大型吊装工程中，应使用符合国家标准的钢丝绳

（1）概 述

① 钢丝绳的用途。

钢丝绳（图1-1）是吊装机械的重要零件之一，它具有强度高、自重轻、弹性大、韧性好、耐磨、耐冲击、在高速下运行平稳且噪声小、极少突然断裂、安全可靠等优点，而被广泛用在起重机的起升机构，也用于变幅机构、牵引机构中，有时也用于回转机构。此外，钢丝绳还用作桅杆起重机的桅杆张紧绳、缆索起重机与架空索道的支承绳以及捆扎物品。

起重吊装作业中常用钢丝绳为多股钢丝绳，由多个绳股围绕一根绳芯捻制而成。大型吊装工程中应采用国家标准《重要用途钢丝绳》（GB 8918—2006）标准规定的钢丝绳，一般吊装工程中应采用《一般用途钢丝绳》（GB/T 20118—2006）标准规定的钢丝绳。

图1-1　钢丝绳

② 钢丝绳的材料。

钢丝绳的钢丝要求有很高的强度与韧性，通常由含碳量0.5%～0.8%的优质碳素钢制成，含硫、磷量都不大于0.03%。

优质钢锭通过热轧制成直径约为6 mm 的圆钢，然后经过冷拔工艺将直径减到所需尺寸（通常为0.5～2 mm）在拔丝过程中还要经过若干次热处理。热处理及冷拔过程中的变形强化使钢丝达到很高的强度，为1 400～2 000 MPa　[Q235 钢的强度只有380 MPa]。

③ 钢丝绳的制造方法。

首先将钢丝捻成股，然后将若干股围绕着绳芯捻制成绳。

股是由一定形状和大小的多根钢丝、拧成一层或多层螺旋状而形成的结构，是构成钢丝绳的基本元件。

绳芯的作用是：增加挠性、弹性和润滑。一般在绳中心布置一绳芯，有时为了更多地增加钢丝绳的挠性与弹性，在每一股的中央也布置绳芯。

（2）钢丝绳的种类

钢丝绳可以按以下方式进行分类：

① 按钢丝绳芯材料不同可分为麻芯、石棉芯和金属绳芯三种，起重作业中常采用麻芯钢丝绳，麻芯中浸有润滑油，起减小绳股及钢丝之间的摩擦和防腐蚀的作用。

② 按钢丝绳绳股及丝数不同可分为6×19、6×37 和6×61 三种，起重作业中最常用的是6×19 和6×37 钢丝绳。在同等直径下，6×19 钢丝绳中的钢丝直径较大，强度较高，但柔韧性差。而6×61 钢丝绳中的钢丝最细，柔性好，但强度低。6×37 钢丝绳的性能介于上述二者之间，柔性比6×19 钢丝绳好，比6×61 钢丝绳差；强度比6×19 钢丝绳差，比6×61 钢丝绳好。

③ 按钢丝表面处理不同又可分为光面和镀钵两种，起重作业中常用光面钢丝绳。

④ 按钢丝绳股结构不同，又可分为点接触绳、线接触绳和面接触绳。

A. 点接触绳的各层钢丝直径相同，但各层螺距不等，所以钢丝互相交叉形成点接触，在工作中接触应力很高，钢丝易磨损折断，但其制造工艺简单。

B. 线接触绳的股内钢丝粗细不同，将细钢丝置于粗钢丝的沟槽内，粗细钢丝间成线接触状态。由于线接触钢丝绳接触应力较小，钢丝绳寿命长，同时挠性增加。由于线接触钢丝绳较为密实，所以相同直径的钢丝绳，线接触绳破断拉力大些。绳股内钢丝直径相同的同向捻钢丝绳也属线接触绳。

C. 面接触绳的股内钢丝形状特殊，采用异形断面钢丝，钢丝间呈面状接触。其优点是外表光滑，抗腐蚀和耐磨性好，能承受较大的横向力；但价格昂贵，故只能在特殊场合下使用。

（3）钢丝绳的规格参数

一般起重作业中6×19 和6×37 钢丝绳，其规格参数见表1-1 和表1-2。本参数仅供学生和做初步方案时参考，做正式方案请以《重要用途钢丝绳》（GB 8918—2006）和《一般用途钢丝绳》（GB/T 20118—2006）等国家标准为准。

