《钢丝绳讲义》PPT课件.ppt

钢 丝 绳,选煤中心 王涛2018年05月,一、钢丝绳概况,1钢丝绳 2钢丝 3股 4芯,一、钢丝绳概况,按用途可分为重要用途钢丝绳、一般用途钢丝绳、电梯用钢丝绳、索道用钢丝绳、航空用钢丝绳、操纵用钢丝绳、石油天然气工业用钢丝绳等；按股横截面形状可分为圆股钢丝绳、三角股钢丝绳、椭圆股钢丝绳等；按股中钢丝接触状态可分为点接触钢丝绳、线接触钢丝绳、压实股（面接触）钢丝绳；,一、钢丝绳概况,按表面状态可分为光面、镀锌、镀锌铝合金、其他保护镀层等钢丝绳；按直径可分为细直径钢丝绳（8mm）、普通直径钢丝绳（8mm60mm）、粗直径钢丝绳(60mm)；,一、钢丝绳概况,钢丝绳作用：在物料搬运中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。钢丝绳也可用作物料捆绑、悬吊（索道）等。,二、钢丝绳基本知识,钢丝抗拉强度级 钢丝抗拉强度要求达到的级别及相应的范围。用抗拉强度的下限值表示钢丝抗拉强度级，用该值可确定给定钢丝尺寸的钢丝绳的计算最小破断拉力或最小计算破断拉力总和，用N/mm2或MPa表示。,二、钢丝绳基本知识,实测钢丝抗拉强度 钢丝进行拉伸试验所测得的最大拉力与试样公称横截面积的比值，用N/mm2或MPa表示。,二、钢丝绳基本知识,表面状态和镀层品质 钢丝表面状态有光面（无镀层）、镀锌层、锌合金镀层或其它保护镀层等，镀层级别根据镀层最小质量和镀层与钢基附着性能确定，如B级、A级、AB级镀锌。,二、钢丝绳基本知识,股及股的类型 Stands and Strand types1股 strand 钢丝绳组件之一。通常由一定形状和尺寸钢丝绕一中心沿相同方向捻制一层或多层的螺旋状结构。注：股的第一层包括三根或四根钢丝，某些形状的股(如扁带股)可能没有中心钢丝。,二、钢丝绳基本知识,圆股 round strand 横截面形状近似圆形的股。,二、钢丝绳基本知识,三角股(V)triangular strand 横截面形状近似三角形的股。注：三角股的股芯可以由组合芯构成。,二、钢丝绳基本知识,椭圆股(Q)oval strand 横截面形状近似椭圆形的股。,二、钢丝绳基本知识,压实股(K)compacted strand 通过模拔、轧制或锻打等变形加工后，钢丝的形状和股的尺寸发生改变，而钢丝的金属横截面积保持不变的股。,二、钢丝绳基本知识,芯及芯的类型 Cores and core types1 芯(C)core 圆钢丝绳的中心组件，多股钢丝绳的股或缆式钢丝绳的单元钢丝绳围绕中心组件螺旋捻制。2 纤维芯(FC)fibre core 由天然纤维(NFC)或合成纤维(SFC)组成的芯。注：纤维芯通常由纤维制成纱线，纱线制成股，再由股制成绳。,二、钢丝绳基本知识,3 钢芯(WC)steel core 由钢丝股(WSC)或独立钢丝绳(IWRC)组成的芯。注1：钢芯和/或其外层股也可以包覆纤维和固态聚合物。注2：多股钢丝绳芯通常为独立的单元，但是平行捻密实绳芯除外，代号为PWRC.4 固态聚合物芯(SPC)solid polymer core 由圆形或带有沟槽的圆形固态聚合物材料制成的芯，其内部可能还包含有钢丝或纤维。,二、钢丝绳基本知识,绳芯的作用 1.