通用桥式起重机起升钢丝绳断裂原因探究
作者： admin 编辑： admin 来源：admin 发布日期：2022-07-31 16:46
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广西柳州钢铁集团有限公司棒线型材厂 广西柳州 545002 摘要：通用桥式起重机属于常见的起重机械设施，起升钢丝绳的重要作用在于起吊大型货物，并且将货物运送至特定的区域位置。
广西柳州钢铁集团有限公司棒线型材厂 广西柳州 545002
摘要：通用桥式起重机属于常见的起重机械设施，起升钢丝绳的重要作用在于起吊大型货物，并且将货物运送至特定的区域位置。但是桥式起重设备经过频繁的运行后，起升钢丝绳将会表现出磨损的趋势，或者由于经常受到大型货物的挤压而产生断裂后果。因此，对于通用桥式的大型起重机应当明确钢丝绳出现断裂的根源，结合钢绳断裂原因来实施全面的钢丝绳日常保养与维护工作。
关键词：通用桥式起重机；起升钢丝绳；断裂原因
通用桥式起重机目前已经被推广运用于各类工业产品的加工操作过程，并且能够运用于工程施工现场。桥式起重机对于体积较大的工程施工材料以及其他大型物资能够完成起吊操作与运送操作，因此显示了桥式起重机的重要价值。具体在操作桥式起重机的环节中，设备操作人员务必密切重视自身的操作安全，对于起升钢丝绳应当经常进行检测，避免钢丝绳出现断裂而造成操作人员受到人身伤害的不良后果。
一、通用桥式起重机起升钢丝绳的性能检测试验
（一）起升钢丝绳的化学成分
为了判断起升钢丝绳的基本化学成分构成，试验技术人员选取了断裂后的钢丝绳部位，并且置于等离子体的发射光谱仪下，借助电感耦合装置来检测钢丝材料的性能。通过实施上述的材料性能测试，能够判断出钢丝的材料质量达到相关标准，而且具有合格的化学成分特性数据。
（二）起升钢丝绳的断口部位宏观特征
断裂部位的起升钢丝绳连接于滑轮吊具，该起重机械设施具有370毫米的卷筒直径长度，并且配备320毫米直径的三组滑轮设备。技术人员通过运用目测的方法，可以观察到3米左右的断丝缺陷部位长度，并且肉眼可见十分明显的断丝痕迹。同时，技术人员还可以观察到松动的紧固螺栓现象，以及松动的滑轮组外侧防护罩现象，经过测量得到12毫米的防护罩与滑轮组间隔距离大小。对于滑轮组经过拆卸处理后，能够判断出摩擦与滑动的痕迹非常显著，尤其是轴承衬套部位具有反复受到外力摩擦的特征。
下表为起升钢丝绳的质量分数特性：
表1 起升钢丝绳的各类成分质量分数（%）
（三）起升钢丝绳的力学特性
在多数的情况下，起升钢丝绳最大可以承受1500MPa的外部拉力，因此至少应当达到上述的钢丝抗拉强度标准。技术人员通过选取钢丝材料的测试样本，并且经过严格的扭转试验与拉伸性能检测，进而得到显微硬度的相关测试数值[1]。经过分析可见，起升钢丝绳的钢丝材料达到最基本的力学性能要求。因此在钢丝绳各项性能测试达到现行质量检测标准的前提下，推断出钢丝绳产生断口的重要根源就在于频繁的外界摩擦作用力影响。
1 断口部位的力学特性
钢丝断口部位具有特殊的材料力学特性，技术人员对于断口附近的钢丝材料进行了切割操作，获得显微镜检测的钢丝绳样本。通过运用显微镜来扫描断裂部位的钢丝绳，能够观察到十分显著的挤压变形以及材料磨损现象，推断钢丝绳的缺陷部位主要由于受到挤压作用力而形成。在显微镜设备的辅助下，观察到断裂区域的钢丝绳呈现应力拉断的特征，并且形成了明显的韧窝区域。
2 无损探伤的结论
