起重机论文资料

浅析起重机用钢丝绳的损伤及防治和常见的机械故障的排除方法第1页引言大型桥式起重机是现代钢厂生产的主要设备之一，是制约炼钢，炼铁生产的关键环节。其中起重机用钢丝绳的安全性是非常重要的问题，因钢丝绳的损伤或破断而产生的重大事故时有发生。特别是像我炼钢厂的260t吊车240t吊车都是吊装钢水罐的设备，为了确保使用中钢丝绳的安全运行，掌握钢丝绳的损伤规律及防治方法很有必要。就起重机上使用的钢丝绳而言，规格品种繁多、使用千差万别，但一般随着使用时间的持续，都会出现损伤现象。如不及时发现和采取预防措施的话，极易出现安全事故和影响生产的情况。因此掌握钢丝绳的损伤和劣化及预防措施对于我门专业的机械点检来说时至关重要的。对于一些常见故障的排出方法也是我门点检员必须掌握的。1钢丝绳的损伤及防治方法1.1磨损钢丝绳在操作时与其它物体接触并有相对运动，产生摩擦。在机械力的作用下，钢丝绳的表面不断磨损。磨损是钢丝绳最常见的损伤方式，一般分为外部磨损、变形磨损和内部磨损三种情况。图1所示为单丝磨损的几种断面形状。

图1磨损钢丝的典型断面形状

a)外部均匀磨损b)变形磨损c)内部磨损1.1.1外部磨损钢丝绳在使用过程中其外周与滑轮槽、卷筒壁、钩头等物体表面接触而引起的磨损属于外部磨损。在外部磨损后绳径将变细，外周表面的细钢丝被磨平。钢丝绳的外部磨损使承受载荷的钢丝截面积减小，钢丝绳的破断载荷也相应降低。图2是通过试验得到的钢丝绳直径减小率与破断载荷降低率的关系曲线。由曲线可以看出，单周磨损较全周磨损更恶劣，所以应尽可能使单周磨损的钢丝改为全周均匀磨损。在钢丝绳的全长范围内，应尽可能地做到均匀磨损。如起重机钢丝绳在使用中期换头，一般可延长钢丝绳使用寿命30%～40%。2）在安排滑轮布局时，应尽量避免使钢丝绳反向弯曲，如图3所示。试验数据表明，反向弯曲的破坏约为同向弯曲的2倍。

