李紅熙， 司新軍， 丁佩

（寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司檢修中心行車運(yùn)行部，烏魯木齊830022）

1引言

自2012年上半年開(kāi)始，八鋼公司第二煉鋼廠精煉跨承擔(dān)鋼水吊運(yùn)作業(yè)的220t行車主起升機(jī)構(gòu)使用的6T31WS+IWR-28-1770-325m鋼絲繩頻繁發(fā)生散股現(xiàn)象，鋼絲繩散股及繩芯外露都屬于鋼絲繩報(bào)廢的一種形式，繼續(xù)使用將會(huì)造成極大的安全隱患，危及冶金鑄造起重機(jī)的安全運(yùn)行；由于發(fā)生鋼絲繩散股的時(shí)間具有不確定性，給煉鋼的正常生產(chǎn)檢修造成較大的影響；該規(guī)格直徑的鋼絲繩成本價(jià)格相對(duì)較高，單根長(zhǎng)度達(dá)到325m，由于散股原因造成的鋼絲繩非正常周期更換，單根鋼絲繩費(fèi)用約為1.3萬(wàn)元，鋼絲繩的非正常使用周期更換導(dǎo)致了行車設(shè)備的維護(hù)成本增加。

2 原因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用的鋼絲繩散股情況分析：220t冶金鑄造起重機(jī)主起升鋼絲繩散股情況發(fā)生后，行車運(yùn)行部專業(yè)技術(shù)人員協(xié)同鋼絲繩制造生產(chǎn)廠家技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析散股的原因，對(duì)照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物及照片、行車原設(shè)計(jì)圖紙分別查找分析鋼絲繩散股原因：

（1）現(xiàn)場(chǎng)使用情況：鋼絲繩在換繩時(shí)由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制，檢修中心行車運(yùn)行部對(duì)現(xiàn)場(chǎng)更換作業(yè)過(guò)程做了大量改進(jìn)措施，如放繩及盤繩作業(yè)減少鋼絲繩扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，減少外界附加應(yīng)力等措施，但是還不能滿足鋼絲繩制造廠家提出的安裝條件，現(xiàn)場(chǎng)需要繼續(xù)改進(jìn)；

（2）卷筒和滑輪之間存在偏角是由于卷筒上鋼絲繩排列縱向位移所致，受設(shè)備原設(shè)計(jì)限制不能更改；

（3）滑輪的輪槽存在磨損?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得出輪槽直徑在28～29mm 之間，不能滿足輪槽直徑 28×（1.05～1.1）=29.4～30.8mm之間。

圖1 220t行車主起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩纏繞示意圖

（4）根據(jù)鋼絲繩破壞圖片分析，鋼絲繩破壞形式屬于典型的非正常結(jié)構(gòu)破壞，是應(yīng)力累計(jì)迫使鋼絲繩自身產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的結(jié)果，鋼絲繩在工作過(guò)程中主要承受軸向拉力，但是在工作過(guò)程中有切向應(yīng)力產(chǎn)生并迫使鋼絲繩產(chǎn)生自身旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的切向應(yīng)力是不正常的，產(chǎn)生切向應(yīng)力的誘因主要有以下四個(gè)方面：（a）鋼絲繩在安裝過(guò)程中引入外力?，F(xiàn)場(chǎng)中鋼絲繩在定尺放繩和盤繩作業(yè)中，扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力得不到有效的釋放；（b）起升和下降過(guò)程中鋼絲繩縱向排列產(chǎn)生偏角的存在會(huì)迫使鋼絲繩產(chǎn)生適當(dāng)?shù)呐まD(zhuǎn)，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間增加便產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；（c）繩槽直徑過(guò)小，當(dāng)鋼絲繩卡在比較窄的輪槽當(dāng)中時(shí)，鋼絲繩會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)越過(guò)這個(gè)障礙，從而迫使鋼絲繩產(chǎn)生圍繞自身軸向的旋轉(zhuǎn)。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間增加應(yīng)力會(huì)逐漸累積。（d）由以上幾個(gè)綜合因素的共同作用，加劇鋼絲繩應(yīng)力的產(chǎn)生。當(dāng)應(yīng)力累積到一定量時(shí)引起鋼絲繩出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞問(wèn)題（如繩芯外露和股起浪）。

根據(jù)以上幾點(diǎn)原因分析，我們積極組織了現(xiàn)場(chǎng)滑輪片的檢查及數(shù)據(jù)測(cè)量工作，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，滑輪片繩槽深度的過(guò)度磨損，在原設(shè)計(jì)弧度和磨損后弧度之間不是平滑過(guò)渡，而是產(chǎn)生了一定的尖銳的棱角，如圖2所示。