对于钢丝材料实施无损探伤测试，首先必须截取特定长度的钢丝材料，并且将其用作无损检测的重要材料样本。技术人员通过运用上述的探伤检测操作方法，最终判断出钢丝材料的延伸断裂部位呈现明显的缺陷信号。在显微镜的视野下，能够观察到出现严重变形与磨损的钢丝部位整体扭曲，而且钢丝绳外侧的保护套也开始出现了松动的趋势。钢丝绳由于磨损加速的影响，最终造成载荷作用力较大的区域部位形成薄弱地带，导致磨损变形后的钢丝绳突然断裂。
3 金相检验的结论
金相检验的技术手段主要用于判断钢丝材料的断裂面是否存在显著的化学侵蚀现象，其中主要包含磨抛光与镶嵌部位的侵蚀断裂现象。经过金相检验能够判断出，断裂区域的钢丝绳部位具有铁素体与索氏体混合的材料特征，但是上述两种材料的成分比例都是相对较低的[2]。钢丝断裂面的远近部位都呈现近似的显微组织特性。但是在观察断口部位的过程中，发现了十分显著的断口变形与断口挤压痕迹，因此判定该断口部位的重要产生根源就在于外力挤压。
通过实施以上的综合分析与检测，对于起升钢丝绳出现频繁磨损最终产生钢丝材料破碎的现象予以全面的分析。具体在操作起重机设施的过程中，相关负责人员由于缺少经常维护起重机设备的意识，因此造成桥式的大型起重机各个关键部位产生磨损的后果。为此，技术人员务必重视全面保养以及定期维护大型起重设施，尤其是对于磨损频率较高的起升钢丝绳以及其他的起升设备部位应当实施定期的设备润滑处理，保持起升钢丝绳的良好性能。
图为起重机钢丝绳断裂部位的外观
二、分析通用桥式起重机起升钢丝绳的断裂原因
技术人员对于断裂破碎的起升钢丝绳实施了成分检测，可以推断出该钢丝绳的主体结构具有相对良好的钢丝材料性能。并且经过全面的显微检测，判断出钢丝绳的主体部位符合显微硬度与化学成分的基本标准。然而由于大型货物的频繁挤压作用，导致起升钢丝绳无法承受反复的摩擦力与挤压作用力，最终造成显微结构组织产生破碎的现象。同时，来自于外界的较大荷载力也会造成钢丝绳出现加速磨损的后果。
吊钩设备属于起升钢丝绳的重要连接部位，并且配备滑轮组的滑动起升装置。吊钩滑轮一旦呈现出松弛的状况，那么将会造成滑轮槽与钢丝绳分离的情况，导致轴承衬套脱出钢丝绳的现象。与滑轮槽与钢丝绳之间的作用力大小相比，与滑轮槽分离后的钢丝绳将会独自承受较大的运行摩擦阻力，导致磨损与挤压的现象加剧。此外，加速钢丝绳磨损与挤压的重要根源还在于绳索与滑轮的曲率数值较大，造成外部作用力的荷载呈现过大的趋势。
经过以上的综合分析，可以得知起升钢丝绳在加速磨损的趋势下，非常容易造成钢丝绳呈现整体断裂的状态。因此对于起升钢丝绳在实施日常保养的环节中，相关技术人员务必重视滑轮边缘部位与防护罩间隔位置的灵活调整，避免钢丝绳由于承受过大的外界阻力而导致脱离防护罩。并且，技术人员对于滑轮组应当经常进行全面的润滑处理，避免滑轮组由于过大的滑轮摩擦阻力而导致滑轮安全性能受到损失的后果。
下表为起重机起升钢丝绳的力学特性：
表2 起重机起升钢丝绳的力学特性
结束语：
经过分析可以判断出，通用桥式起重机本身具有大型的机械体积结构，因此决定了桥式起重机的机械内部构成相对较为复杂。作为关键性的起重设备部位而言，起升钢丝绳必须具备良好的承载力性能，确保承受特定重量范围的大型货物，而不至于突然产生钢丝绳断裂的风险。为此，相关负责人员有必要经常检测大型起重设备，确保桥式起重机的良好安全性能，严格杜绝起升钢丝绳出现破碎或断裂的安全事故。
参考文献：
[1]王新华,江爱华,高海生.通用桥式起重机钢丝绳断裂失效分析[J].理化检验(物理分册),2018,48(04):269-271.
[2]王新华,江爱华,齐凯.通用桥式起重机起升钢丝绳断裂原因分析[J].金属热处理,2017,36(S1):370-372.
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