鋼絲繩的性能及相關(guān)知識

中文名稱:中文名稱:英文名稱:定義:所屬學(xué)科:鋼絲繩的性能及相關(guān)知識科技名詞定義鋼絲繩wirerope由鋼絲捻合制成的繩索。水產(chǎn)學(xué)（一級學(xué)科）；捕撈學(xué)（二級學(xué)科）本內(nèi)容由全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定公布百科名片鋼絲繩用多根或多股細(xì)鋼絲擰成的撓性繩索，鋼絲繩是由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為中心，由一定數(shù)量股捻繞成螺旋狀的繩。在物料搬運(yùn)機(jī)械中，供提升、牽引、拉緊和承載之用。鋼絲繩的強(qiáng)度高、自重輕、工作平穩(wěn)、不易驟然整根折斷，工作可靠。目錄1鋼絲繩的構(gòu)造（1）鋼絲1（2）繩芯1按擰繞的層次分類單繞繩1雙繞繩1三繞繩按接觸狀態(tài)分類鋼絲繩的截面說明鋼絲繩總分類鋼絲繩報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)1鋼絲繩使用注意事項(xiàng)（一）鋼絲繩使用前應(yīng)講行檢杳。1（二）保養(yǎng)注意事項(xiàng)：展開編輯本段鋼絲繩的構(gòu)造（1） 鋼絲鋼絲繩起到承受載荷的作用，其性能主要由鋼絲決定。鋼絲是碳素鋼或合金鋼通過冷拉或冷軋而成的圓形（或異形）絲材，具有很高的強(qiáng)度和韌性，并根據(jù)使用環(huán)境條件不同對鋼絲進(jìn)行表面處理。（2） 繩芯它是用來增加鋼絲繩彈性和韌性、潤滑銅絲、減輕摩擦，提高使用壽命的。常用繩芯有機(jī)纖維（如麻、棉）、合成纖維、石棉芯（高溫條件）或軟金屬等材料。編輯本段按擰繞的層次分類鋼絲繩按擰繞的層次可分為單繞繩、雙繞繩和三繞繩。單繞繩由若干細(xì)鋼絲ft*i*鋼絲繩層次圍繞一根金屬芯擰制而成，撓性差，反復(fù)彎曲時(shí)易磨損折斷，主要用作不運(yùn)動(dòng)的拉緊索。雙繞繩由鋼絲擰成股后再由股圍繞繩芯擰成繩。常用的繩芯為麻芯，高溫作業(yè)宜用石棉芯或軟鋼絲擰成的金屬芯。制繩前繩芯浸涂潤滑油，可減少鋼絲間互相摩擦所引起的損傷。雙繞繩撓性較好，制造簡便，應(yīng)用最廣。

三繞繩以雙繞繩作股再圍繞雙繞繩芯擰成繩，撓性好；但制造較復(fù)雜，且鋼絲太細(xì)，容易磨損，故很少應(yīng)用。鋼絲繩的繞制方向有順繞和交繞兩種。鋼絲擰成股的繞向與股擰成繩的繞向相同者稱順繞。順繞鋼絲繩的鋼絲間接觸較好，撓性也較好，使用壽命長，但有扭轉(zhuǎn)松散的趨向，不宜用作自由端懸吊重物的提升繩，可作為有剛性導(dǎo)軌對重物導(dǎo)行時(shí)的提升繩或牽引繩。鋼絲擰成股的繞向與股擰成繩的繞向相反者稱交繞。交繞的鋼絲繩不易扭轉(zhuǎn)松散，在起重作業(yè)中廣泛使用。 a右交互捻ZS：繩右捻，股左捻股捻的方向與股內(nèi)鋼絲捻的方向相反稱交互捻 b左交互捻SZ：繩左捻，股右捻c右同向捻ZZ：繩右捻，股右捻d左同向捻：繩左捻，股左捻 e右混合捻：繩右捻，部分股左捻，部分股右捻 f左混合捻：繩左捻，部分股右捻，部分股左捻編輯本段按接觸狀態(tài)分類鋼絲繩也可按股中每層鋼絲之間的接觸狀態(tài)分為點(diǎn)接觸、線接觸或面接觸 3種。①點(diǎn)接觸的鋼絲繩：股中鋼絲直徑均相同。