当钢丝绳的磨损及防治分析

钢丝绳的磨损及防治分析

磨损钢丝绳电动葫芦上的传动齿轮另一种失效形式是磨损，磨损后轮齿变薄。如果润滑油内有杂质造成的磨损，一般称为研磨性磨损。这种磨损常常在齿顶和齿根出现很深的刮道，刮道垂直于节线并且相互平行。刮道出现以后，减速器内油温上升，齿轮传动发生尖细噪声，这时必须更换润滑油。

由于齿形偏差、安装中心距偏差过大，都可能造成齿轮副齿顶边缘和齿根过渡曲线部分过度挤压，使齿根圆角部分产生剧烈的磨损。由于过载，往往使主动轮的齿根或被动轮的齿顶（有时也可能沿整个齿面）被磨掉很薄一层。

1 磨损

钢丝绳在操作时与其它物体接触并有相对运动，产生摩擦。在机械的、物理的和化学的作用 下，钢丝绳的表面也不断磨损。磨损是钢丝绳最常见的损伤方式，一般分为外部磨损、变 形磨损和内部磨损三种情况。图1所示为单丝磨损的几种断面形状。

1.1 外部磨损

钢丝绳在使用过程中其外周与滑轮槽、卷筒壁、钩头等物体表面接触而引起的磨损属于外 部磨损。在外部磨损后绳径将变细，外周表面的细钢丝被磨平。图2是钢丝绳表面磨损的两 种类型。

钢丝绳的外部磨损使承受载荷的钢丝截面积减小，钢丝绳的破断载荷也相应降低。图3是通 过试验得到的钢丝绳直径减小率与破断载荷降低率的关系曲线。由曲线可以看出，单周磨损 较 全周磨损更恶劣，所以应尽可能使单周磨损的钢丝改为全周均匀磨损。在钢丝绳的全长范围 内， 应尽可能地做到均匀磨损。如起重机钢丝绳在使用中期换头，一般可延长钢丝绳使用寿命 30%～40%。

1.2 变形磨损

由于振动、碰撞造成的钢丝绳表面撞损，叫做变形磨损，这是一观察液压控制箱油面种局部磨损现象。如卷 筒表 面的钢丝绳受到其它物体的撞击，起重机起升钢丝绳相互打缠，或者由于滑轮与卷筒中心偏 斜而产生的咬绳现象，都会使钢丝绳产生变形磨损。如把磨损后的表面细钢丝剖开，变形磨 损和外部磨造成换向开关不换向损的区别如图1所示。这这些薄胶带经过专门设计种变形磨损因局部挤压而变形，其钢丝横断面在挤压处 向两旁伸展成翅形。从外表看，钢丝宽度扩展，虽钢丝绳截面积减小不多，但 局部挤压处的钢丝表面材质硬化了，极易断丝。

1.3 内部磨损

在使用过程中，钢丝绳经过卷筒或滑轮时所承受的全部负荷压在钢丝绳的一侧，各 根细钢丝的曲率半径不可能完全相同。同时，由于钢丝绳的弯曲，钢丝绳内部各根细钢丝就 会相互产生作用力并且产生滑移，这时股与股之间接触应力增大，使相邻股间的钢丝产生局 部压痕深凹。当反复循环拉伸弯曲时，在深凹处则产生应力集中而被折断，构成了内部磨损 。通常细钢丝表面的压力与钢丝绳的压力成正比，在张力相同情况下，由于受压面积不同， 单位面积承受的压力也不同。从表面受压磨损来看，采用线接触钢丝绳比采用点接触钢丝绳 有利，采用面接触钢丝绳比采用线接触钢丝绳更有利。此外，钢丝绳的弯曲程度、运动速度 ，对钢丝绳的内部磨损均有影响。很明显，选择线接触或者面接触类型的钢丝绳是减少内部 磨损的有效途径。

2 疲劳

钢丝绳在使用过程中主要承受弯曲疲劳和拉伸、扭曲、振动引起 的疲劳。

2.1 弯曲疲劳

钢丝绳重复通过滑轮或卷筒中挠上挠下，无数次的弯曲，容易使钢丝产生疲劳，韧性下降， 最 终导致断丝。而疲劳断丝出现在股的弯曲程度最厉害的一侧外层钢丝上。通常情况下，疲劳 断丝的出现意味着钢丝绳已经接近使用后期。

试验表明，钢丝绳的弯曲疲劳寿命与作为高盖茨律师事务所的合伙人D/d比值(即卷筒直径D与钢丝绳直径d的比值)、安 全系数和钢丝绳结构均有密切的关系。