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旋挖鉆機鋼絲繩的選用及保養

發布人:admin 發布時間:2016/07/25

1、鋼絲繩類型的選擇

  旋挖鉆機使用的鋼絲繩一端用楔固定在卷揚機的卷筒上,另一端固定在鉆桿上端的提引器上。在動力頭帶動鉆桿旋轉鉆進施工過程中,提引器的下端隨鉆桿一起旋轉,而上端不旋轉,將鉆桿旋轉應力減到最小。一般用途的鋼絲繩在受到扭轉載荷時都會沿著繩芯旋轉,使鋼絲繩本身變得松散。如果選擇抗旋轉或非旋轉的鋼絲繩,對于提高鋼絲繩的使用壽命,保障工作人員和設備的安全,增加工作效率均會收到顯著效果。這種鋼絲繩的抗旋轉性是通過改變其結構以及捻制方向而實現。它可以使鋼絲繩的自旋轉趨勢最小。因為抗旋轉鋼絲繩有一個獨立的繩芯,其捻向與外股的相反。這種結構,即使在提升高度大、負載面寬的情況下,鋼絲繩繩芯與外股之間的力矩也會互相抵消,鋼絲繩不會發生扭轉。由于目前國內外旋挖鉆機都沒有安裝動滑輪,所以鋼絲繩單繩拉力較大。這樣就應該配備柔韌性好、抗磨損性能佳、抗旋轉且抗擠壓性能好的鋼絲繩。尤其是對于多層纏繞的前置卷揚卷筒,推薦使用同捻向的鋼絲繩,以避免內股產生印痕。

  異形股鋼絲繩繩股斷面為三角形、橢圓形或扇形。異型股鋼絲繩與同一直徑、同一強度的圓股鋼絲繩整繩相比,破斷拉力可提高20%,使用壽命可高出2~3 倍。其原因在于異型股鋼絲繩的支撐面積比圓形股鋼絲繩的要高出3~4倍,與繩槽的接觸面積大,故接觸應力小。此外,異型股鋼絲繩因股與股間接觸點多,金屬填充系數大,因此具有抗擠壓、耐疲勞性能好的特點。有些類型鋼絲繩在鋼芯和外股之間布有一層塑料層,減少了鋼芯與外股之間的摩擦,提高了鋼絲繩的抗疲勞性,并使鋼絲繩的結構更緊湊,不僅抗擠壓、抗高溫,而且吸收沖擊載荷的能力大大提高。圓型股鋼絲繩與異型股鋼絲繩斷面結構的比較如圖1所示。

2、鋼絲繩直徑的選擇

  鋼絲繩的使用壽命主要取決于繩槽尺寸,以及鋼絲繩直徑和卷筒直徑比率的正確選擇。

  旋挖鉆機通常選擇:D/d≥20,D/φ≥250。

  式中:d為卷筒或滑輪底部直徑;D為鋼絲繩的直徑;φ為鋼絲繩最外層鋼絲直徑。

  (1)鋼絲繩與卷筒繩槽的形狀和直徑的匹配

  當鋼絲繩在卷筒上纏繞了幾層之后,在纏繞交叉點和互相接觸的部位會受到集中的壓力和摩擦力。為了減少磨損,延長鋼絲繩的使用壽命,建議當鋼絲繩使用了一段時間后,切掉固定在卷筒上的那一段。這樣,狀況良好的部分將取代原磨損位置。這種切割操作應該在重載提升系統中周期性地進行,而不用等到鋼絲繩完全損壞,要選擇那種能夠支撐螺旋之間壓力和摩擦力的鋼絲繩,因此應該是帶鋼芯的、多股式的鋼絲繩。鋼絲繩與卷筒繩槽的匹配參數(見圖2)應按下式確定:p= 1.15×D(D最大為10mm的鋼絲繩);p=1.12×D(D最大為20mm的鋼絲繩);p=1.11×D(D超過20mm的鋼絲繩);h=0.4× D;r=0.55×D。式中:D為鋼絲繩直徑;P為繩槽中心距;H為繩槽高度;R為繩槽半徑。

