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引言 在建筑機械中，鋼絲繩是不可缺少的起重材料。目前，鋼絲繩的許用破斷力標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)經(jīng)驗按實際使用負(fù)荷的4~8倍取值，根據(jù)使用工況和用途不同而取不同的倍數(shù)。鋼絲繩在使用中
引言
在建筑機械中，鋼絲繩是不可缺少的起重材料。目前，鋼絲繩的許用破斷力標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)經(jīng)驗按實際使用負(fù)荷的4~8倍取值，根據(jù)使用工況和用途不同而取不同的倍數(shù)。鋼絲繩在使用中股繩表層鋼絲磨損斷裂，承載力轉(zhuǎn)移到表層以下鋼絲上，當(dāng)這一部分鋼絲承載能力達不到實際負(fù)荷時，就可能造成事故，若該部分鋼絲還有很高承載能力時，此時報廢又是材料的浪費。如何解決這個矛盾，可從鋼絲繩的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和國家規(guī)定的四條報廢條件談起，從中找出鋼絲繩許用破斷力的選擇公式。在同一使用條件中，將根據(jù)鋼絲繩軟硬不同而選用不同破斷力的鋼絲繩，根據(jù)該公式可推得將鋼絲繩報廢的四個標(biāo)準(zhǔn)簡化為只需一個極易判別的新標(biāo)準(zhǔn)，即股繩下一層鋼絲剛出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象報廢。這有利于鋼絲繩壽命充分利用，并避免大繩小用的浪費現(xiàn)象。
1報廢條件探索
新鋼絲繩在使用一段時間后，通過卷揚機卷繞系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向滑車的反復(fù)彎曲和伸直后，由磨損和疲勞導(dǎo)致表層鋼絲逐漸折斷，鋼絲繩在自身的伸直彎曲運動中造成了鋼絲間內(nèi)部的磨損，鋼絲繩在保養(yǎng)條件不好時，銹蝕也能削弱承載力面積，由于實際承載面積減小，繩中的鋼絲應(yīng)力增加。另外，使用時間和彎曲次數(shù)的增加，鋼絲繩的韌性下降，當(dāng)承載力面積下降使應(yīng)力大于允許使用應(yīng)力時，就不能保證鋼絲繩的安全性，繼續(xù)使用就可能釀成事故，必須報廢。
根據(jù)《鋼絲繩使用安全技術(shù)》，鋼絲繩報廢的四種條件為：①嚴(yán)重銹蝕，實測銹蝕直徑減小達10%；②每個捻距斷絲為總面積的10%；③磨損使鋼絲繩直徑減小10%；④嚴(yán)重變形。根據(jù)以上報廢標(biāo)準(zhǔn)，可以粗略計算出報廢時鋼絲繩理論有效強度負(fù)荷。
2根據(jù)報廢標(biāo)準(zhǔn)，理論上鋼絲繩的選擇
2.1根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)第①條，鋼絲繩鋼絲直徑減小10%，計算有效承力面積1/4（d-10%d）-819%
P=（dA式中
一一鋼絲直徑減小l0%時的有效承力面積；
d—一鋼絲直徑。
2.2根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)第②條斷絲10%
p，=1-10%=90%
式中
。，—一斷絲10%時的有效承力面積。
2.3標(biāo)準(zhǔn)第③條，磨損使鋼絲繩直徑減小10%以上，應(yīng)該報廢
2.4標(biāo)準(zhǔn)第④條為嚴(yán)重變形，這種情況一般屬意外情況造成，應(yīng)根據(jù)實際情況降級使用或報廢
根據(jù)以上四條報廢標(biāo)準(zhǔn)條件分析，報廢時有可能同時存在報廢條件的只有①、
②兩條。當(dāng)這兩條同時滿足時，鋼絲繩實際削弱后的有效面積為：
S，=S×0，×p，K=s。/S S，.=S×81%×90%=72.9%S（1）
式中
S.——報廢時鋼絲繩最小截面積：
s—一新鋼絲繩的實際截面積：
K-—截面有效系數(shù)。
2.5根據(jù)此推論，鋼絲繩在實施此標(biāo)準(zhǔn)時鋼絲繩破斷力選擇應(yīng)是
式中
P—繩中張力（N）
-一沖擊負(fù)荷系數(shù)（一般選1.25~2.0）例：選擇繩中張力P=20000N，沖擊負(fù)荷較大，取n=2.0，應(yīng)采用破斷力多大的鋼絲繩，代入式中，F(xiàn)=54870N。
解得：繩子中張力為20000N的鋼絲繩，在沖擊負(fù)荷較大的場合應(yīng)選F=54870N的鋼絲繩，報廢按國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
3超重鋼絲繩選擇新論
按上述破斷力選擇明顯低于國家鋼絲繩破斷力選擇標(biāo)準(zhǔn)。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，破斷力應(yīng)選擇繩中張力的4~8倍，而上式計算只有2倍多，究其原因，它忽略了鋼絲繩在一個捻距斷絲10%時，要是有10個節(jié)每股表面斷絲有可能是全部，而鋼絲繩破斷時破壞節(jié)都在10節(jié)左右。
根據(jù)鋼絲繩破斷實際情況，鋼絲繩的破壞主要是由股繩表面磨損斷絲造成的，而股繩面層以下磨損是很小的，可以忽略：致于多次彎曲，韌性下降，下降量很小，可以忽略：使用中的鋼絲繩銹蝕也可以忽略。
3.1鋼絲繩的結(jié)構(gòu)分析鋼絲繩的排列是由鋼絲合成股，由股編成繩，繩的磨損即是股的表面絲的磨損。
一般繩中的鋼絲分布層為n=3層。
用算式表示為：1+6+12+18+24+…
也可寫為：1+6+（1+2+…+（n-1））根據(jù)鋼絲股層數(shù)不同可求每股總絲數(shù)：
p5（1+m-1）×（n-
LNHMW-2+1（9每股表面層絲數(shù)：
3.2計算式推理
根據(jù)股繩外絲磨損原理，磨損斷裂后，根據(jù)絲層n的不同產(chǎn)生的實際有效截面積率：
D-d 3n（n-1）+1-6（0-1）
—（6）D3n（n-l+1外絲磨斷后有效破斷力
F=F·B（7）式中
F—一鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)破斷力。
實際使用中考慮沖擊負(fù)荷系數(shù)K，F(xiàn)有即繩子中張力P，（7）式可寫為K·F=F·B
“F=P
.F=kP/B（8）將（6）式代入（8）式F=Kp3n（n-1）+13n（n-1）+1-6（m-1）（9）
式中
K-一沖擊負(fù)荷系數(shù)（一般取1.25~2）。
由式（9）可知，只要預(yù)先根據(jù)使用負(fù)荷求出繩中張力P，根據(jù)使用環(huán)境對繩中的軟硬要求選定每股層數(shù)n，根據(jù)沖擊負(fù)荷選定K值，即可選擇鋼絲繩破斷力，由鋼絲繩手冊中找出需用鋼絲繩直徑。
為保證鋼絲繩使用安全，每股外層鋼絲一旦斷裂完，下層鋼絲剛有斷裂現(xiàn)象時，鋼絲繩必須報廢，以確保使用安全。這種以下層鋼絲繩有斷裂現(xiàn)象來判斷鋼絲繩報廢，有利于平時對鋼絲繩的檢查判斷，也能使鋼絲繩得到充分的使用。
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