鋼絲繩的規(guī)格與參數(shù)
鋼絲繩的規(guī)格與參數(shù)
一、談一下鋼絲繩生產(chǎn)所用的鋼絲原材料
鋼絲就是鋼絲繩最根本的原材料，鋼絲性能的好壞從根本上影響著鋼絲繩質(zhì)量的好壞，所以，不管你的鋼絲繩技術(shù)和鋼絲繩生產(chǎn)工藝如何，原材料過(guò)不了關(guān)，那后續(xù)工作做得再好也不能彌補(bǔ)這道坎！
鋼絲繩原材料一般都是選用優(yōu)硬線，有時(shí)也叫盤(pán)條或者盤(pán)元，而不是一般的普線或者高線什么的。有的普高線是用來(lái)生產(chǎn)鐵絲的，這和鋼絲的性質(zhì)不一樣。鐵絲較軟，鋼絲較硬，生產(chǎn)鐵絲原材料一般是Q195或者Q235之類的，而生產(chǎn)鋼絲一般都要用到高碳鋼，鋼號(hào)多數(shù)集中在45#-85#之間。
鋼絲繩生產(chǎn)中的鋼絲直徑一般從0.2mm-5mm，使用最多的是0.2mm-3mm，制繩鋼絲抗拉強(qiáng)度從1470MPa-1960MPa，使用最多的是1570-1770MPa，制繩鋼絲表面分鍍鋅、光面和不銹鋼這幾類，無(wú)非就是光面鋼絲繩，鍍鋅鋼絲繩，不銹鋼鋼絲繩。
二、鋼絲繩的種類
鋼絲繩是把很多根直徑為0.3～3mm的高強(qiáng)度碳素鋼鋼絲先擰成股,再把若干股圍繞著繩芯擰成繩的。鋼絲繩種類很多,按繞捻方法不同可分為左同向捻、右同向捻、左交互捻、右交互捻四種,起重作業(yè)中常用右交互捻鋼絲繩。
按鋼絲繩芯材料不同可分為麻芯、石棉芯和金屬繩芯三種,起重作業(yè)中常采用麻芯鋼絲繩,麻芯中浸有潤(rùn)滑油,起減小繩股及鋼絲之間的摩擦和防腐蝕的作用。
按鋼絲繩繩股及絲數(shù)不同可分為6×19、6×37和6×61三種,起重作業(yè)中最常用的是6×19和6×37鋼絲繩。
按鋼絲表面處理不同又可分為光面和鍍缽兩種,起重作業(yè)中常用光面鋼絲繩。
按鋼絲繩股結(jié)構(gòu)分類,又可分為點(diǎn)接觸繩、線接觸繩和面接觸繩。
點(diǎn)接觸繩的各層鋼絲直徑相同,但各層螺距不等,所以鋼絲互相交叉形成點(diǎn)接觸,在工作中接觸應(yīng)力很高,鋼絲易磨損折斷,但其制造工藝簡(jiǎn)單。
線接觸繩的股內(nèi)鋼絲粗細(xì)不同,將細(xì)鋼絲置于粗鋼絲的溝槽內(nèi),粗細(xì)鋼絲間成線接觸狀態(tài)。由于線接觸鋼絲繩接觸應(yīng)力較小,鋼絲繩壽命長(zhǎng),同時(shí)撓性增加。由于線接觸鋼絲繩較為密實(shí),所以相同直徑的鋼絲繩,線接觸繩破斷拉力大些。繩股內(nèi)鋼絲直徑相同的同向捻鋼絲繩也屬線接觸繩。
面接觸繩的股內(nèi)鋼絲形狀特殊,采用異形斷面鋼絲,鋼絲間呈面狀接觸。其優(yōu)點(diǎn)是外表光滑,抗腐蝕和耐磨性好,能承受較大的橫向力;但價(jià)格昂貴,故只能在特殊場(chǎng)合下使用。
三、鋼絲繩的規(guī)格參數(shù)
一般起重作業(yè)可采用GB/T8918-1996《鋼絲繩》中6×19和6×37鋼絲繩,其規(guī)格參數(shù)見(jiàn)表 1和表2。
表1 鋼絲繩的破斷拉力
| 直徑 | 鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度/MPa | |||||
|
鋼絲繩 /mm |
鋼絲 /mm |
1400 | 1550 | 1700 | 1850 | 2000 |
| 鋼絲破斷拉力總和/kN | ||||||
| 6.2 | 0.4 | 20.00 | 22.10 | 24.30 | 26.40 | 28.60 |
| 7.7 | 0.5 | 31.30 | 34.60 | 38.00 | 41.30 | 44.70 |
| 9.3 | 0.6 | 45.10 | 49.60 | 54.70 | 59.60 | 64.40 |
| 11.O | 0.7 | 61.30 | 67.90 | 74.50 | 81.10 | 87.70 |
| 12.5 | 0.8 | 80.10 | 88.70 | 97.30 | 105.50 | 114.50 |
| 14.O | 0.9 | 101.00 | 112.00 | 123.00 | 134.00 | 114.50 |
