索道鋼絲繩編接的受力分析與計(jì)算研究

摘要：

鋼絲繩編接作為索道的—個(gè)重要組成部分，在一定程度上與索道的安全系數(shù)有著密不可分的聯(lián)系。因此，本文主要從多個(gè)方面探討了索道鋼絲繩編接的受力分析與計(jì)算，以期為索道安全系數(shù)的提高提供一些幫助。

隨著我國社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平逐漸提高的同時(shí)，對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來越高，這在一定程度上促進(jìn)了我國旅游業(yè)的發(fā)展。在大多數(shù)風(fēng)景區(qū)中，都設(shè)置有索道，雖然索道可以為人們提供良好的觀光平臺(tái)，但是，也存在著一定的安全隱患，尤其是近年來，人們?cè)絹碓疥P(guān)注索道的安全性和適用性，這在一定程度上給索道制造商帶來了新的挑戰(zhàn)。在各種索道類型中，鋼絲繩編接被得到廣泛地推廣和運(yùn)用，所以，進(jìn)一步探討索道鋼絲繩編接的受力分析與計(jì)算，對(duì)增強(qiáng)索道的安全性，促進(jìn)我國旅游業(yè)發(fā)展有著極其重要的意義。

1.索道鋼絲繩編接的受力分析

1.1確定鋼絲繩編接處產(chǎn)生摩擦力的部位

鋼絲繩編接主要分為短和長兩種編接方法，由于每種編接方法之間存在著一定的差異性，所以在確定鋼絲繩編接處產(chǎn)生摩擦力的部位時(shí)，一定要將每種編接方法的實(shí)際特點(diǎn)作為基本出發(fā)點(diǎn)，選擇合適的方法，一般來說，主要有以下兩個(gè)方面需要注意：（1）短編接。鋼絲繩在采用短編接方法時(shí)，會(huì)有摩擦力產(chǎn)生的地方一共有三處：①插入股。在鋼絲繩短編接中，一共有十二個(gè)插入股，按照我國相關(guān)規(guī)定的要求，鋼絲繩中每個(gè)插入段的長度應(yīng)該大于60D；②在索道鋼絲繩編接中，沒有任何插入股的中心部位鋼絲繩段會(huì)產(chǎn)生摩擦力，其中鋼絲繩段的長度應(yīng)該控制在360D-500D，這些部位產(chǎn)生的摩擦力在一定程度上也影響著索道鋼絲繩的受力情況；③在索道鋼絲繩短編接中，2個(gè)插入股在進(jìn)行相互交叉時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦力，并且一共會(huì)有六個(gè)交叉點(diǎn)產(chǎn)生摩擦力；（2）長編接。索道鋼絲繩在采用長編接方法時(shí)，會(huì)有摩擦力產(chǎn)生的地方一共有兩處：①插入段。在索道鋼絲繩長編接中，插入段的數(shù)量有十二個(gè)，每個(gè)插入段都會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦力；②交叉點(diǎn)。由于索道鋼絲繩的長編接具有復(fù)雜性、綜合性的特點(diǎn)，所以在實(shí)際的運(yùn)用中，會(huì)有六個(gè)交叉點(diǎn)，每個(gè)交叉點(diǎn)都會(huì)相互交叉重疊，從而產(chǎn)生摩擦力。從當(dāng)前我國索道鋼絲繩編接的使用現(xiàn)狀來看，六股鋼絲繩被得到廣泛地推廣和運(yùn)用，因?yàn)槔K芯直徑與六股股徑比較一致，摩擦帶相對(duì)較薄，編接和受力條件較好，在一定程度上具有較高的安全性能。