支持绳股，保持钢丝绳的断面形状2.在钢丝绳弯曲时，以缓和弯曲应力，使钢丝绳富有弹性3.贮存润滑油，预防钢丝绳内部钢丝锈蚀，减少钢丝间的摩擦,二、钢丝绳基本知识,圆钢丝绳的尺寸 dimension of round rope 钢丝绳横截面的节圆直径。,二、钢丝绳基本知识,二、钢丝绳基本知识,钢丝绳的捻距(H)rope lay length 单股钢丝绳的外层钢丝、多股钢丝绳的外层股或缆式钢丝绳的单元钢丝绳围绕钢丝绳轴线旋转一周（或螺旋）且平行于钢丝绳轴线的对应两点间的距离(H)。,二、钢丝绳基本知识,钢丝绳的捻向交互捻(sZ，zS)ordinary lay 钢丝在外层股中的捻制方向与外层股在钢丝绳中的捻制方向相反的多股钢丝绳。注：第一个字母表示股的捻向，第二个字母表示钢丝绳的捻向。,二、钢丝绳基本知识,右交互捻(sZ)左交互捻(zS),二、钢丝绳基本知识,钢丝绳的捻向同向捻(zZ，sS)lang lay 钢丝在外层股中的捻向与外层股在钢丝绳中的捻向相同的多股钢丝绳。注：第一个字母表示股的捻向，第二个字母表示钢丝绳的捻向,二、钢丝绳基本知识,右同向捻(zZ)左同向捻(sS),二、钢丝绳基本知识,最小破断拉力(Fmin)minimum breaking force 最小破断拉力为钢丝绳公称直径（d）的平方、钢丝绳级别(Rr)及破断拉力系数(K)的乘积。根据规定方法测得的破断拉力(Fm)不得低于最小破断拉力的规定值。Fmin=d2RrK/1000,二、钢丝绳基本知识,最小破断拉力 经验公式：100*d*d/2（公斤）如考虑安全系数的话，用上面的公式的结果再除以6,二、钢丝绳基本知识,钢丝绳级别(Rr)rope grade 用数值表示的要求的钢丝绳破断拉力水平。如：1470、1570、1670、1770、1960。注：1770、1960等数值并不意味着钢丝绳中钢丝的实际抗拉强度级必须就是该级别。,三、钢丝绳检验方法标准,钢丝绳破断拉伸试验方法GB/T 8358-2006钢丝绳弯曲疲劳试验方法GB/T 12347-2008钢丝绳 实际弹性模量测定方法GB/T 24191-2009钢丝绳 含油率测定方法YB/T 4182-2008钢丝绳（缆）在线无损定量检测方法和判定规则 MT/T 970-2005钢丝绳 旋转性能测定方法GB/T-,三、钢丝绳检验方法标准,金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法GB/T 228.1-2010金属材料 线材 第1部分：单向扭转试验方法GB/T 239.1-2012金属材料 线材 反复弯曲试验方法GB/T 238-2013金属材料 线材缠绕试验方法GB/T 2976-2004镀锌钢丝硫酸铜试验方法GB/T 2972-1991钢产品镀锌层质量试验方法GB/T 1839-2008,四、钢丝绳产品标准,重要用途钢丝绳GB 8918-2006一般用途钢丝绳GB/T 20118-2006粗直径钢丝绳GB/T 20067-2006压实股钢丝绳YB/T 5359-2010压实钢丝绳YB/T-煤矿重要用途钢丝绳验收技术条件MT 716-2005煤矿重要用途在用钢丝绳性能测定方法及判定规则MT 717-1997,四、钢丝绳产品标准,平衡用扁钢丝绳GB/T 