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(河北唐山曹妃甸實業(yè)港務(wù)有限公司,河北唐山 063000)
[摘 要] 卸船機(jī)中的鋼絲繩由于長期承受沖擊荷載的作用, 容易出現(xiàn)疲勞破壞, 對其使用功能產(chǎn)生較大的影響。針對這種情況,本文分析鋼絲繩使用壽命的影響因素, 探究使用頻率、 荷載狀況、 潤滑狀況對其產(chǎn)生的影響, 并提出通過合理的選擇鋼絲繩型號、 科學(xué)的鋼絲繩檢測手段以及保證充足的鋼絲繩潤滑等措施提高鋼絲繩的安全經(jīng)濟(jì)性, 給當(dāng)前卸船機(jī)中鋼絲繩的選擇提供參考。
[關(guān)鍵詞] 鋼絲繩; 使用功能; 安全經(jīng)濟(jì)
卸船機(jī)在港口碼頭中的應(yīng)用十分普遍,由于長期的使用,卸船機(jī)鋼絲繩在承受重物自身的靜荷載的同時,也在不斷承受著動荷載,再加上與滑輪之間反復(fù)摩擦力的作用,鋼絲繩的使用壽命會受到較大的影響。當(dāng)使用次數(shù)超過一定限值之后,鋼絲繩會出現(xiàn)疲勞破壞,給卸船機(jī)的工作安全帶來影響,同時經(jīng)常性的更換鋼絲繩也提高了經(jīng)濟(jì)成本。研究影響鋼絲繩使用壽命的因素,確定其對經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生的影響,能夠有效的降低成本。
1 鋼絲繩使用壽命的影響因素
1.1 使用頻率
鋼絲繩使用頻率一般以日工作時間來衡量,在總的時間范圍內(nèi),平均日工作時間越多,鋼絲繩出現(xiàn)疲勞破壞的概率越大,對其使用壽命的影響越嚴(yán)重,因此同樣的工作條件下,使用頻率可以作為鋼絲繩使用壽命的主要評判標(biāo)準(zhǔn)。
1.2 荷載情況
鋼絲繩在使用過程中會受到多種荷載的共同作用, 其中的重物靜荷載和沖擊動荷載對鋼絲繩的使用壽命影響較大,當(dāng)鋼絲繩長期受到反復(fù)荷載作用時,由于繩索的不斷拉伸,導(dǎo)致微應(yīng)變逐漸增大,超過彈性極限后就會發(fā)生破壞。
1.3 潤滑狀況
鋼絲繩在工作時會經(jīng)常性的與軸承、齒輪之間互相磨損,鋼絲繩在于其他零件相接處時會發(fā)生摩擦,具體來說,以下幾點(diǎn)原因可能造成鋼絲繩的磨損:1)潤滑不足導(dǎo)致的接觸部位磨損;2)灰塵、磨料的混入引起的磨損;3)鋼絲繩暴露在潮濕空氣中引起的化學(xué)腐蝕;4)沖擊、超載引起的損傷累積;5)鋼絲繩與鼓輪之間不斷摩擦,當(dāng)接觸面潤滑程度不足時,鋼絲繩容易出現(xiàn)斷裂;6)金屬的長期摩擦作用會使得鋼絲繩表面變得更加脆弱,脆化后的鋼絲表面更容易開裂而破壞。
2 提高鋼絲繩安全經(jīng)濟(jì)型的途徑
2.1 鋼絲繩的合理選擇
不同的使用功能對鋼絲繩有不同的要求,其中鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)問題是重要的選擇參考指標(biāo)。錯誤的選擇將會給滑輪的使用壽命帶來很大危害,對于單組滑輪來說,應(yīng)該選擇防止旋轉(zhuǎn)的鋼絲繩,對于有導(dǎo)向的荷載來說,要選擇能夠旋轉(zhuǎn)的鋼絲繩,對于使用在卷筒上的鋼絲繩來說,由于使用過程中經(jīng)常會彎曲,隨著繩索的提升扭轉(zhuǎn)量開始逐漸積累,為了防止對鋼絲繩的強(qiáng)度產(chǎn)生影響,應(yīng)該選擇繩芯與外股旋轉(zhuǎn)方向相反的型號,這種型號在使用時由于內(nèi)外兩層繩股之間的纏繞方向相反,產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩會互相抵消,自由端更不容易產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),同時支撐點(diǎn)的增加也使得其強(qiáng)度更大,給鋼絲繩的安全使用帶來了較大的保障。鋼絲繩的合理選擇將會對其使用壽命產(chǎn)生直接影響,在實際使用過程中應(yīng)該根據(jù)功能需求靈活選擇。