1.2插入股在鋼絲繩受力時(shí)所承受的壓力

由于索道鋼絲繩編接比較容易受到諸多因素的影響，所以，通常我們?cè)谶M(jìn)行受力分析時(shí)，一定要充分考慮到編接的具體特性，一般來說，可以從以下幾個(gè)方面入手：（1）將鋼絲繩水平方向的拉力設(shè)置為T，繩股股數(shù)則為n，索道鋼絲繩的每股拉力則用公式：T’=T/n；（2）將插入股的半徑設(shè)置為r1，繩股的半徑則設(shè)置為r2，我們?cè)趯?duì)鋼絲繩受力時(shí)插入股所受的壓力進(jìn)行計(jì)算時(shí)，就可以用公式：P=T’sin3 Q÷（r1+r2）a’來表示，其中，徑向壓力用字母P來表示，從這個(gè)公式中，我們可以看出，繩股與插入股之間呈正比關(guān)系，即繩股的數(shù)量越多，插入股所承受的壓力就越大；（3）徑向壓力。在索道鋼絲繩編接的受力分析中，想要計(jì)算出徑向壓力，就一定要嚴(yán)格按照要求，對(duì)索道鋼絲繩編接中的每股繩進(jìn)行合理的安排，確保每股鋼絲繩之間存在著一定的空間和距離，之所以需要這樣做，主要是因?yàn)槿绻屆抗衫K之間相互連接和擠壓，就會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦力和擠壓力，從而導(dǎo)致徑向壓力變小，在嚴(yán)重的情況下還會(huì)消失。所以，在索道鋼絲繩編接中，在對(duì)每根繩股進(jìn)行纏繞時(shí)，一定要將實(shí)際情況作為主要依據(jù)，加大插入股的直徑，這樣一來，一方面不會(huì)對(duì)徑向壓力的產(chǎn)生造成影響，另一方面還會(huì)為徑向壓力P達(dá)到最大值提供有效的保障。

2.索道鋼絲繩編接受力的具體實(shí)例計(jì)算

在本文中，我們?cè)趯?duì)索道鋼絲繩編接的受力進(jìn)行計(jì)算時(shí)，主要通過一個(gè)具體的例子，某一風(fēng)景區(qū)的拖掛式客運(yùn)索道高差為752米，水平長度為2012米，索道鋼絲繩主要的結(jié)構(gòu)為6×36SW，我們用字母D來表示繩徑，長度大約為38毫米，索道鋼絲繩的整體抗拉強(qiáng)度為2160MPa，捻距為283毫米，破斷力為1359kN，索道鋼絲繩最大的拉力為234kN，索道鋼絲繩最小的壓力為127kN，整體采用的是長編接方法，長度大約為1300D，插入股總體長約60D，尼龍繩為主要的摩擦帶。

我們?cè)谟?jì)算索道鋼絲繩編接的徑向壓力時(shí)，可以運(yùn)用P=T’sin3 a÷（r1+r2）a’這個(gè)公式來計(jì)算，在這個(gè)公式中，T kT/6，其中T的數(shù)值為127-234kN，插入股的半徑為r1，r1=（6+12）/2mm=9mm，繩股半徑為r2，r2=12/2mm=6mm。通過這個(gè)公式，我們可以將索道鋼絲繩編接的徑向壓力計(jì)算出來，P的數(shù)值大約為110-204.7N/mm。

我們?cè)趯?duì)索道鋼絲繩編接的摩擦力進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以采用f=b×n1×0.81×q×u×n2這個(gè)公式來計(jì)算，在這個(gè)公式中，f為索道鋼絲繩部分插入股產(chǎn)生的摩擦力，其中，總的插入股數(shù)量為n1，鋼絲繩的股數(shù)為n2，索道鋼絲繩編接的最大應(yīng)力用字母q來表示，接觸面的寬度則用b來表示，索道鋼絲繩中纏繞繩股的長度則為1，而u則表示摩擦帶與繩股之間產(chǎn)生摩擦的實(shí)際數(shù)值，通過計(jì)算，我們可以得出索道鋼絲繩的摩擦力為723410-143190N。

在索道鋼絲繩編接的受力分析中，我們可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：（1）每股繩之間拉力大小的變化都不會(huì)對(duì)索道的安全系數(shù)造成影響；（2）鋼絲繩中摩擦帶的材質(zhì)對(duì)摩擦力的影響相對(duì)較小，受壓力與壓應(yīng)力之間呈現(xiàn)出反比的關(guān)系，即受壓力增大，壓應(yīng)力減少；（3）在索道鋼絲繩編接中，摩擦力最主要的來源是插入股，摩擦力在一定程度上關(guān)系則索道的安全系數(shù)，只要編接符合要求，索道鋼絲繩的安全是有一定保障的。

3.結(jié)束語：

總而言之，索道鋼絲繩編接的安全系數(shù)在一定程度上關(guān)系著人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。所以，在對(duì)索道鋼絲繩編接進(jìn)行受力分析與計(jì)算時(shí)，一定要充分考慮到鋼絲繩編接的具體特點(diǎn)，嚴(yán)格按照要求，確保每一個(gè)計(jì)算數(shù)據(jù)的精確性，只有這樣，才能有效提高工作效率和水平，從而為索道鋼絲繩編接安全系數(shù)的提高提供強(qiáng)有力的保障。