【技术】港机用钢丝绳生产及应用（点接触钢丝绳适合港口装卸使用吗）

　　1 港机用钢丝绳的质量要求及选型

　　由于港机设备提升量大、作业率高，再加上换绳成本较高，港机设备对钢丝绳股和绳的捻制实物质量以及制绳钢丝的抗疲劳性能要求较高。为了解决这一问题，可采用合理且必要的工艺手段，通过控制制绳钢丝的力学性能以及制绳钢丝的强韧性配合，并对金属芯进行涂塑，以提高股和绳的捻制实物质量，使钢丝绳结构更加紧密合理，减小钢丝之间和绳股之间的捻制应力，从而提高钢丝绳的弯曲和疲劳性能，延长港机用钢丝绳的使用寿命。

　　1.1 港机设备的工况条件及其对钢丝绳质量的要求

　　港机设备主要用于港口散货(矿石、煤炭、粮食)和集装箱的吊运。其工作原理：将钢丝绳安装在驱动轮、托绳轮、导向轮、迂回轮上并经张紧装置拉紧后，由驱动装置输出动力带动驱动轮和钢丝绳运行，从而实现吊运散货(矿石、煤炭、粮食)和集装箱。

　　为了延长港机用钢丝绳的使用寿命，对港机用钢丝绳实物质量和力学性能提出了较高的要求。如GB 8918—2006《重要用途钢丝绳》第6.3.3条对钢丝绳拆股钢丝的公称抗拉强度及允许强差都有非常严格的要求;7.2.7条规定钢丝绳拆股钢丝在任一直径的不合格钢丝数不得超过1根，否则判为不合格。港机用钢丝绳在实际使用过程中的要求比GB 8918—2006《重要用途钢丝绳》更高，港机用钢丝绳的力学性能控制重点是制绳钢丝强韧性配合(同一强度，强度控制在中下线，韧性控制在中上线)。如果制绳钢丝的强韧性配合不好或钢丝绳的捻制不是良好状态，在使用前期就会出现钢丝绳质量问题：如早期局部疲劳断丝，钢丝绳中的钢丝局部絮乱等，将大大降低港机用钢丝绳的使用寿命。

　　1.2 港机用钢丝绳的选型

　　港机用钢丝绳的选型应根据使用条件和钢丝绳的特点来考虑。

　　(1)以磨损为主要损坏原因时，应选用外层钢丝较粗或压实股钢丝绳，如6×25Fi，6×29Fi，8×K26WS 等。

　　(2)以弯曲疲劳为主要损坏原因时，应优先选用8股绳或多丝线接触钢丝绳，如8×25Fi，6×36SW，6×41SW等。

　　(3)高扬程要求防旋转时，应优先选用微旋转或阻旋转钢丝绳，如4V×39S，4V×48S，18×7，18×19S等。

　　如果港机用钢丝绳选择点接触钢丝绳，该钢丝绳受滚筒缠绕，股内钢丝因拉力和相互挤压产生二次弯曲，钢丝磨损变形产生间隙和受力附加的三次弯曲作用，会产生很大的接触应力，很容易产生断丝，耐疲劳性能差，使用寿命短。港机用钢丝绳应优先选择线接触钢丝绳，线接触钢丝绳股内钢丝相互平行，捻距相等，钢丝与钢丝呈线接触状态。线接触钢丝绳在受力时，内层钢丝会受到外层钢丝的挤压应力，但钢丝受力均匀，产生断丝现象少，抗弯曲、抗疲劳能力强。笔者认为线接触钢丝绳用在港机上有较好的综合性能。

　　2港机用钢丝绳的生产工艺

　　港机用钢丝绳的结构规格较多，不同结构规格生产工艺参数不同，以生产8×25Fi+EPIWRC—53卸船机用钢丝绳生产为例介绍其生产工艺。

　　2.1 钢丝绳参数及要求

　　8×25Fi+EPIWRC—53卸船机用钢丝绳的捻制参数见表1。

　　

　　2.2 捻股工艺及要求

　　8×25Fi+EPIWRC—53卸船机用钢丝绳的捻制质量要求很高，在捻股前和整过生产过程中，钢丝表面不得有竹节、折弯、锈蚀、超差等质量缺陷。要求各股捻制必须均匀，应力控制在适当的范围以内(股偏移负90°至负180°)，主要是股绳司机要将每根钢丝张力控制在适当的范围以内。选择符合工艺要求的压线瓦，压紧压线瓦，在不损伤钢丝的前提下，确保股丝捻制紧密，外层钢丝必须定尺生产。股绳司机必须严格按照设计的工艺参数进行操作，股绳工艺参数及具体要求见表2。

　　

