝绳为10%。（二）罐道钢丝绳为15%。（三）使用密封钢丝绳外层钢丝厚度磨损量达到50%时。二、检查钢丝绳在1个捻距内最大断丝数各种股捻钢丝绳1个捻距内断丝断面积与钢丝总面积之比，达到下列数值的，必须更换： 升降人员或升降人员和物料用的钢丝绳为5。 专为升降物料用的钢丝绳、平衡钢丝绳、防坠器的制动钢丝绳（包括缓冲绳）和兼作运人的钢丝绳牵引带式输送机的钢丝绳

24、为10。 罐道钢丝绳为15。 架空乘人装置、专为无极绳运输用的和专为运物料的钢丝绳及牵引带式输送机用的钢丝绳为25。三、检查钢丝绳扭曲、变形、外层钢丝松动 钢丝绳产生严重扭曲或变形，必须立即更换。 钢丝绳产生外层钢丝松动时，不论断丝数多少或绳径是否变化，必须立即更换。四、检查钢丝绳锈蚀、点蚀情况 钢丝绳的钢丝有变黑、锈皮、点蚀麻坑等损伤时，不得用作升降人员。 钢丝绳锈蚀严重，或点蚀麻坑形成沟纹，或外层钢丝松动时，不论断丝数多少或绳径是否变化，必须立即更换。五、提升钢丝绳，每天必须以不大于0.3m/s的速度进行详细检查，并记录断丝情况。六、钢丝绳做多层缠绕时，由下层转到上层的临界段必须加强检查，

25、并且每季度移绳14圈。七、钢丝绳在运行中遭受到卡罐、突然停车等猛烈拉力时，必须立即停车检查，发现下列情况之一者，必须将受力段剁掉或更换全绳：钢丝绳产生严重扭曲或变形。断丝超过本规程第四百零五条的规定。 直径减小量超过本规程第四百零六条的规定。遭受猛烈拉力的一段的长度伸长0.5以上。在钢丝绳使用期间，断丝数突然增加或伸长突然加快，必须立即更换。钢丝绳的钢丝有变黑、锈皮、点蚀麻坑等损伤时，不得用作升降人员。钢丝绳锈蚀严重或点蚀麻坑形成沟纹或外层钢丝松动时，不论断丝数多少或绳径是否变化，必须立即更换。八、钢丝绳的使用期限摩擦轮式提升钢丝绳的使用期限应不超过两年，平衡钢丝绳的使用期限应不超过4年。到期后如果钢丝绳的断丝、直径缩小和锈蚀程度不超过煤矿安全规程的规定，可继续使用，但不得超过一年。井筒中悬挂水泵、抓岩机的钢丝绳，使用期限一般为一年；悬挂水管、风管、输料管、安全梯和电缆的钢丝绳，使用期限为两年。到期后经检查鉴定，锈蚀程度不超过煤矿安全规程的规定，可以继续使用。九、煤矿安全规程对提升钢丝绳运转维护的要求：(1) 必须符合规定的绳轮直径和绳径比；(2) 绳槽直径要符合要求；(3) 缠绕式提升机用钢丝绳必须定期涂油润滑，润滑油要符合钢丝绳制造厂提出的要求；摩擦提升用钢丝绳只能涂专用的钢丝绳油