20119-2006密封钢丝绳YB/T 5295-2010电梯用钢丝绳GB 8903-2005输送带用钢丝绳GB/T 12753-2008操纵用钢丝绳GB/T 14451-2008航空用钢丝绳YB/T 5197-2005不锈钢丝绳GB/T 9944-2002飞机操纵用钢丝绳YB/T 5196-2005,四、钢丝绳产品标准,电梯门机用钢丝绳YB/T 4251-2011胶管用钢丝绳GB/T 12756-1991石油天然气工业用钢丝绳SY/T 5170-2008子午线轮胎用钢帘线GB/T 11181-2003镀锌钢绞线YB/T 5004-2001铝包钢绞线YB/T 124-1997光缆用镀锌钢绞线YB/T 098-1997钢丝绳铝合金压制接头GB/T 6946-2008钢丝绳用楔形接头GB/T 5973-2006,四、钢丝绳产品标准,钢丝绳用普通套环GB/T 5974.1-2006钢丝绳用重型套GB/T 5974.2-2006钢丝绳用压板GB/T 5975-2006钢丝绳夹GB/T 5976-2006钢丝绳吊索-插编索扣GB/T 16271-2009一般用途钢丝绳吊索特性和技术条件GB/T 16762-2009,四、钢丝绳产品标准,起重机械用钢丝绳 检验和报废实用规范GB/T 5972-2009石油用钢丝绳选用和推荐做法API 9B-2011(ERR.1:2012)索道用钢丝绳检验和报废规范GB/T 9075-2008公路护栏用镀锌钢丝绳GB/T 25833-2010索道用钢丝绳GB 26722-2011煤矿安全规程2016,五、钢丝绳的选用,1.钢丝绳的选择，首先应符合有关规程和产品标准的规定，同时应考虑影响钢丝绳使用性能和效果的各种特性。其特性主要包括：整绳破断拉力、耐疲劳性、耐磨性、耐腐蚀性、耐热性、抗挤压性、阻旋转性、柔韧性、结构伸长和弹性模量等。,五、钢丝绳的选用,2.目前的技术水平还很难生产出“全能”的钢丝绳，也就是说某一品种结构的钢丝绳一般只具有其中的一种或几种性能。例如：破断拉力：（同直径同强度级下）由高到低顺序为密封绳、压实绳、异形股绳、圆股线接触绳、圆股点接触绳；,五、钢丝绳的选用,耐疲劳性：压实绳高于线接触绳、线接触绳高于点接触绳，异形股绳高于圆股绳，同向捻高于交互捻，预张拉高于非预张拉；耐磨性：密封绳、压实绳、异形股绳较好，圆股绳较差，同向捻比交互捻好、外层钢丝较粗的较好；,五、钢丝绳的选用,耐腐蚀性：镀锌或镀锌铝合金绳较好、包覆和/或填充绳较好；抗挤压性：压实绳高于线接触绳、线接触绳高于点接触绳、金属芯高于纤维芯、交互捻高于同向捻；,五、钢丝绳的选用,4.根据用途、承载量、安全系数等采购不同规格型号的钢丝绳。线接触或压实股钢丝绳能提高使用性能和寿命；起重机提升最好选用阻旋转（俗称多层股）、线接触或压实股钢丝绳；腐蚀性环境应选用镀锌钢丝绳，或填充及包覆钢丝绳。,五、钢丝绳的选用,5.选购时查看产品表面是否有锈蚀和损伤、油脂涂覆是否均匀、股间隙是否均匀、股和钢丝是否突起或松动；从绳头拆开相对两股二个捻距再复位，各股可以基本恢复原位，表明钢丝绳不松散；从绳头拆散一股钢丝一小段可以检查产品的结构与标牌是否相符。