图3正确的滑轮布局3)尽可能选择结构好的钢丝绳，如瓦林吞,西卢或填充型等线接触钢丝绳。使用这些钢丝绳能成倍地提高使用寿命。1.3锈蚀钢丝绳一般在露天使用，日晒雨淋会使钢丝绳腐蚀，尤其是在有害气体与恶劣环境下使用的钢丝绳，腐蚀造成的损伤就更严重。因腐蚀而受损的钢丝绳表面存在氧亲和性的差异，使表面的某一局部金属成为阳极，另一邻近的局部金属成为阴极，形成了大量的小电池。在小电池的作用下，表面便形成很多圆形腐蚀坑，并逐步加深。这些坑就成了应力集中点、疲劳裂纹的源泉。与此同时，腐蚀使钢丝绳的截面积减小、弹性和承受冲击的能力降低。防止钢丝绳锈蚀损伤的方法有两种，一种是勤涂油，对于经常处于运动状态的钢丝绳涂油是必不可少的。新钢丝绳麻芯一般含有12%～15%的油脂，而报废的钢丝绳在损耗最大的部位仅含2.4%的油脂，在同一根钢丝绳的绳端，即使没有经过滑轮也仍含有12.7%～14.5%的油脂。试验表明，涂油钢丝绳在试验后期发生的断丝约为不涂油的半数。一根钢丝绳最初的含油量只能维持寿命的40%，其后如不加油则断丝急剧增加。二是对使用环境恶劣、相对运动较少的钢丝绳可选择镀锌、镀铝等特种钢丝绳。这些钢丝绳暴露在大气中的镀锌或镀铝表面会形成氢氧化锌和氢氧化铝薄膜，能有效地防止钢丝绳的腐蚀。1.4变形很多断绳事故是因为钢丝绳事先受到过变形损伤而没有引起人们的足够重现，结果酿成大祸。变形的主要原因有以下几种：1.4.1外伤在操作过程中，钢丝绳与其它设备不正常的接触容易造成外伤。最明显的外伤是钢丝绳在滑轮里滑槽，在卷筒上跳出挡板，结果常常使几十米乃至数百米的钢丝绳因为局部轧坏而报废。防止钢丝绳外伤的关键在于完善起重机设备。滑轮应设置可靠的防滑槽挡圈，挡圈与滑轮外圈的间隙不大于钢丝绳直径的1/5。卷筒上的钢丝绳不能松弛太多，以防绳圈跳出挡板在缠紧时轧坏。1.4.2压溃钢丝绳在卷筒上卷乱后容易产生压溃现象。钢丝绳在卷筒上卷乱时，相互倾轧，在操作时会发出“轧吱轧吱”的声响。由压溃造成的钢丝绳损伤会在局部迅速出现断丝与压扁的痕迹。防止的措施是应按设计规范选择滑轮与卷筒的偏角，必要时可在起升机构中设置排绳器或者压绳装置，防止钢丝绳出现卷乱现象。1.4.3扭结钢丝绳在局部扭曲后产生的永久变形叫做钢丝绳扭结。扭曲的方向与钢丝绳旋向一致的称为正扭结，反之称为负扭结。普通钢丝绳带有自转性，如果绳股的端部不加捆扎便施加张力，则绳股会向倒捻方向旋转，这是造成钢丝绳扭结的内在因素。钢丝绳在扭结后，经过多次起吊受载，也只有局部绳芯外露，一般没有断丝现象。但试验表明，钢丝绳在扭结损伤后强度将显著降低。正扭结的强度只有原强度的60%～80%，负扭结的强度还不到原强度的50%。严重时强度将降低到只有原来的10%～20%。

防止钢丝绳扭结可采取以下措施：

1)在重要的起重设备上选用不旋转钢丝绳。

2)在钢丝绳的自由端设置转子(也称防转装置)。

3)加强操作人员工作责任心，发现扭结迹象立即停止操作，释放还原。1.5过载

钢丝绳随着载荷的增加会有微量的伸长，当载荷超过弹性极限时，钢丝绳就可能断裂。通常把钢丝绳承受的静载荷控制在破断载荷的1/10～1/5，叫作安全负荷。安全负荷表示的是钢丝绳允许承受的额定静负荷。但钢丝绳实际上往往处于运动状态，钢丝绳在工作时除了要承受货物、吊物、自重等静载荷外，还要受到因加速度和冲击引起的动载荷，因弯曲引起的附加载荷，因摩擦引起的阻力载荷等等。由此可见，当除了静载荷以外的其它载荷增多时，实际的安全系数就降低了，钢丝绳往往由此而引起过载。

因过载而破断的钢丝绳，其断口呈松散状，6股的钢丝绳断口位置大多数不在一起，绳芯外露，这是钢丝绳因过载而断裂的特征。过载的钢丝绳即使不发生断裂事故，也会大大地缩短使用寿命。图4是由试验得到的安全系数与钢丝绳寿命的关系曲线，从图中可见安全系数降低将导致钢丝绳使用寿命急剧下降。

图4安全系数与钢丝绳寿命关系为了防止钢丝绳过载，应采取以下措施：

1)正确选用安全系数，力求减少静载荷以外的其他载荷对钢丝绳的影响。如弯曲载荷可以通过加大滑轮和卷筒直径来减小，动载荷可以通过提高起重机司机的操作水平、改进起重机性能来减少，摩擦阻力可以通过调整滑轮槽的形状及补充润滑油来减少等等。