圖2 滑輪槽型磨損前后對(duì)比

由于鋼絲繩起升和下降過(guò)程中偏角存在的原因，鋼絲繩在繞入和繞出的過(guò)程中，鋼絲繩與磨損后產(chǎn)生的兩側(cè)棱角發(fā)生接觸，該棱角阻止鋼絲繩的自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而迫使鋼絲繩產(chǎn)生圍繞自身軸向的旋轉(zhuǎn)隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間增加應(yīng)力會(huì)逐漸累積，最終導(dǎo)致散股及繩芯外露的現(xiàn)象發(fā)生。

根據(jù)以上分析，行車運(yùn)行部組織點(diǎn)檢員對(duì)發(fā)生散股現(xiàn)象頻繁的220t 2#、3#冶金鑄造起重機(jī)的滑輪槽的磨損情況測(cè)量檢查，發(fā)現(xiàn)以上2臺(tái)起重機(jī)的定滑輪和動(dòng)滑輪均存在不同程度的磨損，并且存在明顯的過(guò)渡棱角。

3 制定對(duì)策及解決辦法

鋼絲繩纏繞系統(tǒng)之中的偏角是必然會(huì)存在的，為解決此類問(wèn)題，需要在以后的工作中規(guī)范以下兩個(gè)問(wèn)題。

（1）規(guī)范鋼絲繩的安裝過(guò)程，天車起重機(jī)用鋼絲繩整套（四條）更換操作要點(diǎn)已經(jīng)提供給設(shè)備維護(hù)方，以后更換作業(yè)需規(guī)范執(zhí)行。正確的放繩方法如圖3。主盤和分盤上的鋼絲繩纏繞方向、滾動(dòng)方向應(yīng)一致。

圖3 正確的放繩方法

圖4 錯(cuò)誤的放繩方法

錯(cuò)誤的放繩方法如圖4。

（2）注意檢查滑輪槽的大小，一般要求輪槽直徑在鋼絲繩公稱直徑的1.05～1.10倍之間，最佳的輪槽直徑上鋼絲繩公稱直徑的1.06～1.08倍。一定要使輪槽直徑在要求范圍內(nèi)，不要存在輪槽半徑過(guò)大或過(guò)小的情況。

如圖5所示，分別標(biāo)示了窄繩槽、寬繩槽與鋼絲繩的正確和錯(cuò)誤搭配，輪槽過(guò)大或輪槽過(guò)小，在使用中均會(huì)加劇鋼絲繩疲勞斷絲。

圖5

繩槽的正確尺寸對(duì)于鋼絲繩的使用壽命至關(guān)重要。繩槽必須大于鋼絲繩的公稱直徑，底部必須光滑、呈圓形、無(wú)凹凸，并且兩邊要有完整均勻側(cè)邊。

（3）對(duì)磨損后的滑輪片按計(jì)劃更換，減小滑輪槽磨損后產(chǎn)生的棱角對(duì)鋼絲繩正常使用的影響。

4 冶金鑄造起重機(jī)成套鋼絲繩更換操作要點(diǎn)

4.1 設(shè)備系統(tǒng)的檢查

在安裝鋼絲繩之前，最好是將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)部件都檢查一遍，特別是要注意滑輪和卷筒的狀況，它們的各項(xiàng)參數(shù)都必須控制在可接受的限度之內(nèi)。

4.2 鋼絲繩的安裝

將起重機(jī)的吊具平穩(wěn)落地，并墊平吊具，保證吊具不得歪斜和傾倒。將4條定尺好的鋼絲繩吊放于吊具四周對(duì)應(yīng)的繩位置，分別架于防線架上（放線架擺放應(yīng)穩(wěn)固，保證鋼絲繩在上繩過(guò)程中不傾倒），鋼絲繩在上繩拉出卷取輪時(shí)，不得發(fā)生鋼絲繩歪拉、斜拉和拉倒卷取輪。并保證鋼絲繩在卷筒上的彎曲方向與包裝輪上一致。

4.3 鋼絲繩在卷筒上的捻向搭配

使右捻的鋼絲繩安裝在具有左螺紋繩槽的圈筒上，反之將鋼絲繩換向即左向槽安裝右交互捻鋼絲繩，右向槽安裝左交互捻鋼絲繩。

4.4 鋼絲繩連接

將起重機(jī)平衡臂上的舊鋼絲繩固定端解下，并從第一個(gè)動(dòng)滑輪中抽出，將端部彎曲鋼絲繩切除并用氣焊將鋼絲繩端部鋼絲熔化，使之焊合在一起，定尺鋼絲繩的尾部也采用氣焊將所有鋼絲繩焊合在一起，然后用規(guī)格較小的1～4m、柔軟的鋼絲繩將新、舊鋼絲繩連接在一起，并保證新舊鋼絲繩連接牢固。