| 15.5 | 1.O | 125.00 | 138.50 | 152.00 | 165.50 | 178.50 |
| 17.O | 1.1 | 151.50 | 167.50 | 184.00 | 200.00 | 216.50 |
| 18.5 | 1.2 | 180.00 | 199.50 | 219.00 | 238.00 | 257.50 |
| 20.O | 1.3 | 21150 | 234.00 | 257.00 | 279.50 | 302.00 |
| 21.5 | 1.4 | 245.50 | 271.50 | 298.00 | 324.00 | 350.50 |
| 23.O | 1.5 | 281.50 | 312.00 | 342.00 | 372.00 | 402.50 |
| 24.5 | 1.6 | 320.50 | 355.00 | 389.00 | 423.50 | 458.00 |
| 26.O | 1.7 | 362.00 | 400.50 | 439.50 | 478.00 | 517.00 |
| 28.O | 1.8 | 405.50 | 499.00 | 492.50 | 536.00 | 579.50 |
| 31.O | 2.O | 501.00 | 554.50 | 608.50 | 662.00 | 715.50 |
| 34.O | 2.2 | 606.00 | 671.00 | 736.00 | 801.00 | — |
| 37.O | 2.4 | 721.50 | 798.50 |
876.00 |
953.50 | — |
| 40.O | 2.6 | 846.50 | 937.50 | 1025.00 | 1115.00 | — |
表 2 鋼絲繩的破斷拉力
| 直 徑 | 鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度/MPa | |||||
|
鋼絲繩 /mm |
鋼絲 /mm |
1400 | 1550 | 1700 | 1850 | 2000 |
| 鋼絲破斷拉力總和/kN | ||||||
| 8.7 | 0.4 | 39.00 | 43.20 | 47.30 | 51.50 | 55.70 |
| 11.O | 0.5 | 60.00 | 67.50 | 74.00 | 80.60 | 87.10 |
| 13.O | 0.6 | 87.80 | 97.20 | 106.50 | 116.00 | 125.00 |
| 15.O | 0.7 | 119.50 | 132.00 | 145.00 | 157.50 | 170.50 |
| 17.5 | 0.8 | 156.00 | 172.50 | 189.50 | 206.00 | 223.00 |
| 19.5 | 0.9 | 197.50 | 218.50 | 239.50 | 261.00 | 282.00 |
| 21.5 | 1.O | 243.50 | 270.00 | 296.00 | 322.00 | 348.50 |
| 24.O | 1.1 | 295.00 | 326.50 | 358.00 | 390.00 | 421.50 |
| 26.O | 1.2 | 351.00 | 388.50 | 426.50 | 464.00 | 501.50 |
| 28.O | 1.3 | 412.00 | 456.50 | 500.50 | 544.50 | 589.00 |
| 30.O | 1.4 | 478.00 | 529.00 | 580.50 | 631.50 | 683.00 |
| 32.5 | 1.5 | 548.50 | 607.50 | 666.50 | 725.00 | 784.00 |
| 34.5 | 1.6 | 624.50 | 691.50 | 758.00 | 825.00 | 892.00 |
| 36.5 | 1.7 | 705.00 | 780.50 | 856.00 | 931.50 | 1005.00 |
| 39.O | 1.8 | 790.00 | 875.00 | 959.50 | 1040.00 | 1125.00 |