為使鋼絲受力均勻，每層鋼絲擰繞后的螺旋角大致相等，但擰距不等，所以內(nèi)外層鋼絲相互交叉，呈點(diǎn)接觸狀態(tài)。② 線接觸的鋼絲繩：股中各層鋼絲的擰距相等，內(nèi)外層鋼絲互相接觸在一條螺旋線上，呈線接觸狀態(tài)。線接觸鋼絲繩的性能比點(diǎn)接觸的有很大改善，所以使用廣泛。③密封式鋼絲繩：面接觸繩股的一種，外層用乙形鋼絲制成，表面光滑，耐磨性好，與相同直徑的其他類型鋼絲繩相比，抗拉強(qiáng)度較大，并能承受橫向壓力，但撓性差、工藝較復(fù)雜、制造成本高，常用作承載索，如纜索起重機(jī)和架空索道上的纜索。編輯本段鋼絲繩的截面除了圓股外，還有三角股、橢圓股和扁股等異型股。與圓股的相比<lt'<lt'!13X-r-3[ir+jwt-wid鋼絲繩的截面，它們有較高的強(qiáng)度，與卷筒或滑輪繩槽的接觸性能好，使用壽命長，但制造較復(fù)雜。編輯本段說明

鋼絲用優(yōu)質(zhì)碳鋼制成，經(jīng)多次冷拔和熱處理后可達(dá)到很高的強(qiáng)度。潮濕或露天環(huán)境等工作場所可采用鍍鋅鋼絲擰成的鋼絲繩，以增強(qiáng)防銹性能。 鋼絲繩在各工業(yè)國家中都是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，可按用途需要選擇其直徑、繩股數(shù)、每股鋼絲數(shù)、抗拉強(qiáng)度和足夠的安全系數(shù)，它的規(guī)格型號可在有關(guān)手冊中查得。鋼絲繩除外層鋼絲的磨損外，主要因繞過滑輪和卷筒時(shí)反復(fù)彎曲引起金屬疲勞而逐漸折斷， 因此滑輪或卷筒與鋼絲繩直徑的比值是決定鋼絲繩壽命的重要因素。比值大，鋼絲彎曲 應(yīng)力小，壽命長，但機(jī)構(gòu)龐大。必須根據(jù)使用場合確定適宜的比值。鋼絲繩表面層的磨損、腐蝕程度或每個(gè)擰距內(nèi)斷絲數(shù)超過規(guī)定值時(shí)應(yīng)予報(bào)廢。 鋼絲繩主要用在吊運(yùn)，拉運(yùn)等需要高強(qiáng)度線繩的運(yùn)輸中。編輯本段鋼絲繩總分類1、圓股鋼絲繩 2、編織鋼絲繩 3、扁鋼絲繩編輯本段鋼絲繩報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)摘自《起重機(jī)械用鋼絲繩檢驗(yàn)和報(bào)廢實(shí)用規(guī)范》（GB5972—86） 2.5.1斷絲的性質(zhì)和數(shù)量 起重機(jī)械的總體設(shè)計(jì)不允許鋼絲繩具有無限長的壽命。 對于6股和8股的鋼絲繩，斷絲主要發(fā)生在外表。而對于多層繩股的鋼絲繩 （典型的多股結(jié)構(gòu)）就不同，這種鋼絲繩斷絲大多數(shù)發(fā)生在內(nèi)部，因而是“不可見的”斷裂。 下表考慮了這些因素，因此，當(dāng)與2.5.2?2.5.11款中的因素結(jié)合起來考慮時(shí)，它適用于各種結(jié)構(gòu)的鋼絲繩。 2.5.2繩端斷絲 當(dāng)繩端或其附近出現(xiàn)斷絲時(shí)，即使數(shù)量很少也表明該部位應(yīng)力很高，可能是由于繩端安裝不正確造成的，應(yīng)查明損壞原因。如果繩長允許，應(yīng)將斷絲的部位切去重新合理安裝。 2.5.3斷絲的局部聚集如果斷絲緊靠一起形成局部聚集，則鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢。如這種斷絲聚集在小于 6d的繩長范圍內(nèi)，或者集中在任一支繩股里，那么，即使斷絲數(shù)比表列的數(shù)值少，鋼絲繩也應(yīng)予報(bào)廢。 2.5.4斷絲的增加率 在某些使用場合，疲勞是引起鋼絲繩損壞的主要原因，斷絲則是在使用一個(gè)時(shí)期以后才開始出現(xiàn)，但斷絲數(shù)逐漸增加，其時(shí)間間隔越來越短。在此情況下，為了判定斷絲的增加率，應(yīng)仔細(xì)檢驗(yàn)并記錄斷絲增加情況。判明這個(gè)“規(guī)律”可用來確定鋼絲繩未來報(bào)廢的日期。 2.5.5繩股斷裂 如果出現(xiàn)整根繩股的斷裂，則鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢。 2.5.6由于繩芯損壞而引起的繩徑減小 當(dāng)鋼絲繩的纖維芯損壞或鋼芯（或多層結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部繩股）斷裂而造成繩徑顯著減小時(shí)，鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢。 微小的損壞，特別是當(dāng)所有各繩股中應(yīng)力處于良好平衡時(shí)，用通常的檢驗(yàn)方法可能是不明顯的。然而這種情況會引起鋼絲繩的強(qiáng)度大大降低。所以，有任何內(nèi)部細(xì)微損壞的跡象時(shí)，均應(yīng)對鋼絲繩內(nèi)部進(jìn)行檢驗(yàn)予以查明。一經(jīng)證實(shí)損壞，則該鋼絲繩就應(yīng)報(bào)廢。 2.5.7彈性減小在某些情況下（通常與工作環(huán)境有關(guān)），鋼絲繩的彈性會顯著減小，若繼續(xù)使用則是不安全的。 鋼絲繩的彈性減小是較難發(fā)覺的，如檢驗(yàn)人員有任何懷疑，則應(yīng)征詢鋼絲繩專家的意見。然而，彈性減小通常伴隨下述現(xiàn)象： a.繩徑減小； b.鋼絲繩捻距伸長；c.由于各部分相互壓緊，鋼絲之間和繩股之間缺少空隙； d.繩股凹處出現(xiàn)細(xì)微的褐色粉末； e.雖未發(fā)現(xiàn)斷絲，但鋼絲繩明顯的不易彎曲和直徑減小比起單純是由于鋼絲磨損而引起的也要快得多。這種情況會導(dǎo)致在動(dòng)載作用下突然斷裂，故應(yīng)立即報(bào)廢。 2.5.8外部及內(nèi)部磨損 產(chǎn)生磨損的兩種情況： a.內(nèi)部磨損及壓坑 這種情況是由于繩內(nèi)各個(gè)繩股和鋼絲之間的摩擦引起的，特別是當(dāng)鋼絲繩經(jīng)受彎曲時(shí)更是如此。 b.外部磨損 鋼絲繩外層繩股的鋼絲表面的磨損，是由于它在壓力作用下與滑輪和卷筒的繩槽接觸摩擦造成的。 這種現(xiàn)象在吊載加速和減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩與滑輪接觸的部位特別明顯，并表現(xiàn)為外部鋼絲磨成平面狀。潤滑不足，或不正確的潤滑以及還存在灰塵和砂粒都會加劇磨損。 磨損使鋼絲繩的斷面積減小因而強(qiáng)度降低。當(dāng)外層鋼絲磨損達(dá)到其直徑的40%時(shí)，鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢。當(dāng)鋼絲繩直徑相對于公稱直徑減小7%或更多時(shí)，即使未發(fā)現(xiàn)斷絲，該鋼絲繩也應(yīng)報(bào)廢。 2.5.9外部及內(nèi)部腐蝕 腐蝕在海洋或工業(yè)污染的大氣中特別容易發(fā)生。它不僅減少了鋼絲繩的金屬面積從而降低了破斷強(qiáng)度，而且還將引起表面粗糙并從中開始發(fā)展裂紋以至加速疲勞。嚴(yán)重的腐蝕還會引起鋼絲繩彈性的降低。2.591外部腐蝕 外部鋼絲的腐蝕可用肉眼觀察。當(dāng)表面出現(xiàn)深坑，鋼絲相當(dāng)松弛時(shí)應(yīng)報(bào)廢。 2.592內(nèi)部腐蝕 內(nèi)部腐蝕比經(jīng)常伴隨它出現(xiàn)的外部腐蝕較難發(fā)現(xiàn)。但下列現(xiàn)象可供識別： a.鋼絲繩直徑的變化。鋼絲繩在繞過滑輪的彎曲部位直徑通常變小。但對于靜止段的鋼絲繩則常由于外層繩股出現(xiàn)銹積而引起鋼絲繩直徑的增加。 b.鋼絲繩外層繩股間的空隙減小，還經(jīng)常伴隨出現(xiàn)外層繩股之間斷絲。 如果有任何內(nèi)部腐蝕的跡象，則應(yīng)由主管人員對鋼絲繩進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)。若確認(rèn)有嚴(yán)重的內(nèi)部腐蝕，則鋼絲繩應(yīng)立即報(bào)廢。 2.5.10變形 鋼絲繩失去正常形狀產(chǎn)生可見的畸形稱方“變形”。這種變形部位（或畸形部位）可能引起變化，它會導(dǎo)致鋼絲繩內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻。 鋼絲繩的變形從外觀上區(qū)分，主要可分下述幾種： 2.5.10.1波浪形（見圖） 波浪形的變形是：鋼絲繩的縱向軸線成螺旋線形狀。這種變形不一定導(dǎo)致任何強(qiáng)度上的損失，但如變形嚴(yán)重即會產(chǎn)生跳動(dòng)造成不規(guī)則的傳動(dòng)。時(shí)間長了會引起磨損及斷絲。 出現(xiàn)波浪形時(shí)，在鋼絲繩長度不超過25d的范圍內(nèi)，若di>4d/3，則鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢。 式中d為鋼絲繩的公稱直徑；di是鋼絲繩變形后包絡(luò)的直徑。 2.5.10.2籠狀畸變這種變形出現(xiàn)在具有鋼芯的鋼絲繩上。當(dāng)外層繩股發(fā)生脫節(jié)或者變得比內(nèi)部繩股長的時(shí)候就會發(fā)生這種變形。籠狀畸變的鋼絲繩應(yīng)立即報(bào)廢。 2.5.10.3繩股擠出 這種狀況通常伴隨籠狀畸變一起產(chǎn)生。繩股被擠出說明鋼絲繩不平衡。繩股擠出的鋼絲繩應(yīng)立即報(bào)廢。2.5.10.4鋼絲擠出 此種變形是一部分鋼絲或鋼絲束在鋼絲繩背著滑輪槽的一側(cè)拱起形成環(huán)狀。這種變形常因沖擊載荷而引起。若此種變形嚴(yán)重時(shí)，則鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢。 2.5.10.5繩徑局部增大 鋼絲繩直徑有可能發(fā)生局部增大，并能波及相當(dāng)長的一段鋼絲繩。繩徑增大通常與繩芯畸變有關(guān) （如在特殊環(huán)境中，纖維芯因受潮而膨脹），其必然結(jié)果是外層繩股產(chǎn)生不平衡，而造成定位不正確。 