2)严格遵守安全操作规程，杜绝人为的超负荷现象。

3)在起重机上安装负荷指示器、或超负荷限制器、或报警器，消除过载现象。1.6其它除了上述5种钢丝绳的基本损伤类型外，还有高温幅射等因素也会使钢丝绳造成损伤。但总的来看，钢丝绳的损伤一般是有规律的，关键在于我们如何去进一步认识这些规律，从而找出有效的防止方法，尽量延长钢丝绳的使用寿命。2常见的机械故障的排除方法2.1吊钩故障情况：吊钩断裂及变形。原因：吊钩有疲劳裂纹；磨损过限；材质有问题；超载。消除方法：更换。2.2滑轮组第一种故障故障情况：滑轮不能转动。原因：心轴、轴承损坏。消除方法：更换轴或轴承，使其润滑良好。第二种故障故障情况：滑轮损坏。原因：磨损过限或碰撞。消除方法：更换2.3卷筒组故障情况：有裂纹。原因：磨损过限、超载或原制作隐患。消除方法：更换。2.4联轴器第一种故障故障情况：有裂纹。原因：冲击运动。消除方法：更换。第二种故障故障情况：联接螺栓孔磨损。原因：机构跳动；原螺栓配合有间隙。消除方法：加工孔或更换螺栓。第三种故障故障情况：键槽磨损。原因：键配合有间隙。消除方法：焊接磨光原损坏键槽，并与旧键槽旋转90度重新洗槽，但不允许修复提升机构，键配合可靠。2.5减速机及齿轮副第一种故障故障情况：齿断裂，齿点蚀、齿磨损、齿胶合。原因：过载、疲劳、润滑不良。消除方法：更换齿轮、防止过载，提高齿面光洁度、硬度及时更换润滑油。第二种故障故障情况：齿面朔性变形。原因：低速重载，齿面较软。消除方法：挫光棱脊，提高润滑油粘度，更换硬度较高的齿轮。第三种故障故障情况：键损坏，齿轮在轴上转动。原因：克断键。消除方法：更换齿轮、轴、键，配合牢固。第四种故障故障情况：噪音及撞击声。原因：主要决定于加工精度和装配精度；装配后未加油；齿轮有疤；齿顶啃齿根，噪音均匀；齿斜角不正或装配歪斜，不均匀噪音。消除方法：装配后未加油的及时补加润滑油；齿轮有疤的用挫或油石磨掉；齿顶啃齿根，噪音均匀的将齿顶的尖角用细挫倒钝；齿斜角不正或装配歪斜，不均匀噪音的齿轮做调整或更换。第五种故障故障情况：安装轴承部位外壳发热。原因：轴承损坏或轴承外圈与箱体发生相对运动。消除方法：更换轴承、更换减速机箱体。第六种故障故障情况：润滑油沿剖面流出；减速机在桥架上振动、串动。原因：结合面不平或装配时没有密封好；地脚螺栓松动，地脚设有挡铁，传动轴与减速机轴联接不同心。消除方法：更换减速机箱体或刮平机盖、机座平面，更换密封材料，扭紧螺栓；扭紧螺栓，地脚设挡铁；调整同心度，达到要求。2.6车轮组第一种故障故障情况：运行始终向一个方向啃道。原因：车轮水平偏斜超差和两个主动或被动轮，偏斜方向未达到相反的可能性最大。消除方法：重新调整，达到安装要求。第二种故障故障情况：往返行驶中，啃道方向相反。原因：两台电动机或制动器不同步。消除方法：更换两转数一样的电机、调整两制动器制动力距一致。第三种故障故障情况：只在某一段行程上啃道。原因：轨道安装有问题。消除方法：调整轨道轨距和两轨道高低差，符合要求。第四种故障故障情况：全程啃外缘或内缘。原因：车轮或轨道跨距有问题。消除方法：检查调整跨距偏差在正负5mm之间。第五种故障故障情况：主动车轮打滑原因：车轮滚动面不在同一平面上；轨道上有油污；轨道面在高低方向有波浪或在同截面上两轨道高低差超差；制动过猛。消除方法：车轮滚动面不在同一平面上时在角轴承座处加垫调整；轨道上有油污时清除油污、撒细沙；轨道面在高低方向有波浪或在同截面上两轨道高低差超差时需调整轨道；制动过猛时要调整制动力矩。2.7滚动轴承第一种故障故障情况：轴承温度超过规定温度。原因：缺润滑油；轴承油污垢