,第二部分 钢丝绳事故案例分析,一、产品质量造成的事故,案例1 某矿悬挂新绳未超过24小时，钢丝绳伸长5米，钢丝绳从悬挂之日起，每天均有不同程度的伸长，使用人员每天都要采取措施来保证提升，悬挂11天后，钢丝绳断裂，钢丝绳为6*19，直径15.5mm，为主井提物，钢丝绳的使用长度为250米，单绳缠绕式提升。,通过对样品检查，钢丝绳外观符合相关产品标准，没有制造缺陷。拆股试验结果是不合格钢丝绳占全部钢丝断面积总和的55.22%。由此可以看出钢丝绳的单丝力学性能不合格时造成这次事故的主要原因,第二部分 钢丝绳事故案例分析,一、产品质量造成的事故,案例2 新绳悬挂到断绳仅20天时间，悬挂后第2天就出现3根断丝，第10天出现7根断丝，第16天出现9根断丝。,对钢丝绳取样进行检验，检验发现中心钢丝直径没有加粗，边丝直径超出范围，钢丝力学性能试验结果是不合格钢丝断面积占全部钢丝总断面积的的41.76%。对新旧两个样品比较发现强度降低很大。所以断定该钢丝绳产品质量不合格时造成这次事故的主要原因。,第二部分 钢丝绳事故案例分析,一、产品质量造成的事故,案例3 钢丝绳中个别股预成形不均匀，造成个别股突出，股缝隙过大，买方验收不合格。,第二部分 钢丝绳事故案例分析,一、产品质量造成的事故,上述两个案例可以看出，有的悬挂后钢丝绳伸长过快，有的断丝突出，有的强度降低特别明显，虽然形式各不相同，但是他们共同的特征就是拆股试验后力学性能指标都不符合标准要求。我们也看出一个问题，即钢丝绳在验收或悬挂前是否进行检验，如果验收或悬挂前检验完全可以避免和预防这些断绳事故的发生。,第二部分 钢丝绳事故案例分析,二、使用或维护保养不善造成的事故,案例3 镀锌钢丝绳发生断绳事故，使用寿命仅是以往使用寿命的三分之一。,观察来样，严重锈蚀，拆股后发现纤维绳芯干枯，钢丝表面到处都是麻点、锈蚀坑。拆股后试验结果是直径已经减少30%，强度下降48%。由此可见缺少涂油维护，使用不当是造成这次事故的主要原因，质量再好的钢丝绳如果在使用维护方面疏忽，都会过早失效，造成事故。,第二部分 钢丝绳事故案例分析,二、使用或维护保养不善造成的事故,案例4 钢丝绳从悬挂到断绳不到一个月的时间。,通过样品观察发现，钢丝绳表面磨损部位呈银亮色，表面没有油脂，拆股发现麻芯干涸，与麻芯接触的股表面掉锈皮，钢丝表面锈蚀严重。力学性能试验显示，强度值下降了60%。经核实，钢丝绳安装后从没涂过油，斜井从井口到井底上下各安装一个托辊。,第二部分 钢丝绳事故案例分析,使用中钢丝绳腐蚀,第二部分 钢丝绳事故案例分析,三、其他原因造成的钢丝绳事故,案例 5 某煤矿发生箕斗卡阻断绳事故，钢丝绳从安装到断裂只使用了65天。该矿主立井采用单绳缠绕式箕斗提升，绳子的使用长度为280米，断绳前，箕斗装满煤，提升机运转后，钢丝绳有松弛状态伸直张紧，箕斗未提起，在距离勾头75公分处断绳，同时听到有东西从箕斗外侧跌落的响声。送来的样品断口呈平齐状。,第二部分 钢丝绳事故案例分析,三、其他原因造成的钢丝绳损伤,第二部分 钢丝绳事故案例分析,扭结,钢丝绳扭结会使钢丝绳的破断拉力损失约50%，解卷方法错误或使用中松弛状态的钢丝绳被突然拉紧等都会产生扭结现象。,第二部分 钢丝绳事故案例分析,过载断裂,第二部分 钢丝绳事故案例分析,热灼伤,第二部分 钢丝绳事故案例分析,疲劳断裂,第二部分 钢丝绳事故案例分析,冲击载荷,钢丝绳受到冲击载荷时，其冲击值比想象的要大得多，有时会直接造成钢丝绳断裂。