      (2)鋼絲繩與滑輪繩槽的形狀和直徑的匹配

  合理選擇滑輪繩槽的尺寸對于鋼絲繩的使用壽命至關重要。滑輪繩槽直徑必須大于鋼絲繩的公稱直徑,底部必須光滑,呈圓形,沒有凹凸,并且兩邊要有完整勻稱的側邊。滑輪繩槽不必考慮減小鋼絲繩的側向壓力,它的直徑必須始終比鋼絲繩的直徑大。滑輪繩槽尺寸參數如圖3所示,正確的繩槽尺寸參數必須按下式計算(尺寸誤差為0~4%):

  新滑輪繩槽的最小直徑φmin=1.05D;

  新滑輪繩槽的最大直徑φmax=1.10D;

  新滑輪繩槽的推薦直徑φ2=1.08D;

  繩槽的側邊開角應為30°~60°,比傾角的值要大。

  圖3中:φ為滑輪繩槽直徑,φ=1.08D,h=1.75D,hmin=1.41D,a=45°~60°

      使用磨損、損壞的鋼絲繩是非常危險的,要經常檢查鋼絲繩的磨損情況以及有無損壞。鋼絲繩一旦在工作中斷裂,所造成的危害對整個鉆機或樁孔都是毀滅性的,因此在使用鉆機時必須注意鋼絲繩的檢查和保養。隨著機器工作小時的增加,鋼絲繩會不斷磨損,所發必須每班檢查其使用狀態。

  (1)觀察鋼絲繩的潤滑情況

  鋼絲繩通常是在加工時被潤滑的,包括表面和內部潤滑,這樣可以保護鋼絲繩不受腐蝕和避免內鋼絲和干摩擦,又可潤滑鋼絲繩在運動時的內外表面。初次潤滑可保持較長時間。當觀察到鋼絲繩潤滑不良或者缺少潤滑油時,需要及時涂油。潤滑時要注意磨損程度不同所用潤滑脂也不同。

  ①鋼絲繩在滑輪上滑動或在滾筒上滾動時,一般采用SAE30W,它能穿透繩的縫隙進行有效地潤滑。

  ②鋼絲繩嚴重磨損時,使用高黏度的油脂潤滑以減少機械磨損,如高黏度油或包含石墨、二硫化鉬黏合添加劑的輕脂。

  ③鋼絲繩接觸到松散磨料(泥土、沙子等)時,繩外的潤滑油(脂)會黏著這些物體,導致鋼絲繩和滑輪嚴重磨損。在遇到這種情況時,必須及時對鋼絲繩表面進行清理和潤滑。

  潤滑鋼絲繩的方法:對繩進行連續浴,即讓繩從裝有潤滑油的容器中滑過,并用布去掉繩上帶出多余的油;用布或刷子對繩進行刷油或脂;用噴槍對繩噴油進行潤滑。

  (2)觀察鋼絲繩的疲勞情況

  鋼絲繩在長時間的使用中也會慢慢地疲勞。其老化的過程簡單可表示為:磨損-彎曲-腐蝕和拖拉-疲勞-塑性變形-鋼絲斷裂-鋼絲繩斷裂。檢查疲勞的主要方法是觀察鋼絲繩的內部鋼絲的斷裂情況和鋼絲繩的彎曲變形情況。鋼絲繩出現以下幾種常見情況應采取必要的措施:

  ①當發現鋼絲繩外部有數股鋼絲斷裂時,必須及時換鋼絲繩,否則會很危險。

  ②當發現鋼絲繩發生股變形時,即鋼絲繩中有幾股鋼絲明顯由里層向外層突出時,這種情況說明鋼絲繩局部已發生很大的塑性變形,很容易在長時間提起重物時產生崩斷現象,必須立即換繩。

  ③當發現鋼絲繩螺旋形扭曲得非常緊并最外層鋼絲出現很多毛刺,或某部位出現鋼絲繩變細時,需要立即換繩。

  隨著我國交通以及城鎮基礎設施建設的快速發展,旋挖鉆機在工程施工中的應用越發普及,旋挖鉆機鋼絲繩是影響作業效率和施工成本的重要部分。在施工過程中,應嚴格按規范操作,定期檢驗鋼絲繩的磨損及腐蝕情況,并認真做好現場維護和保養,以充分發掘鋼絲繩的使用潛力,進一步提高鋼絲繩的使用壽命,從而降低成本、提高效率、安全施工,提高施工企業的綜合經濟效益。


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