4條鋼絲繩采用同樣的方法將新舊鋼絲繩連接在一起，再一次確認(rèn)新舊鋼絲繩連接牢固且處于正確位置后，緩慢開(kāi)啟卷?yè)P(yáng)機(jī)，卷筒旋轉(zhuǎn)將鋼絲繩牽引上卷筒，在卷取的整改過(guò)程中，速度要慢，4條鋼絲繩必須有專人監(jiān)護(hù)，卷筒上4條舊的鋼絲繩纏繞也要有專人監(jiān)護(hù)，防止鋼絲繩跑槽或被卷筒附件的減速箱卡擠，發(fā)現(xiàn)異常立即停車處理。

當(dāng)新鋼絲繩繞過(guò)所有滑輪，達(dá)到卷筒時(shí)，將新鋼絲繩端部固定于卷筒平臺(tái)上，保證在解開(kāi)連接后新繩不會(huì)掉下來(lái)，當(dāng)4條新鋼絲繩都牢固固定后，解開(kāi)新舊鋼絲繩的連接。將舊鋼絲繩從卷筒上緩慢放出，至完全放完。

將固定于卷筒平臺(tái)上新鋼絲繩的頭部牢牢固定在卷筒上，解開(kāi)新鋼絲繩在卷筒平臺(tái)上的固定，理順?shù)摻z繩。確認(rèn)4條新鋼絲繩頭部全部牢固固定后，緩慢開(kāi)啟卷?yè)P(yáng)，將鋼絲繩有序緊密纏于卷筒上，同時(shí)給放出繩的卷取輪一個(gè)張緊力。在整個(gè)卷取過(guò)程中速度要慢，動(dòng)作要平穩(wěn)，在放繩、卷繞及鋼絲繩經(jīng)過(guò)的每一個(gè)地方都要注意監(jiān)護(hù)，有異常情況的鋼絲繩長(zhǎng)度（不能太長(zhǎng)）時(shí)停止卷繞。將剩余的鋼絲繩從中間卷取輪上拖出拉直（不能堆成小圈狀，且拉出鋼絲繩時(shí)中間輪轉(zhuǎn)動(dòng)），然后將鋼絲繩尾部穿過(guò)動(dòng)滑輪，用強(qiáng)度足夠的麻繩將鋼絲繩尾部緊固牢固（防止滑落，造成鋼絲繩尾部穿過(guò)動(dòng)滑輪從高空落地的永久變形事故）后提上起重機(jī)平臺(tái)（保證鋼絲繩能安全拉上去）固定于平衡臂上，再次檢查鋼絲繩是否處于滑輪槽及正確的位置上，確認(rèn)無(wú)誤后開(kāi)啟卷?yè)P(yáng)機(jī)緩慢收緊鋼絲繩，再次檢查鋼絲繩情況及固定端情況，無(wú)誤后緩慢將吊具調(diào)離地面。檢查吊具是否歪斜，平衡臂的水平情況及鋼絲繩情況，確認(rèn)無(wú)誤后鋼絲繩財(cái)算初步安裝完畢。

4.5 試車及試運(yùn)行

鋼絲繩安裝完畢后，空車（只提吊具）緩慢反復(fù)提升3～5次并注意觀察，然后停車檢查鋼絲繩情況、卷繞情況、繩端固定情況、平衡臂水平情況等，無(wú)誤后再次緊固各個(gè)固定螺栓。

空車試車完畢后進(jìn)行帶負(fù)荷試車，負(fù)荷應(yīng)逐步加大，可分為 20t、50t、100t、150t分步試車，每種負(fù)荷緩慢反復(fù)提升3～5次，使鋼絲繩逐步適應(yīng)工作負(fù)荷。試車過(guò)程中注意觀察，每種負(fù)荷試車完畢后應(yīng)再次緊固各個(gè)固定螺栓，至此鋼絲繩才為正常安裝完畢。

在整個(gè)安裝試運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)設(shè)專人對(duì)安裝單位，吊車司機(jī)統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮。始終在場(chǎng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)或指定專人負(fù)責(zé)。

5結(jié)語(yǔ)

2012年按照冶金鑄造起重機(jī)的安裝操作要點(diǎn)和原因分析制定的要因，計(jì)劃性對(duì)第二煉鋼廠精煉跨220t 2#、3#冶金鑄造起重機(jī)的磨損滑輪片進(jìn)行了更換，自2012年6月完成更換工作并按鋼絲繩更換要點(diǎn)操作更換鋼絲繩使用至今，以上2臺(tái)冶金鑄造起重機(jī)再未發(fā)生鋼絲繩因散股造成的非正常更換，保證了煉鋼廠的正常生產(chǎn)作業(yè)，避免了因非正常原因更換鋼絲繩造成的維護(hù)成本費(fèi)用的增加。

［1］ 羅又新.起重運(yùn)輸機(jī)械［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1993.