| 43.O | 2.O | 975.50 | 1080.00 | 1185.00 | 1285.00 | 1390.00 |
| 47.5 | 2.2 | 1180.00 | 1305.00 | 1430.00 | 1560.00 | — |
| 52.O | 2.4 | 1405.00 | 1555.00 | 1705.00 | 1855.00 | — |
| 56.O | 2.6 | 1645.00 | 1825.00 | 2000.00 | 2175.00 | — |
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鋼絲繩的標(biāo)記
目前在起重機(jī)上所采用的鋼絲繩主要是普通型結(jié)構(gòu)鋼絲繩,繩6×19和繩6×37。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《圓股鋼絲繩》(GB1102一74)的規(guī)定,鋼絲繩的標(biāo)記方法如下:
如,鋼絲繩6×37-15.0-170-I一甲一鍍一右交GB1102-74
這表示該圓股鋼絲繩由6股捻制,股的結(jié)構(gòu)形式為點(diǎn)接觸,每股有37根鋼絲,纖維繩芯, 鋼絲繩直徑15.Omm,由公稱抗拉強(qiáng)度1700MPa的I號(hào)甲組鍍缽鋼絲制成,鋼絲繩的捻向?yàn)橛医换ツ怼?/span>
-
鋼絲繩的選用
鋼絲繩在同直徑時(shí)公稱抗拉強(qiáng)度越低,每股繩內(nèi)鋼絲越多,鋼絲直徑越細(xì),則繩的撓性越好,但鋼絲繩易磨損。反之,每股繩內(nèi)鋼絲直徑越粗,則鋼絲繩撓性越差, 鋼絲繩耐磨損。因此,不同型號(hào)的鋼絲繩,它的使用范圍也不同。根據(jù)起重吊裝作業(yè)的實(shí)際需要,一般情況下,鋼絲繩的選用可考慮以下原則:
(1)6×19鋼絲繩用做纜風(fēng)繩、拉索及制作起重索具,一般用于受彎曲載荷較小或遭受磨損的地方。
(2)6×37鋼絲繩用于起重作業(yè)中捆扎各種物件、設(shè)備及穿繞滑車(chē)組和制作起重用索具。適用于繩索受彎曲時(shí)。
(3)6×61鋼絲繩用于綁扎各類物件。繩??剛性較小,易于彎曲,用于受???不大的地方。
同向捻的鋼絲繩,表面較平整、柔軟,具有良好的抗彎曲疲勞性能,比較耐用;其缺點(diǎn)是繩頭斷開(kāi)處繩股易松散,懸吊重物時(shí)容易出現(xiàn)旋轉(zhuǎn),易卷曲扭結(jié),因此在吊裝中不宜單獨(dú)采用。起重吊裝作業(yè)常用存交互捻鋼絲繩。
某一規(guī)格的鋼絲繩允許承受的最大拉力是有一定限度的,超過(guò)這個(gè)限度,鋼絲繩就會(huì)被破壞或拉斷,因此在工作中需對(duì)鋼絲繩的受力進(jìn)行計(jì)算。
(一) 鋼絲繩的破斷控力
鋼絲繩的破斷拉力可由表1、2中查出,考慮鋼絲繩捻制使每根鋼絲受力不均勻,整根鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)按下式計(jì)算:
SP =ΨΣSi
式中SP ——鋼絲繩的破斷拉力,kN;
ΣSi ——鋼絲絲繩規(guī)格表中提供的鋼絲破斷拉力的總和, kN;
Ψ——鋼絲捻制不均折減系數(shù),對(duì)6×19繩,Ψ=0.85;對(duì)6×37繩,Ψ=0.82;對(duì)6×61 繩, Ψ=0.80。
但在工作現(xiàn)場(chǎng),一般缺少圖表資料,同時(shí)也不要求精確計(jì)算,此時(shí)可采用下式(僅為數(shù)據(jù)估算用,非規(guī)范公式)估算鋼絲繩的破斷拉力:
式中SP ——鋼絲繩的破斷拉力,N;
d——鋼絲繩的直徑 ,mm。
(二)鋼絲繩的安全系數(shù)
為了保證起重作業(yè)的安全,鋼絲繩許用拉力只是其破斷拉力的幾分之一。破斷拉力與許用拉力之比為安全系數(shù)。下表列出了不同用途鋼絲繩的安全系數(shù)。
表為 鋼絲繩的安全系數(shù)
| 使用情況 | 安全系數(shù) | 使用情況 | 安全系數(shù) |
| 用做纜風(fēng)繩、拖拉繩 | 3.5 | 機(jī)械驅(qū)動(dòng)起重設(shè)備 | 5-6 |
