不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩是起重機(jī)械提升運(yùn)輸系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,對(duì)起重機(jī)械提升用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩都有嚴(yán)格的維護(hù)和保養(yǎng)要求。然而,近年來,盡管嚴(yán)格按照不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的相關(guān)要求加強(qiáng)了不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的維護(hù)和保養(yǎng),但是,每年仍然有斷繩事故發(fā)生。
不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩失效現(xiàn)象:
經(jīng)過對(duì)某起重機(jī)公司近來報(bào)廢的不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩進(jìn)行拆解分析,90%以上的鋼絲繩有不同程度的磨損斑點(diǎn),斑跡明顯處還伴隨有裂紋,長者伸入鋼絲1/3以上,內(nèi)層股上的磨損斑尤其明顯。圖1為拆股后的鋼絲繩,可看到其內(nèi)層股上有許多磨損斑點(diǎn)。
通過對(duì)報(bào)廢的不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的解剖發(fā)現(xiàn),不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的表面外層基本無損傷,內(nèi)層磨損、斷絲較嚴(yán)重,如圖1、圖2,從斷裂的鋼絲繩研究觀察可得出,鋼絲繩總是內(nèi)層絲先斷裂,并且內(nèi)層絲上磨損點(diǎn)數(shù)多,磨損深度大,而外層絲磨損深度比較淺。
為不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩內(nèi)層股鋼絲斷絲截面圖。由圖3可以看出,鋼絲的斷裂是由磨損表面產(chǎn)生裂紋,裂紋不斷擴(kuò)展,導(dǎo)致鋼絲斷裂。
失效原因分析:
不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩在使用過程中,每個(gè)工作循環(huán)都包括直線提升,過滑輪或?qū)蜉?,繞于卷筒,空載下降。因此不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩實(shí)際承受的是疲勞載荷,鋼絲繩中每根鋼絲上的作用力實(shí)質(zhì)上是交變應(yīng)力。不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩中股與股是相互捻緊的,在受軸向力作用的情況下,股內(nèi)鋼絲的變形可以看成是同步的,但股與股之間卻存在相互微小的錯(cuò)動(dòng)。因此,鋼絲繩中鋼絲實(shí)際上是處于微動(dòng)磨損環(huán)境。
由以上分析可知,正常使用的起重機(jī)鋼絲繩,保證鋼絲繩與滑輪或?qū)蜉喌牧己脻櫥?,微?dòng)磨損與疲勞磨損同時(shí)存在于不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的使用環(huán)境中,因此造成不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩失效是微動(dòng)磨損與疲勞磨損綜合作用的結(jié)果,即微動(dòng)疲勞磨損。由于使用中,不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩出現(xiàn)內(nèi)部微動(dòng)磨損,當(dāng)鋼絲繩作反復(fù)循環(huán)拉伸彎曲時(shí),在其交變應(yīng)力作用下在磨損深凹處易產(chǎn)生應(yīng)力集中而被折斷,從而大大降低了鋼絲繩的使用壽命。