卷扬钢丝绳爬绳故障研究与对策
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摘 要 影响爬绳的主要因素为入绳角的控制不合理、钢丝绳直径与卷筒绳槽选择不合理两个方面。本文系统地分析了产生问题的原因点并分别提出对策，基本消除了钢丝绳爬绳问题，降低了钢丝绳使用故障率。
中图分类号：TD532 文献标识码：A
0 引言
起重机起升机构的卷扬钢丝绳是连接减速机和起吊重物的纽带，钢丝绳一旦失效，引发断绳事故，可能引发重大的安全事故。爬绳故障导致的钢丝绳损坏，由于出现故障后问题难解决，对施工的影响特别大，而受到越来越多重视和研究。
1 爬绳故障现象及后果
起重机卷扬钢丝绳为多层缠绕形式，当钢丝绳缠绕至挡板处，过渡转换至下一层时，未能顺利排布到下一层，而是沿卷筒侧板边，层层叠加，如图1所示，即出现了爬绳故障。
轻微爬绳时钢丝绳沿挡板边缘叠2层，之后滑落下来，引起起重钩处剧烈跳动；严重爬绳时，钢丝绳一直沿挡板边缘叠加，直至超出卷筒侧板，造成钢丝绳损坏。
图1：爬绳实物图片
2爬绳故障原因分析及对策
根据爬绳现象可知，导致爬绳是因为卷扬钢丝绳过渡至下一层的拉力不够，本文着重分析引起拉力变化的原因。
2.1入绳角的影响及控制
2.1.1入绳角计算
图2：入绳角计算
如图2所示，入绳角计算公式为Z1= Ztan （1）
Z1= Ztan （2）
当滑轮与卷筒偏心e=0时，Z1=Z2
由于起重臂长L是变化量，故L越大，入绳角越小。 当取A=700mm，e=65mm，不同臂长L对应不同的入绳角，如下表所示：
表1：入绳角关系表
2.1.2入绳角的控制
实际使用过程中，减速机安装机架的安装轴线OO1与起重臂的轴线EF存在偏差，如图3所示，将产生偏斜角＼。
图3：轴线偏斜图
＼= Ztan
LOO’――偏斜量，取LOO’=4mm，计算如下：
表2：偏斜角关系表
即实际入绳角受理论入绳角、偏斜角两个因素影响。且偏斜角影响明显，如偏斜＼=0.4；需票LOO’5mm，如表1，取L=20m工况，计算得实际入绳角]2仅0.15Ｒ们实际试验４票时＾爬芍象１票LOO’5mm时，发生爬绳故障。
根据此项分析结论、结合试验结果，我们在生产中严格控制偏斜角＼
2.2减速机卷筒绳槽的影响及控制
根据《起重机用铸造卷筒直径和槽型》推荐，钢丝绳槽底半径和槽距值见表3：
表3：起重机用铸造卷筒槽距标准表
取16mm直径钢丝绳，推荐标准槽距P为（下转第148页）（上接第146页）18mm。对于多层缠绕卷筒，以每层缠绕30圈钢丝绳的卷筒为例，分析不同的槽距对钢丝绳缠绕的影响：
图4：绳槽与钢丝绳直径关系图
A=pn （3）
n为钢丝绳缠绕圈数，A为卷筒宽度。代入计算得A=18=540，钢丝绳在第二层上缠绕时，由于没有绳槽约束，根据钢丝绳的公差范围0～5%，钢丝绳理论缠绕长度A1=dn=16～16+0.05）=480～504，钢丝绳未在此层排满，空余长度A’=A-A1=（540-480）～（540-504）=60～36mm。当空余长度为60mm时，还可再排3圈钢丝绳，而空余长度为36mm时，也可再排2圈钢丝绳。故按次推荐值选择绳槽偏大，易引起钢丝绳在过渡处缠乱，从而进一步引起爬绳、乱绳故障。
为此，我们建议减小绳槽间距值，取p=1.05～1.1d，根据公式（3）计算，卷筒宽度A=1605～161=504～528，空余长度A’为24mm，相比表3推荐的槽距值，空余长度大大减小。实际选择时，我们将钢丝绳直径选择偏大值，而将槽距直径比选择偏小值，一般稍大于1.05d，由此，避免了绳槽选择不合理带来的爬绳、乱绳影响。
3 结论
本文着重分析了卷扬钢丝绳过渡至下一层的拉力不够的原因，影响爬绳的主要因素为入绳角的控制不合理、钢丝绳直径与卷筒绳槽选择不合理两个方面。控制卷扬钢丝绳的入绳角范围，控制减速机安装机架的安装轴线偏斜，合理的选择卷筒槽距，并控制好钢丝绳直径偏差是主要改善手段。通过以上控制，目前已基本消除了钢丝绳爬绳问题，提升了卷扬钢丝绳的使用寿命，为客户创造了价值。