表1-1　钢丝绳（6×19）主要技术参数

表1-2　钢丝绳（6×37）主要技术标准

（4）钢丝绳的规格含义

钢丝绳是由高碳钢丝制成。钢丝绳的规格较多，起重吊装常用6×19＋FC（IWR）、6×37＋FC（IWR）、6×61＋FC（IWR）三种规格的钢丝绳。

其中6 代表钢丝绳的股数，19（37、61）代表每股中的钢丝数，“＋”后面为绳股中间的绳芯，其中FC 为纤维芯、IWR 为钢芯。

关于钢丝绳详细的命名标准参见国家标准《钢丝绳术语、标准和分类》GB/T 8706—2006中的相关规定。

（5）钢丝绳的选用

钢丝绳在同直径时公称抗拉强度越低，每股绳内钢丝越多，钢丝直径越细，则绳的挠性越好，但钢丝绳易磨损。反之，每股绳内钢丝直径越粗，则钢丝绳挠性越差，钢丝绳耐磨损。因此，不同型号的钢丝绳，它的使用范围也不同。根据起重吊装作业的实际需要，一般情况下，钢丝绳的选用可考虑以下原则：

① 6×19 钢丝绳用作缆风绳、拉索及制作起重索具，一般用于受弯曲载荷较小或遭受磨损的地方。

② 6×37 钢丝绳用于起重作业中捆扎各种物件、设备及穿绕滑车组和制作起重用索具。适用于绳索受弯曲时。

③ 6×61 钢丝绳用于绑扎各类物件。绳索刚性较小，易于弯曲，用于受力不大的地方。

同向捻的钢丝绳，表面较平整、柔软，具有良好的抗弯曲疲劳性能，比较耐用；其缺点是绳头断开处绳股易松散，悬吊重物时容易出现旋转，易卷曲扭结，因此在吊装中不宜单独采用。起重吊装作业常用左交互捻钢丝绳。

（6）钢丝绳的受力计算

某一规格的钢丝绳允许承受的最大拉力是有一定限度的，超过这个限度，钢丝绳就会被破坏或拉断，因此在工作中需对钢丝绳的受力进行计算。

① 钢丝绳的破断拉力。

制造钢丝绳钢丝的公称抗拉强度分别为1 470 MPa、1 570 MPa、1 670 MPa、1 770 MPa和1 870 MPa 五个强度等级。在相应强度等级下给出了不同直径、不同绳芯钢丝绳的最小破断拉力，以钢丝绳的最小破断拉力除以一个安全系数，即得到钢丝绳极限工作拉力，可由下式求得：

式中 F0——钢丝绳最小破断拉力（kN）；

ku——钢丝绳安全系数。

此方法没有考虑钢丝经过捻制后受到的强度损失。在计算时可按降低18%作为钢丝绳破断拉力值。

在工程中可以采用简便方式进行大致计算，钢丝绳破断拉力≈直径的平方×50 kg；比如φ 13 的钢丝绳破断拉力≈132×50≈8 450 kg

② 钢丝绳的安全系数。

为了保证起重作业的安全，钢丝绳许用拉力只是其破断拉力的几分之一。破断拉力与许用拉力之比为安全系数。表1-3 列出了不同用途钢丝绳的安全系数。

表1-3　钢丝绳的安全系数

③ 钢丝绳的许用扭力。

式中 P——钢丝绳的许用拉力（N）；

Sp——钢丝绳的破断拉力（N）；

K——钢丝绳的安全系数。

例：型号6×37-26 的钢丝绳，用作捆绑绳时其许用拉力为多大?

解：Sp＝500d2＝500×262＝338 000 N

用作捆绑绳时，取K＝10，则：

（7）钢丝绳绳轮比(www.xing528.com)

为了不让钢丝绳在工作期间发生过度弯曲的情况，必须规定不同直径的钢丝绳的最小弯曲半径，称为是“绳轮比”。

式中 Dmin——钢丝绳绕过的最小轮径；

d——钢丝绳直径；

e1——系数，按照工作类型决定，轻型—16、中型—18、重型—20；

e2——系数，按照钢丝绳结构决定，交、互绕—1、顺绕—0.9。

（8）钢丝绳报废标准

钢丝绳使用到一定的损坏程度时，必须按规定报废，其报废标准如下：

① 每一节距（也称捻距，指钢丝绳中的任何一股缠绕一周的轴向长度）内钢丝断裂的数目超过表1-4 规定的数目时应报废。钢丝绳断丝数量不多，但断丝增加很快时也应报废。

② 钢丝绳的钢丝磨损或腐蚀达到或超过原来钢丝直径的40%以上时，即应报废。在40%以内者应按表降级使用。当整根钢丝绳的外表面受腐蚀而形成的麻面达到肉眼很容易看出的程度时，应予报废。