| 人力驅(qū)動(dòng)起重設(shè)備 | 4.5 | 用做吊索(無(wú)彎曲) | 6-7 |
| 用做捆綁吊索 | 8～10 | 用做載人升降機(jī) | 14 |
-
鋼絲繩的許用扭力
P = SP / K
式中 P——鋼絲繩的許用拉力,N;
SP——鋼絲繩的破斷拉力,N;
K ——鋼絲繩的安全系數(shù)。
例 : 型號(hào)6×37-26的鋼絲繩,用做捆綁繩時(shí)其許用拉力為多大？
解: SP =500d2=500×262=338000(N)
用做捆綁繩時(shí),取K=10,則
P = SP / K =338000 / 10=33800（N）
鋼絲繩使用到一定的損壞程度時(shí),必須按規(guī)定報(bào)廢,其報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)如下:
①每一節(jié)距(也稱捻距,指鋼絲繩中的任何一股纏繞一周的軸向長(zhǎng)度)內(nèi)鋼絲斷裂的數(shù)目超過(guò)表2.4規(guī)定的數(shù)目時(shí)應(yīng)報(bào)廢。鋼絲繩斷絲數(shù)量不多,但斷絲增加很快時(shí)也應(yīng)報(bào)廢。
②鋼絲繩的鋼絲磨損或腐蝕達(dá)到或超過(guò)原來(lái)鋼絲直徑的40%以上時(shí),即應(yīng)報(bào)廢。在40%以內(nèi)者應(yīng)按表2.5降級(jí)使用。當(dāng)整根鋼絲繩的外表面受腐蝕而形成的麻面達(dá)到肉眼很容易看出的程度時(shí),應(yīng)予報(bào)廢。
表為 鋼絲繩報(bào)廢斷絲數(shù)
表為 折減系數(shù)
| 鋼絲表面磨損或腐蝕量(%) | 折減系數(shù)(%) | 鋼絲表面磨損或腐蝕盤(pán)(%) | 折減系數(shù)(%) |
| 10 | 85 | 25 | 60 |
| 15 | 75 | 30-40 | 50 |
| 20 | 70 | 大于40 | O |
④鋼絲繩壓扁變形、有繩股或鋼絲擠出、籠形畸變、繩徑局部增大、扭結(jié)、彎折時(shí)應(yīng)報(bào)廢。
⑤鋼絲繩繩芯損壞而造成繩徑顯著減少(達(dá)7%)時(shí)應(yīng)報(bào)廢。
⑥吊運(yùn)熾熱金屬或危險(xiǎn)品的鋼絲繩,報(bào)廢斷絲數(shù)取通用起重機(jī)鋼絲繩斷絲數(shù)的一半,其中包括鋼絲繩表面磨損或腐蝕的折減。
八、鋼絲繩使用、維護(hù)與保養(yǎng)
①鋼絲繩要正確開(kāi)卷。鋼絲繩開(kāi)卷時(shí),要避免鋼絲繩扭結(jié),強(qiáng)度降低以致?lián)p壞。鋼絲繩切斷時(shí)要扎緊防止松散。
②鋼絲繩不得超負(fù)荷使用,不能在沖擊載荷下工作,工作時(shí)速度應(yīng)平穩(wěn)。
③在捆綁或吊運(yùn)物件時(shí),鋼絲繩應(yīng)避免和物體的尖角棱邊直接接觸,應(yīng)在接觸處墊以木塊、麻布或其他襯墊物。
④?chē)?yán)禁鋼絲繩與電線接觸,以免被打壞或發(fā)生觸電?？拷邷匚矬w時(shí),要采取隔熱措施。
⑤鋼絲繩在使用中應(yīng)避免扭結(jié),一旦扭結(jié),應(yīng)立即抖直。使用中應(yīng)盡量減少?gòu)澱鄞螖?shù),并盡量避免反向彎折。
⑥鋼絲繩與卷筒或滑車(chē)配用時(shí),卷筒或滑輪的直徑至少比鋼絲繩直徑大16倍。不能穿過(guò)已經(jīng)破損的滑輪,以免磨損鋼絲繩或使繩脫出滑輪,造成事故。
⑦鋼絲繩穿過(guò)滑輪時(shí),滑輪槽的直徑應(yīng)比鋼絲繩的直徑大1～2.5mm。如滑輪槽的直徑過(guò)大,則繩易被壓扁;過(guò)小,則繩易磨損。
⑧鋼絲繩應(yīng)防止磨損、腐蝕或其他物理?xiàng)l件、化學(xué)條件造成的性能降低。吊運(yùn)熔化及灼熱金屬的鋼絲繩,要有防止高溫?fù)p壞的措施。
⑨使用前要根據(jù)使用情況選擇合適直徑的鋼絲繩;在使用過(guò)程中,要經(jīng)常檢查其負(fù)荷能力及破損情況;使用后及時(shí)保養(yǎng),正確存放。
