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启闭机钢丝绳的选用与维护
摘要:卷扬式启闭机构造简单,维护检修方便,因此广泛应用于闸门启闭。钢丝绳作为连接启闭机和闸门的关键构件,对充分发挥工程效益至关重要。但因其外表直观,结构简单,维护保养的重要性往往不被重视。本文在分析启闭机钢丝绳失效原因的基础上,提出如何正确选择钢丝绳的型号、连接方式以及计算最小破断拉力;结合实际,阐述了如何有效进行钢丝绳的检查、养护和维修,对延长其使用寿命,确保闸门正常启闭,具有一定的借鉴意义。
关键词:启闭机;钢丝绳;失效原因分析;选用;检查;维护
固定卷扬式启闭机构造较简单易于制造,维护检修方便,广泛应用于各种类型闸门的启闭。钢丝绳作为连接启闭机和闸门的关键构件,对于充分发挥工程效益至关重要。因其外表直观,结构简单,维护保养的重要性往往不被重视,在工程运用过程中,钢丝绳使用环境恶劣,受力复杂,因选用不当、维护保养不良造成的险情或事故并不鲜见,对工程造成的后果不堪设想,因此必须选择合理型号,加强保养和维修,确保闸门正常启闭,工程安全运行。
1失效原因分析
实际使用中,启闭机钢丝绳的受力情况很复杂,主要承受以下三种力:一是闸门自重、配重、水柱压力和磨擦阻力所相起的拉伸力;二是钢丝绳穿绕过卷筒、滑轮所引起的弯曲力;三是钢丝绳与卷筒、滑轮接触时所受的挤压力等。

启闭机钢丝绳长期处于暴露的大气或水中,往往由于电化学腐蚀使其表面剥离,产生黑皮麻坑形成沟纹,在水质污染严重的干湿交替部位尤为严重。实践证明:由于腐蚀原因引起的强度和韧性损失大大超过了正常磨损和疲劳的影响。含有酸性和碱性的水流和气流,不仅会冲刷掉钢丝绳表面和内部的油脂,造成绳芯腐烂,钢丝绳锈蚀,而且还会使股与股及钢丝绳间磨损挤压,钢丝强度和韧性损失加剧。
防止钢丝绳锈蚀损伤的方法有两种,一种是勤涂油,二是选用镀锌或不锈钢等特种钢丝绳。

启闭机钢丝绳使用时与卷筒等其它物体接触并有相对运动,产生摩擦,钢丝绳的表面也不断磨损。钢丝绳最常见的磨损方式一般有外部磨损和内部磨损两种情况。

钢丝绳在使用过程中其外周与滑轮槽、卷筒壁、钩头等物体表面接触而引起的磨损属于外部磨损。外部磨损使外周表面的细钢丝被磨平,绳径变细。钢丝绳的破断载荷随着承受载荷截面积减小,也相应降低。实际使用中,外部磨损造成的单周磨损较全周磨损更为恶劣,因此应尽可能使单周磨损的钢丝改为全周均匀磨损。在钢丝绳全长范围内,也可通过调头使用等方法尽可能做到均匀地磨损,延长其使用寿命。

钢丝绳经过卷筒或滑轮时,所承受的全部负荷压在其一侧,此时钢丝绳钢丝的曲率半径不可能完全相同。弯曲时,钢丝绳内部各根细钢丝就会相互产生作用力并产生滑移,股与股之间接触应力增大使相邻股间的钢丝产生局部压痕。当反复循环弯曲拉伸时,压痕逐渐加大为深凹,并产生集中应力而被折断。细钢丝表面的压力与钢丝绳所承受的拉力成正比,在拉力相同情况下,受压面积不同单位面积承受的压力也不同。实践表明:采用线接触或面接触的钢丝绳比采用点接触钢丝绳在减少内部磨损方面更为有利。

钢丝绳反复通过滑轮或卷筒,无数次的弯曲容易使钢丝产生疲劳,韧性下降,最终导致断丝。弯曲疲劳断丝通常出现在弯曲程度最历害一侧的外层钢丝上。当弯曲疲劳断丝的出现意味着钢丝绳已到了使用后期。钢丝绳的弯