,第二部分 钢丝绳事故案例分析,卡阻断裂,第二部分 钢丝绳事故案例分析,腐蚀,钢丝绳使用的环境条件是非常恶劣的,由于受酸碱盐等矿水及含有SO2、H2S等气体的浸蚀，泥土煤尘等杂质的沉积粘附，都会使钢丝绳表面的油脂失去防锈防腐功能，加速钢丝绳的腐蚀。尤其是在腐蚀性环境和高速气流的冲刷下钢丝绳油脂会很快变质或脱落，腐蚀和磨损会更加严重。,第二部分 钢丝绳事故案例分析,新绳腐蚀,第二部分 钢丝绳事故案例分析,第二部分 钢丝绳事故案例分析,其它,其他非正常的钢丝绳外界破坏因素还有挤压、卡阻、碰撞、乱卷、受热或电火花灼伤、滑轮卷筒等配套装置不符合规定或损坏导致钢丝绳失效、未按规定补充涂油造成钢丝绳过早磨损或腐蚀失效等。,第三部分 钢丝绳固定,固定条件,钢丝绳的固定要求满足两个条件，一是连接或固定的部位必须达到相应的强度和安全要求，二是连接或固定方式与使用要求相符合。钢丝绳的固定有多种方法，针对不同的使用条件和要求选择使用。,第三部分 钢丝绳固定,固定方式（1）编结连接（2）插接连接（3）楔块、楔套连接（4）绳卡固定（5）合金套筒浇注法,第三部分 钢丝绳固定,编结连接,编结方法是将绳端部弯曲成环状，环状内侧套入一个心形环，使绳尾端部（短端）在心形环的尖部与绳体（长端）部分合并，然后用钢丝将合并的绳部分扎紧，靠合并的两绳段的摩擦力把钢丝绳尾固定。安全要求是编结长度应大于钢丝绳直径的15倍，并不应小于300毫米；连接强度不小于75%钢丝绳破断拉力。,第三部分 钢丝绳固定,编结连接,第三部分 钢丝绳固定,编结连接,安全要求：编结长度应大于钢丝绳直径的15倍，并不应小于300毫米；连接强度不小于75%钢丝绳破断拉力。,第三部分 钢丝绳固定,插接连接,第三部分 钢丝绳固定,插接连接,第三部分 钢丝绳固定,楔块、楔套连接,第三部分 钢丝绳固定,绳卡连接,绳卡间距不应小于钢丝绳直径的6倍,第三部分 钢丝绳固定,绳卡连接,第三部分 钢丝绳固定,绳卡连接,第三部分 钢丝绳固定,绳卡连接,第四部分 钢丝绳报废,72,1.缺陷：钢丝挤出 处理：立即报废,2.缺陷：单股钢丝绳 绳芯挤出 处理：立即报废,第四部分 钢丝绳报废,73,3.缺陷：绳股凹陷、绳直 径局部减少 处理：检查或降低载荷,4.缺陷：绳股挤出/扭曲 处理：立即报废,第四部分 钢丝绳报废,74,5.缺陷：局部压扁 处理：立即报废,6.缺陷：纽结（正向）处理：立即报废,第四部分 钢丝绳报废,75,7.缺陷：纽结（逆向）处理：立即报废,8.缺陷：绳股挤出/扭曲 处理：检查、降低载荷、严重报废,第四部分 钢丝绳报废,76,9.缺陷：笼状畸变 处理：立即报废,10.缺陷：外部磨损处理：润滑、观察,第四部分 钢丝绳报废,77,11.缺陷：绳股凹陷、绳 处理：立即报废,12.缺陷：表面断丝 处理：一捻距内2处 断丝或10断丝报废,第四部分 钢丝绳报废,78,13.缺陷：内部绳股突出 处理：立即报废,第四部分 钢丝绳报废,79,14.缺陷：局部直径变大 处理：增大5，立即 报废,15.缺陷：局部压扁处理：立即报废,第四部分 钢丝绳报废,80,16.缺陷：纽结 处理：立即报废,第四部分 钢丝绳报废,谢谢!,