門座起重機鋼絲繩破損分析
作者： admin 編輯： admin 來源：admin 發(fā)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)而得名，廣泛應(yīng)用于港口、碼頭、造船及大型水電站建設(shè)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)而得名，廣泛應(yīng)用于港口、碼頭、造船及大型水電站建設(shè)等。
某型門座起重機鋼絲繩在工作1000h后，出現(xiàn)了鋼絲繩的斷絲、破損現(xiàn)象，而鋼絲繩正常使用壽命一般為1500-2000h
（圖1）。經(jīng)過對現(xiàn)場破損情況的考察和理論分析，找出破損原因，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計改善鋼絲繩受力、加強對鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)等，使鋼絲繩使用壽命達(dá)到1500h以上，提高了門座起重機產(chǎn)品的競爭力。下面將對這一破損原因進(jìn)行具體分析。
1鋼絲繩破損原因分析及應(yīng)對措施
1.1鋼絲繩與耐磨板摩擦造成鋼絲繩破損經(jīng)過現(xiàn)場考察，發(fā)現(xiàn)有段15m左右的鋼絲繩出現(xiàn)磨損斷絲異常。分析認(rèn)為，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是安裝導(dǎo)致鋼絲繩所在中心不在機器房開口中心位置，偏向一側(cè)，導(dǎo)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(nèi)）軸線不平行，導(dǎo)致耐磨套偏磨嚴(yán)重。
出現(xiàn)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(xiàn)上述現(xiàn)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(shè)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(zhuǎn)盤上小孔帶動上下盤相對轉(zhuǎn)動，來保證鋼絲繩能水平運動。
（2）鋼絲繩通過轉(zhuǎn)盤孔內(nèi)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(wǎng)絲繩
機器房頂
輪間應(yīng)力造成鋼
防雨盤力絲繩破損
經(jīng)過現(xiàn)場考
察發(fā)現(xiàn)，鋼絲繩與滑輪頻繁接觸段出現(xiàn)磨損斷絲
異常（圖4、圖圖3鋼絲繩出孔5）。經(jīng)分析認(rèn)為，出現(xiàn)破損的原因是鋼絲繩與滑輪間產(chǎn)生應(yīng)力。繞滑輪時，鋼絲繩會產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，而內(nèi)部鋼絲之間互相擠壓出現(xiàn)細(xì)微變形也會產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，鋼絲受到反復(fù)出現(xiàn)的載荷作用，在最弱和應(yīng)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(dǎo)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(chǎn)生擠壓應(yīng)力，而且鋼絲繩與滑輪輪槽之間也會產(chǎn)生擠壓應(yīng)力。在這些應(yīng)力的作用下，鋼絲繩會被快速地磨損，導(dǎo)致使用壽命大大降低。
產(chǎn)生上述問題的根本原因
是鋼絲繩與滑輪間產(chǎn)生的彎曲圖5鋼絲繩斷絲應(yīng)力及接觸擠壓應(yīng)力。經(jīng)過原理
分析，采用如下方法可減輕磨損程度。
（1）對同種規(guī)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(zhuǎn)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(guān)系。因此，在設(shè)計階段即考慮該問題，在設(shè)計之初必須進(jìn)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(yīng)力有著密切關(guān)系。鋼絲繩與滑輪之間一般有3種接觸狀態(tài)：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(yīng)力最小，因而其使用壽命最高，因此在選擇鋼絲繩及設(shè)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(yīng)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(shè)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(jīng)過現(xiàn)場考察，發(fā)現(xiàn)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(huán)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(fēng)較大的港口碼頭，作業(yè)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(dāng)散石料隨著起升運動進(jìn)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(huán)境無法改變，散石料的存在無法避免，因此只能要求現(xiàn)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(jìn)行一次清理。同時，經(jīng)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(jié)語
通過對鋼絲繩破損問題的原因分析，制定出對應(yīng)的解決方案。在現(xiàn)場進(jìn)行相應(yīng)整改后，目前該起重機的鋼絲繩作業(yè)時間已經(jīng)達(dá)到正常使用的1500h以上，未出現(xiàn)中途異常斷絲、破損的現(xiàn)象，使用效果得到有效驗證。將來借鑒并優(yōu)化此項技術(shù)，可以避免后續(xù)門座起重機鋼絲繩出現(xiàn)類似問題，對于提高門座起重機產(chǎn)品的競爭力、贏得客戶對產(chǎn)品的信心和滿意度都有極大幫助。
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