　　2.3 捻绳工艺及要求

　　要达到理想的捻绳效果，获得最佳的捻制质量，所涉及的因素很多，包括钢丝绳的结构、规格、材质性能、捻距、捻制张力、压线瓦、预变形辊工作辊径、辊间距和压下量等因素，预变形器工艺参数设计是否优化是生产高品质钢丝绳的关键。

　　2.3.1 钢丝绳捻距

　　GB/T 20118—2006《一般用途钢丝绳》中6.1钢丝绳、股捻距规定，线接触钢丝绳的捻距不应大于公称直径的7.25倍;MT 716—2005《煤矿重要用途钢丝绳验收技术条件》附录A规定，线接触钢丝绳的捻距不应大于公称直径的6.70倍。综合GB 8918—2006《重要用途钢丝绳》，考虑港机用钢丝绳的柔软性和结构伸长，该钢丝绳的捻距设计为公称直径的6.62倍。

　　2.3.2 预变形器工艺参数

　　预变形器的前端盘直径按钢丝绳捻距的1.05至1.20倍设计，预变形棍的工作辊径按钢丝绳外层股股径的3至5倍设计。在钢丝绳成品合绳时，股经过预变形器中的预变形辊弯曲变形，形成空间螺旋线，从而减小钢丝绳的捻制应力，满足钢丝绳既不松散，又不起壳的要求。根据生产实践经验，8×25Fi+EPIWRC—53卸船机用钢丝绳每股的拆股变形率最佳范围为84%～88%，因此，在样品生产时辊间距分别以75%，80%，85%捻距(L，mm)，预变形压下量分别为绳径(D，mm)的1.2，1.38，1.45倍进行调试，生产结果见表3。

　　

 

 

　　从表3可以得出，预变形辊端距在80%L, 预变形压下量为绳径的1.38倍时，钢丝绳的捻制质量最佳，最终确定该组预变形工艺参数为实际生产工艺参数。

　　在合绳前和整过生产过程中，钢丝绳股的表面不得有质量缺陷，要求成绳操作司机将每根股的张力控制在适当的范围以内，选择符合工艺要求的压线瓦，压紧压线瓦，在不伤钢丝的前提下(允许有一定的压线瓦压痕)，确保股捻制紧密，即不松散，又不起壳。成绳司机必须严格按照设计的工艺参数进行操作，确保钢丝绳的捻制质量。

　　2.3.3 金属芯涂塑合绳时工艺及要求

　　为了解决金属芯早期断丝的质量缺陷，结合港机用钢丝绳的工况条件，提出金属芯涂塑合绳时中频炉工艺参数，见表4。

　　通过反复试验，当机身转速控制在10～30 r/min，出中频炉口涂塑芯温度在80～150 ℃时，既能保证不破坏涂塑绳芯结构，又能保证绳芯进入钢丝绳时，绳芯的塑料能均匀地黏附在钢丝绳的绳芯及各股之间，效果最佳(图1)。

　　3 港机用钢丝绳的应用

　　港机用钢丝绳的操作与维护保养应注意以下事项。

　　(1)新绳初期要轻负荷、慢运行一段时间(大约3 d)，使钢丝绳结构的适应性调整趋于稳定，否则将会缩短钢丝绳使用寿命;港口操作司机在实际操作过程中，严禁违规操作，特别是突然的冲击力会对钢丝绳结构造成破坏，这将大大缩短钢丝绳使用寿命。

　　(2)钢丝绳在卷筒上应排列整齐，避免挤咬，以防出现非正常断丝，从而影响使用寿命。

　　(3)钢丝绳使用时自身油脂会消耗，定期涂油更为重要。用户须根据自身工作环境及使用频率，确定合理涂油周期，保持好钢丝绳的润滑是保证钢丝绳使用寿命的重要环节。

　　(4)钢丝绳经过的轮槽与钢丝绳绳径的匹配很关键，对转动不灵的滑轮要及时处理，对磨损严重的滑轮要及时更换。

　　(5)正确的放绳和安装也是保证钢丝绳使用寿命的重要环节。
 

点接触钢丝绳适合港口装卸使用吗

　　点接触优点：制作简单

　　价格便宜，适用一般起吊

　　缺点：抗拉强度相对低

　　4 结语

　　港机用钢丝绳的使用寿命，不仅与钢丝绳的捻制质量、制绳钢丝的品质、钢丝绳用油脂的品质直接相关，还与港机设备与钢丝绳的匹配以及用户的规范操作、安装、维护和保养有关。

所以点接触钢丝绳是不适合港口装卸的使用的！港口行业未来的发展对钢丝绳品种的需求将会向多元化发展，如4股钢丝绳、6股钢丝绳、8股钢丝绳、多层股钢丝绳、压实股钢丝绳等，对钢丝绳质量的要求会越来越高，市场竞争将会愈来愈激烈。

　　(摘自《金属制品》2016年第1期，编辑：刘小鹏)

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