起重機論文資料

淺析起重機用鋼絲繩的損傷及防治和常見的機械故障的排除方法第1頁引言大型橋式起重機是現(xiàn)代鋼廠生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，是制約煉鋼，煉鐵生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中起重機用鋼絲繩的安全性是非常重要的問題，因鋼絲繩的損傷或破斷而產(chǎn)生的重大事故時有發(fā)生。特別是像我煉鋼廠的260t吊車240t吊車都是吊裝鋼水罐的設(shè)備，為了確保使用中鋼絲繩的安全運行，掌握鋼絲繩的損傷規(guī)律及防治方法很有必要。就起重機上使用的鋼絲繩而言，規(guī)格品種繁多、使用千差萬別，但一般隨著使用時間的持續(xù)，都會出現(xiàn)損傷現(xiàn)象。如不及時發(fā)現(xiàn)和采取預(yù)防措施的話，極易出現(xiàn)安全事故和影響生產(chǎn)的情況。因此掌握鋼絲繩的損傷和劣化及預(yù)防措施對于我門專業(yè)的機械點檢來說時至關(guān)重要的。對于一些常見故障的排出方法也是我門點檢員必須掌握的。1鋼絲繩的損傷及防治方法1.1磨損鋼絲繩在操作時與其它物體接觸并有相對運動，產(chǎn)生摩擦。在機械力的作用下，鋼絲繩的表面不斷磨損。磨損是鋼絲繩最常見的損傷方式，一般分為外部磨損、變形磨損和內(nèi)部磨損三種情況。圖1所示為單絲磨損的幾種斷面形狀。

圖1磨損鋼絲的典型斷面形狀

a)外部均勻磨損b)變形磨損c)內(nèi)部磨損1.1.1外部磨損鋼絲繩在使用過程中其外周與滑輪槽、卷筒壁、鉤頭等物體表面接觸而引起的磨損屬于外部磨損。在外部磨損后繩徑將變細(xì)，外周表面的細(xì)鋼絲被磨平。鋼絲繩的外部磨損使承受載荷的鋼絲截面積減小，鋼絲繩的破斷載荷也相應(yīng)降低。圖2是通過試驗得到的鋼絲繩直徑減小率與破斷載荷降低率的關(guān)系曲線。由曲線可以看出，單周磨損較全周磨損更惡劣，所以應(yīng)盡可能使單周磨損的鋼絲改為全周均勻磨損。在鋼絲繩的全長范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能地做到均勻磨損。如起重機鋼絲繩在使用中期換頭，一般可延長鋼絲繩使用壽命30%～40%。2）在安排滑輪布局時，應(yīng)盡量避免使鋼絲繩反向彎曲，如圖3所示。試驗數(shù)據(jù)表明，反向彎曲的破壞約為同向彎曲的2倍。