2.2 科學(xué)的鋼絲繩檢測手段
當(dāng)前對于鋼絲繩的診斷大多停留在人工檢測階段,采用此種診斷方法只能從外表上檢測出鋼絲繩存在的一些損傷問題,對于內(nèi)部存在的安全隱患無法探知,比如長期使用的鋼絲繩即使外表沒有看出較為嚴(yán)重的破損,但內(nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)大量的鋼絲斷裂,繼續(xù)使用存在較大的安全隱患。采用弱磁檢測技術(shù)則能夠在不改變鋼絲繩使用功能的前提下,快速準(zhǔn)確的檢測出鋼絲繩內(nèi)部存在的問題,通過對鋼絲繩進(jìn)行定期診斷,能夠確保及時發(fā)現(xiàn)破損的鋼絲繩,對節(jié)省鋼絲繩更換成本也有著較大的幫助。
2.3 保證充足的潤滑
港日機(jī)械卷揚(yáng)機(jī)上用的鋼絲繩是安全件,鋼繩在出廠前一般都作過初級潤滑防銹處理,但它只能對儲存、運(yùn)輸和使用初期起作用,長期使用過程中,原有的潤滑油將慢慢流失和散發(fā)掉,故必須加強(qiáng)潤滑保養(yǎng),定期給鋼繩涂潤滑油,才能確保鋼繩內(nèi)外表面附著有油膜,從而保證了應(yīng)有牽引力,延長鋼繩的使用壽命,減少事故的發(fā)生,鋼繩潤滑劑主要有4種作用:
1)減少鋼繩內(nèi)部絲之間、股之間及鋼繩與滑輪等因運(yùn)動屈張而產(chǎn)生的摩擦、磨損,減少斷裂的可能性;
2 )為鋼繩的繩芯、鋼絲以及各股提供內(nèi)部與外部的防腐保護(hù),減少銹蝕,延長鋼繩的壽命;
3 )增加鋼繩的柔韌性,使載荷在繩股上分配均勻,減少彎曲疲勞;
4 )涂抹在鋼繩上的潤滑劑可作為鋼繩與滑輪組及滾筒之間的緩沖物。潤滑油是鋼絲繩的重要組成部分,這一點(diǎn)經(jīng)常被低估。鋼絲繩如果沒有足夠的潤滑油,或者用了錯誤的潤滑油,將不可避免地導(dǎo)致過早疲勞損傷或鋼絲繩的內(nèi)部腐蝕。對于鋼絲繩的潤滑油選擇, 必需遵循以下原則:1)粘附性要好;2) 滲透性要好;3)揮發(fā)性要小;4)極壓抗磨性高;
5)抗腐蝕性能要強(qiáng);6)抗外界的干擾作用要強(qiáng)。
3 結(jié)語
卸船機(jī)的鋼絲繩使用的安全經(jīng)濟(jì)性分析對于提高鋼絲繩的利用效率,延長鋼絲繩使用壽命有著積極意義。由于鋼絲繩的使用環(huán)境較為特殊,在反復(fù)荷載作用下容易出現(xiàn)破損現(xiàn)象,一旦出現(xiàn)鋼絲繩斷裂將會造成嚴(yán)重的安全事故,因此需要對鋼絲繩的使用壽命進(jìn)行定期檢測和分析,結(jié)合鋼絲繩的功能需求,通過選擇合理的鋼絲繩型號,定期對鋼絲繩進(jìn)行檢測,加強(qiáng)鋼絲繩的潤滑等方法,能夠有效改善鋼絲繩的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
[ 參考文獻(xiàn) ]
[1] 翁春華.提高橋式抓斗卸船機(jī)鋼絲繩使用安全經(jīng)濟(jì)性的探討[J].海峽科學(xué),2010.
[2] 翁春華.提高橋式抓斗卸船機(jī)鋼絲繩使用安全經(jīng)濟(jì)性的探討[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2009.
[3] 李偉華.優(yōu)化牽引式抓斗卸船機(jī)鋼絲繩使用安全經(jīng)濟(jì)性的分析[J].廣東科技,2011.
作者簡介:康聚生,1982年生,男,河北唐山人,本科,唐山曹妃甸實業(yè)港務(wù)有限公司工程師,主要研究方向為港口機(jī)械。
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