③ 钢丝绳受过火烧或局部电弧作用应报废。

④ 钢丝绳压扁变形，有绳股或钢丝挤出，笼形畸变，绳径局部增大、扭结、弯折时应报废。

⑤ 钢丝绳绳芯损坏而造成绳径显著减少（达7%）时应报废。

⑥ 吊运炽热金属或危险品的钢丝绳，报废断丝数取通用起重机钢丝绳断丝数的一半，其中包括钢丝绳表面磨损或腐蚀的折减。

表1-4　钢丝绳报废标准

（9）钢丝绳的折减系数

钢丝绳的破断拉力折减应按其在一个节距内钢丝折断的根数进行，见表1-5。

表1-5　钢丝绳的折减系数

（10）钢丝绳使用、维护与保养

① 钢丝绳要正确开卷。钢丝绳开卷时，要避免钢丝绳扭结，强度降低以致损坏。钢丝绳切断时要扎紧防止松散。

② 钢丝绳不得超负荷使用，不能在冲击载荷下工作，工作时速度应平稳。

③ 在捆绑或吊运物件时，钢丝绳应避免和物体的尖角棱边直接接触，应在接触处垫以木块、麻布或其他衬垫物。

④ 严禁钢丝绳与电线接触，以免被打坏或发生触电。靠近高温物体时，要采取隔热措施。

⑤ 钢丝绳在使用中应避免扭结，一旦扭结，应立即抖直。使用中应尽量减少弯折次数，并尽量避免反向弯折。

⑥ 钢丝绳与卷筒或滑车配用时，卷筒或滑轮的直径至少比钢丝绳直径大16 倍。不能穿过已经破损的滑轮，以免磨损钢丝绳或使绳脱出滑轮，造成事故。

⑦ 钢丝绳穿过滑轮时，滑轮槽的直径应比钢丝绳的直径大1～2.5 mm。如滑轮槽的直径过大，则绳易被压扁；过小，则绳易磨损。

⑧ 钢丝绳应防止磨损、腐蚀或其他物理条件、化学条件造成的性能降低。吊运熔化及灼热金属的钢丝绳，要有防止高温损坏的措施。

⑨ 使用前，要根据使用情况选择合适直径的钢丝绳；在使用过程中，要经常检查其负荷能力及破损情况；使用后，及时保养，正确存放。

（11）钢丝绳的安全检查

钢丝绳的检查可分为日常检验、定期检验和特殊检验，日常检验就是自检；定期检验根据装置形式、使用率、环境以及上次检验的结果，可确定采用月检还是年检。钢丝绳的检查内容及要求见表1-6。

表1-6　钢丝绳检查内容

具体检验方法如下：

① 断丝：在一个捻距统计断丝数，包括外部和内部的断丝。即使在同一根钢丝上有2处断丝，也应按2 根断丝数统计。钢丝断裂部分超过本身半径者，应以断丝处理。

a. 检验时应注意断丝的位置（如距末端多远）和断丝的集中程度，以决定处理方法。

b. 注意断丝的部位和形态，即断丝发生在绳股的凸出部位，还是凹谷部位。根据断丝的形态，可以判断出断丝的原因。

② 磨损：磨损检验主要是磨损状态和直径的测量磨损的状态有两种：一种是同心磨损，另一种是偏心磨损。偏心磨损的钢丝绳多数发生在绳索移动量不大、吊具较重、拉力变化较大的场合。例如，电磁吸盘起重机的起升绳易发生这种磨损。偏心磨损和同心磨损同样使钢丝绳强度降低。

③ 腐蚀：腐蚀有外部腐蚀和内部腐蚀两种。

a. 外部腐蚀的检验：目视钢丝绳生锈、点蚀，钢丝松弛状态。

b. 内部腐蚀不易检验。如果是直径较细的钢丝绳（≤20 mm），可以用手把钢丝绳弄弯进行检验；如果直径较大，可用钢丝绳插接纤子进行内部检验，检验后要把钢丝绳恢复原状，注意不要损伤绳芯，并加涂润滑油脂。

④ 变形对钢丝绳的打结、波浪、扁平等进行目检。钢丝绳不应打结，也不应有较大的波浪变形。

⑤ 电弧及火烤的影响。目视钢丝绳，不应有回火包，也不应有焊伤。有焊伤应按断丝处理。⑥ 钢丝绳的润滑。检验钢丝绳应处于良好的润滑状态。

（12）多分支吊索的夹角

钢丝绳吊装时，如果采用多分支吊索，吊索与水平面的夹角α一般应控制在45°～60°之间，特殊情况下不得小于30°。