圖3正確的滑輪布局3)盡可能選擇結(jié)構(gòu)好的鋼絲繩，如瓦林吞,西盧或填充型等線接觸鋼絲繩。使用這些鋼絲繩能成倍地提高使用壽命。1.3銹蝕鋼絲繩一般在露天使用，日曬雨淋會使鋼絲繩腐蝕，尤其是在有害氣體與惡劣環(huán)境下使用的鋼絲繩，腐蝕造成的損傷就更嚴(yán)重。因腐蝕而受損的鋼絲繩表面存在氧親和性的差異，使表面的某一局部金屬成為陽極，另一鄰近的局部金屬成為陰極，形成了大量的小電池。在小電池的作用下，表面便形成很多圓形腐蝕坑，并逐步加深。這些坑就成了應(yīng)力集中點、疲勞裂紋的源泉。與此同時，腐蝕使鋼絲繩的截面積減小、彈性和承受沖擊的能力降低。防止鋼絲繩銹蝕損傷的方法有兩種，一種是勤涂油，對于經(jīng)常處于運動狀態(tài)的鋼絲繩涂油是必不可少的。新鋼絲繩麻芯一般含有12%～15%的油脂，而報廢的鋼絲繩在損耗最大的部位僅含2.4%的油脂，在同一根鋼絲繩的繩端，即使沒有經(jīng)過滑輪也仍含有12.7%～14.5%的油脂。試驗表明，涂油鋼絲繩在試驗后期發(fā)生的斷絲約為不涂油的半數(shù)。一根鋼絲繩最初的含油量只能維持壽命的40%，其后如不加油則斷絲急劇增加。二是對使用環(huán)境惡劣、相對運動較少的鋼絲繩可選擇鍍鋅、鍍鋁等特種鋼絲繩。這些鋼絲繩暴露在大氣中的鍍鋅或鍍鋁表面會形成氫氧化鋅和氫氧化鋁薄膜，能有效地防止鋼絲繩的腐蝕。1.4變形很多斷繩事故是因為鋼絲繩事先受到過變形損傷而沒有引起人們的足夠重現(xiàn)，結(jié)果釀成大禍。變形的主要原因有以下幾種：1.4.1外傷在操作過程中，鋼絲繩與其它設(shè)備不正常的接觸容易造成外傷。最明顯的外傷是鋼絲繩在滑輪里滑槽，在卷筒上跳出擋板，結(jié)果常常使幾十米乃至數(shù)百米的鋼絲繩因為局部軋壞而報廢。防止鋼絲繩外傷的關(guān)鍵在于完善起重機設(shè)備。滑輪應(yīng)設(shè)置可靠的防滑槽擋圈，擋圈與滑輪外圈的間隙不大于鋼絲繩直徑的1/5。卷筒上的鋼絲繩不能松弛太多，以防繩圈跳出擋板在纏緊時軋壞。1.4.2壓潰鋼絲繩在卷筒上卷亂后容易產(chǎn)生壓潰現(xiàn)象。鋼絲繩在卷筒上卷亂時，相互傾軋，在操作時會發(fā)出“軋吱軋吱”的聲響。由壓潰造成的鋼絲繩損傷會在局部迅速出現(xiàn)斷絲與壓扁的痕跡。防止的措施是應(yīng)按設(shè)計規(guī)范選擇滑輪與卷筒的偏角，必要時可在起升機構(gòu)中設(shè)置排繩器或者壓繩裝置，防止鋼絲繩出現(xiàn)卷亂現(xiàn)象。1.4.3扭結(jié)鋼絲繩在局部扭曲后產(chǎn)生的永久變形叫做鋼絲繩扭結(jié)。扭曲的方向與鋼絲繩旋向一致的稱為正扭結(jié)，反之稱為負(fù)扭結(jié)。普通鋼絲繩帶有自轉(zhuǎn)性，如果繩股的端部不加捆扎便施加張力，則繩股會向倒捻方向旋轉(zhuǎn)，這是造成鋼絲繩扭結(jié)的內(nèi)在因素。鋼絲繩在扭結(jié)后，經(jīng)過多次起吊受載，也只有局部繩芯外露，一般沒有斷絲現(xiàn)象。但試驗表明，鋼絲繩在扭結(jié)損傷后強度將顯著降低。正扭結(jié)的強度只有原強度的60%～80%，負(fù)扭結(jié)的強度還不到原強度的50%。嚴(yán)重時強度將降低到只有原來的10%～20%。

防止鋼絲繩扭結(jié)可采取以下措施：

1)在重要的起重設(shè)備上選用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。

2)在鋼絲繩的自由端設(shè)置轉(zhuǎn)子(也稱防轉(zhuǎn)裝置)。

3)加強操作人員工作責(zé)任心，發(fā)現(xiàn)扭結(jié)跡象立即停止操作，釋放還原。1.5過載

鋼絲繩隨著載荷的增加會有微量的伸長，當(dāng)載荷超過彈性極限時，鋼絲繩就可能斷裂。通常把鋼絲繩承受的靜載荷控制在破斷載荷的1/10～1/5，叫作安全負(fù)荷。安全負(fù)荷表示的是鋼絲繩允許承受的額定靜負(fù)荷。但鋼絲繩實際上往往處于運動狀態(tài)，鋼絲繩在工作時除了要承受貨物、吊物、自重等靜載荷外，還要受到因加速度和沖擊引起的動載荷，因彎曲引起的附加載荷，因摩擦引起的阻力載荷等等。由此可見，當(dāng)除了靜載荷以外的其它載荷增多時，實際的安全系數(shù)就降低了，鋼絲繩往往由此而引起過載。

因過載而破斷的鋼絲繩，其斷口呈松散狀，6股的鋼絲繩斷口位置大多數(shù)不在一起，繩芯外露，這是鋼絲繩因過載而斷裂的特征。過載的鋼絲繩即使不發(fā)生斷裂事故，也會大大地縮短使用壽命。圖4是由試驗得到的安全系數(shù)與鋼絲繩壽命的關(guān)系曲線，從圖中可見安全系數(shù)降低將導(dǎo)致鋼絲繩使用壽命急劇下降。

圖4安全系數(shù)與鋼絲繩壽命關(guān)系為了防止鋼絲繩過載，應(yīng)采取以下措施：

1)正確選用安全系數(shù)，力求減少靜載荷以外的其他載荷對鋼絲繩的影響。如彎曲載荷可以通過加大滑輪和卷筒直徑來減小，動載荷可以通過提高起重機司機的操作水平、改進起重機性能來減少，摩擦阻力可以通過調(diào)整滑輪槽的形狀及補充潤滑油來減少等等。