繩徑局部嚴(yán)重增大的鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢。 2.5.10.6扭結(jié) 扭結(jié)是由于鋼絲繩成環(huán)狀在不可能繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下被拉緊而造成的一種變形。 其結(jié)果是出現(xiàn)捻距不均而引起格外的磨損，嚴(yán)重時(shí)鋼絲繩將產(chǎn)生扭曲，以致只留下極小一部分鋼絲繩強(qiáng)度。嚴(yán)重扭結(jié)的鋼絲繩應(yīng)立即報(bào)廢。 2.5.10.7繩徑局部減小鋼絲繩直徑的局部減小常常與繩芯的斷裂有關(guān)。應(yīng)特別仔細(xì)檢驗(yàn)靠繩端部位有無此種變形。 繩徑局部嚴(yán)重減小的鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢。 2.5.10.8部分被壓扁 鋼絲繩部分被壓扁是由于機(jī)械事故造成的。嚴(yán)重時(shí)，則鋼絲繩應(yīng)報(bào)廢。 2.5.10.9彎折 彎折是鋼絲繩在外界影響下引起的角度變形。 這種變形的鋼絲繩應(yīng)立即報(bào)廢。2.5.11由于熱或電弧的作用而引起的損壞 鋼絲繩經(jīng)受了特殊熱力的作用其外表出現(xiàn)可資識別的顏色時(shí)，該鋼絲繩應(yīng)予報(bào)廢。 （一）鋼絲繩的連接方法有小接法與大接法兩種。小接法在接頭范圍內(nèi)，是兩根繩子的繩股合在一起，因此繩頭變粗，它的接頭長度較短。大接法將兩個(gè)繩頭的繩股各剁去一半，然后將兩個(gè)繩頭對在一起插接，它的接頭長度較長，用這個(gè)方法接出的繩子，繩的粗細(xì)保持不變，表面上看不出接頭的位置。鋼絲繩用作吊索時(shí)，需要經(jīng)過人工的插接后才能成為吊索，俗稱小接法。鋼絲繩的插接方法一般可分為5種：即一進(jìn)一插接法、一進(jìn)二插接法、一進(jìn)三插接法、一進(jìn)四和一進(jìn)五插接法。最常用的是一進(jìn)三插接法，一進(jìn)五插接法多用于鋼絲繩的小結(jié) （二）鋼絲繩采用編結(jié)固接時(shí)，編接長度不得小于鋼線繩直徑的20倍，并不短于0.3米，在編結(jié)部分應(yīng)捆扎細(xì)鋼絲。 （三）鋼絲繩采用繩卡固接時(shí)，數(shù)量不得少于3個(gè)，最后一個(gè)卡子距繩頭不得小于0.14米。繩卡夾板應(yīng)在受力的一側(cè)“U”形螺栓須在鋼絲繩尾端，不得正反交叉?？ㄗ討?yīng)擰緊到使兩繩直徑高度壓扁1/3左右。繩卡固定后，待鋼絲繩受力后應(yīng)再次緊固。繩卡匹配表： 鋼絲繩直徑mm1010~2021~2628~3636~40 最少繩卡數(shù)（個(gè)） 34567 繩卡間距mm80140160220240編輯本段鋼絲繩使用注意事項(xiàng)（一） 鋼絲繩使用前應(yīng)進(jìn)行檢査。檢查范圍：拉查鋼絲繩的磨損、銹蝕、拉伸、彎曲、變形、疲勞、斷絲、繩芯露出的程度，確定其安全起重量（包括報(bào)廢）。（二） 保養(yǎng)注意事項(xiàng)：（1）鋼絲繩的使用期限與使用方法有很大的關(guān)系， 因此應(yīng)做到按規(guī)定