九、鋼絲繩的安全檢查
鋼絲繩的檢查可分為日常檢驗(yàn)、定期檢驗(yàn)和特殊檢驗(yàn),日常檢驗(yàn)就是自檢;定期檢驗(yàn)根據(jù)裝置形式、使用率、環(huán)境以及上次檢驗(yàn)的結(jié)果,可確定采用月檢還是年檢。鋼絲繩的檢查內(nèi)容及要求見(jiàn)下表。
具體檢驗(yàn)方法如下:
(1)斷絲 在一個(gè)捻距統(tǒng)計(jì)斷絲數(shù),包括外部和內(nèi)部的斷絲。即使在同一根鋼絲上有2處斷絲,統(tǒng)計(jì)時(shí)也應(yīng)按2根斷絲數(shù)統(tǒng)計(jì)。鋼絲斷裂部分超過(guò)本身半徑者,應(yīng)以斷絲處理。
①檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)注 ' 意斷絲的位置 ( 如距末端多遠(yuǎn) ) 和斷絲的集
中程度 , 以決定處理方法。
②注意斷絲的部位和形態(tài),即斷絲發(fā)生在繩股的凸出部位,還是凹谷部位。根據(jù)斷絲的形態(tài),可以判斷出斷絲的原因。
表為 鋼絲繩檢驗(yàn)部位
| 項(xiàng)目 | 日常檢驗(yàn) | 定期檢驗(yàn)與特殊檢驗(yàn) | |
|
動(dòng) 繩 |
起重機(jī)起升、變幅、牽引用鋼絲繩 |
微速運(yùn)轉(zhuǎn)觀察全部 鋼絲繩,特別注意下 列部位: ①末端固定部位 ②通過(guò)滑輪的部分 |
微速運(yùn)轉(zhuǎn)作全面檢驗(yàn)外,特別注意 下列部位: ①在卷筒上的固接部位 ②繞在卷筒上的繩 ③通過(guò)滑輪的鋼絲繩 ④平衡輪處鋼絲繩 ⑤其他固定連接部位 |
| 纜索起重機(jī)鋼絲繩 |
除通常能觀察到的 部分外,特別注意末 端固定部位 |
全長(zhǎng)仔細(xì)檢驗(yàn) | |
|
靜 繩 |
纜風(fēng)繩 |
除通常能觀察到的 部分外,特別注意末 端固定部位 |
全長(zhǎng)仔細(xì)檢驗(yàn) |
| 捆綁繩 |
除全長(zhǎng)觀察外,特別注意下列部位: ①編結(jié)部分 ②與吊具連接部分 |
||
磨損的狀態(tài)有兩種:一種是同心磨損,另一種是偏心磨損。偏心磨損的鋼絲繩多數(shù)發(fā)生在繩索移動(dòng)量不大、吊具較重、拉力變化較大的場(chǎng)合。例如,電磁吸盤(pán)起重機(jī)的起升繩易發(fā)生這種磨損。偏心磨損和同心磨損同樣使鋼絲繩強(qiáng)度降低。
(3)腐蝕 腐蝕有外部腐蝕和內(nèi)部腐蝕兩種。
內(nèi)部腐外部腐蝕的檢驗(yàn):目視鋼絲繩生銹、點(diǎn)蝕,鋼絲松弛狀態(tài)。蝕不易檢驗(yàn)。
內(nèi)部腐蝕不易檢驗(yàn)。如果是直徑較細(xì)的鋼絲繩(≤20mm),可以用手把鋼絲繩弄彎進(jìn)行檢驗(yàn);如果直徑較大,可用鋼絲繩插接纖子進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn),檢驗(yàn)后要把鋼絲繩恢復(fù)原狀,注意不要損傷繩芯,并加涂潤(rùn)滑油脂。
(4)變形對(duì)鋼絲繩的打結(jié)、波浪、扁平等進(jìn)行目檢。鋼絲繩不應(yīng)打結(jié),也不應(yīng)有較大的波浪變形。
(5)電弧及火烤的影響目視鋼絲繩,不應(yīng)有回火包,也不應(yīng)有焊?jìng)?。有焊?jìng)麘?yīng)按斷絲處理。
(6)鋼絲繩的潤(rùn)滑檢驗(yàn)鋼絲繩應(yīng)處于良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。根據(jù)試驗(yàn),潤(rùn)滑良好的鋼絲繩在一個(gè)捻距內(nèi)斷絲達(dá)總絲數(shù)的10%,用疲勞試驗(yàn)和反復(fù)彎曲可達(dá)48500次,而沒(méi)有潤(rùn)滑的相同規(guī)格的鋼絲繩僅為22500次,可見(jiàn)潤(rùn)滑的重要性。
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