2)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，杜絕人為的超負(fù)荷現(xiàn)象。

3)在起重機上安裝負(fù)荷指示器、或超負(fù)荷限制器、或報警器，消除過載現(xiàn)象。1.6其它除了上述5種鋼絲繩的基本損傷類型外，還有高溫幅射等因素也會使鋼絲繩造成損傷。但總的來看，鋼絲繩的損傷一般是有規(guī)律的，關(guān)鍵在于我們?nèi)绾稳ミM一步認(rèn)識這些規(guī)律，從而找出有效的防止方法，盡量延長鋼絲繩的使用壽命。2常見的機械故障的排除方法2.1吊鉤故障情況：吊鉤斷裂及變形。原因：吊鉤有疲勞裂紋；磨損過限；材質(zhì)有問題；超載。消除方法：更換。2.2滑輪組第一種故障故障情況：滑輪不能轉(zhuǎn)動。原因：心軸、軸承損壞。消除方法：更換軸或軸承，使其潤滑良好。第二種故障故障情況：滑輪損壞。原因：磨損過限或碰撞。消除方法：更換2.3卷筒組故障情況：有裂紋。原因：磨損過限、超載或原制作隱患。消除方法：更換。2.4聯(lián)軸器第一種故障故障情況：有裂紋。原因：沖擊運動。消除方法：更換。第二種故障故障情況：聯(lián)接螺栓孔磨損。原因：機構(gòu)跳動；原螺栓配合有間隙。消除方法：加工孔或更換螺栓。第三種故障故障情況：鍵槽磨損。原因：鍵配合有間隙。消除方法：焊接磨光原損壞鍵槽，并與舊鍵槽旋轉(zhuǎn)90度重新洗槽，但不允許修復(fù)提升機構(gòu)，鍵配合可靠。2.5減速機及齒輪副第一種故障故障情況：齒斷裂，齒點蝕、齒磨損、齒膠合。原因：過載、疲勞、潤滑不良。消除方法：更換齒輪、防止過載，提高齒面光潔度、硬度及時更換潤滑油。第二種故障故障情況：齒面朔性變形。原因：低速重載，齒面較軟。消除方法：挫光棱脊，提高潤滑油粘度，更換硬度較高的齒輪。第三種故障故障情況：鍵損壞，齒輪在軸上轉(zhuǎn)動。原因：克斷鍵。消除方法：更換齒輪、軸、鍵，配合牢固。第四種故障故障情況：噪音及撞擊聲。原因：主要決定于加工精度和裝配精度；裝配后未加油；齒輪有疤；齒頂啃齒根，噪音均勻；齒斜角不正或裝配歪斜，不均勻噪音。消除方法：裝配后未加油的及時補加潤滑油；齒輪有疤的用挫或油石磨掉；齒頂啃齒根，噪音均勻的將齒頂?shù)募饨怯眉?xì)挫倒鈍；齒斜角不正或裝配歪斜，不均勻噪音的齒輪做調(diào)整或更換。第五種故障故障情況：安裝軸承部位外殼發(fā)熱。原因：軸承損壞或軸承外圈與箱體發(fā)生相對運動。消除方法：更換軸承、更換減速機箱體。第六種故障故障情況：潤滑油沿剖面流出；減速機在橋架上振動、串動。原因：結(jié)合面不平或裝配時沒有密封好；地腳螺栓松動，地腳設(shè)有擋鐵，傳動軸與減速機軸聯(lián)接不同心。消除方法：更換減速機箱體或刮平機蓋、機座平面，更換密封材料，扭緊螺栓；扭緊螺栓，地腳設(shè)擋鐵；調(diào)整同心度，達到要求。2.6車輪組第一種故障故障情況：運行始終向一個方向啃道。原因：車輪水平偏斜超差和兩個主動或被動輪，偏斜方向未達到相反的可能性最大。消除方法：重新調(diào)整，達到安裝要求。第二種故障故障情況：往返行駛中，啃道方向相反。原因：兩臺電動機或制動器不同步。消除方法：更換兩轉(zhuǎn)數(shù)一樣的電機、調(diào)整兩制動器制動力距一致。第三種故障故障情況：只在某一段行程上啃道。原因：軌道安裝有問題。消除方法：調(diào)整軌道軌距和兩軌道高低差，符合要求。第四種故障故障情況：全程啃外緣或內(nèi)緣。原因：車輪或軌道跨距有問題。消除方法：檢查調(diào)整跨距偏差在正負(fù)5mm之間。第五種故障故障情況：主動車輪打滑原因：車輪滾動面不在同一平面上；軌道上有油污；軌道面在高低方向有波浪或在同截面上兩軌道高低差超差；制動過猛。消除方法：車輪滾動面不在同一平面上時在角軸承座處加墊調(diào)整；軌道上有油污時清除油污、撒細(xì)沙；軌道面在高低方向有波浪或在同截面上兩軌道高低差超差時需調(diào)整軌道；制動過猛時要調(diào)整制動力矩。2.7滾動軸承第一種故障故障情況：軸承溫度超過規(guī)定溫度。原因：缺潤滑油；軸承油污垢