冶金铸造起重机用钢丝绳的选型以及质量控制研究

陈强

摘 要：钢丝绳是冶金铸造起重机的重要零部件，以优质质量为选用标准、采用正确安装方法、日常使用过程中进行有效的保养和维护，不但能够延长钢丝绳的使用寿命，还能在使用过程中确保施工安全。本文结合冶金铸造起重机用钢丝绳的实际使用情况，阐述了其客观存在的质量问题，并且系统分析了质量问题产生的主要原因，有针对性的提出了几点保证质量的有效措施。希望能为我国冶金事业的发展提供一点理论支持。

关键词：冶金铸造起重机；钢丝绳；选型；质量控制

引言：起重机是冶金工业必不可少的机械设备，而铸造起重机是其中使用率最大的一个类型，其主要作用是吊运具有极大危险性的物品。由于冶金工业的特殊性，铸造起重机普遍在高温、含有大量粉尘的环境下进行作业，负荷重、速度快、使用频率高是其一大特点。钢丝绳是连接起重机与吊运物品的纽带，是铸造起重机的关键部件，钢丝绳的质量安全直接影响到铸造起重机的安全作业，同时关系着作业人员的生命安全[1]。因此，在选购钢丝绳时，一定要选择质量优良、符合实际需要的型号，后期使用过程中也要正确安装，注意维护和保养。

1、冶金铸造起重机用钢丝绳选型

从我国冶金工业的整体情况看，冶金铸造起重机所用的钢丝绳型号一般为6×19W-IWRC、6×36WS-IWRC以及6×25F-IWRC三种，其中6×19W-IWRC（每根6股，每股19根丝）直径通常在Ф12-Ф40毫米之间（如图1）[2]，钢丝绳的强度等级一般为1670MPa、1770MPa和1870MPa三种，不适用于频繁使用滑轮的环境，也不能承受过大的载荷。36WS股绳结构内钢丝呈三层排列，而25F是两层钢丝排布，在载荷很大的情况下，三层钢丝排布结构的稳定性要低于两层钢丝排布。因此，25F钢丝更适用于完成重载荷作业。

2、钢丝绳质量问题及存在原因

通过笔者的调研分析，发现冶金铸造起重机用钢丝绳在使用过程中普遍存在以下问题：起套、断丝、使用寿命短。甚至有企业在冶金作业时，发生了铸造起重机用钢丝绳突然断裂的事故，造成了一定的人员伤亡和经济损失。究其原因，主要因为以下三点：

2.1捻股压紧不到位

冶金铸造起重机所用两种类型钢丝绳——6×19W-IWRC和6×36WS-IWRC，其结构类似，都是平行捻制线接触圆股钢丝绳，这种以线接触结构的钢丝绳，相较于点接触结构，具有受力小的特点，可以有效避免二次弯折情况的出现，因此，当钢丝绳处于疲劳状态时，依旧可以保持一定时间的寿命。生产企业在进行钢丝绳捻制时，首先要进行配丝计算，保证配丝的科学合理，此外，钢丝捻股是否紧密，是影响钢丝绳质量的关键。

通常来讲，压瓦压紧与对辊压紧是钢丝绳捻股的兩种主要压紧方式。捻制过程中，一旦出现压瓦磨损、偏短或者对辊孔型磨损、对辊架变形等情况，都会降低钢丝绳的压紧程度，导致钢丝绳投入使用时，出现起套、断丝等问题。

2.2外层股丝断丝

钢丝绳一般分为钢芯与纤维芯两类，钢芯钢丝绳的外层股丝与内部钢芯的接触方式为点状，使用滑轮装备时，钢丝绳会发生弯曲，如果此时受力较大，容易引起点状磕痕，进而损坏钢丝绳的外层股和钢芯。如果这种弯曲发生频繁，点状磕痕处的外层股就会因为长期磨损、负荷导致断丝[3]。

除此之外，如果钢丝绳的绳芯规格小、螺旋线短等情况，也会导致外层股之间缺乏适当空隙，导致断丝。

2.3油脂使用不当，维护欠佳

为防止钢丝绳受潮、生锈，并且保证钢丝绳在使用过程中足够润滑，生产企业在制造钢丝绳时，必须对钢丝绳采取涂油处理，进行油脂防护。涂油一般有两种方式，一种是股涂油，也就是在钢丝绳股绳捻制时，对每一股钢丝进行浸油或淋油处理；另一种合绳涂油，也就是钢丝绳合绳完成后，将整跟钢丝绳进行浸油处理。其中股淋油，是将加热的油脂淋在钢丝合拢处，保证股丝之间形成油膜，若油膜粘附充分，可以通过减少摩擦延长钢丝绳使用寿命。

股淋油与绳浸油两种涂油方式的效果是不一样的，有人为此进行了采用这两种涂油方式的钢丝绳疲劳寿命试验，结果如图1：[4]

由此可见，采用股淋油方式制造的钢丝绳相较于采用绳浸油方式制造的钢丝绳，拥有1.5倍左右的疲劳寿命。尽管股淋油工艺优于绳浸油工艺，但受到规模、设备等条件限制，一些钢丝绳生产企业仍然采用绳浸油方式，还有部分企业过于追求经济利益，所选用的油脂性能不佳，最终都会降低钢丝绳的寿命。

3、钢丝绳质量控制措施

3.1加强捻制质量

生产企业在进行钢丝绳捻制之前，要经过科学的配丝计算，保证计算结果的准确性；捻制股绳的过程中，要使用铁线保证钢丝合拢紧实。压线瓦和对辊的选用要符合标准，利用标准塞棒和卡板，认真检查其性能和工作状态是否良好。保证液压装置、锁紧装置等压紧机械设备的正常运转。

3.2抗疲劳油脂的选取

股绳淋油工艺因为可以提高钢丝绳使用过程中的润滑程度，受到了钢丝绳生产企业的一致认可，并广泛应用。但需要注意的是，淋油所用油脂需要进行加热处理，所以一定要选用耐高温、高滴点、粘度大的油脂用于淋油工艺。

在进行油脂维护之前，要保证钢丝绳表面清洁，不存在灰尘、铁屑等异物。待油脂维护完成后，如果发现钢丝绳表面所淋油脂出现干涸、脱落，以及钢丝表面生锈等问题，必须加大油脂维护力度。

3.3加强后期维护保养

在使用过程中定期对钢丝绳进行维护和保养，是保证钢丝绳质量、延长使用寿命的关键手段。冶金铸造起重机所用钢丝绳往往要承受较大载荷，在拉力与滑轮挤压的双重作用，钢丝绳会产生较大摩擦，出现发热情况。此外，钢丝绳尽管在制作过程中会经过涂油处理，但润滑油一旦耗尽，钢丝绳内外层都会出现生锈的问题，外层生锈会使钢丝绳润滑度降低，而内层生锈则有可能导致断裂。因此，钢丝绳在使用一段时间后，要进行适当的润滑处理，以保证其发挥更大的作用。

结语：钢丝绳捻股压紧程度、油脂使用情况、后期维护保养等，都会影响到钢丝绳的质量和使用寿命，钢丝绳生产企业和使用企业必须对冶金铸造起重机用钢丝绳的质量问题引起重视，联合设计单位，共同提升钢丝绳各方面性能，保证其安全性和稳定性。

参考文献：

[1]徐超， 洪峻松. 塔式起重机用钢丝绳选型及使用寿命研究[J]. 建筑机械化， 2015， 36（5）：74-76.

[2]王猛， 王东亮. 铸造起重机钢丝绳失效浅析[J]. 重工与起重技术， 2015（2）：30-32.endprint