溪洛渡電站MQ900B高架門機(jī)起升鋼絲繩扭轉(zhuǎn)的原因分析及解決方法

王少偉　耿青波　趙亞楠

摘 要：介紹了奚落渡水電站MQ900B高架門座起重機(jī)在高揚(yáng)程作業(yè)時(shí)，鋼絲繩發(fā)生扭轉(zhuǎn)的原因和解決方法，以期為后續(xù)產(chǎn)品和同類產(chǎn)品的安裝使用提供經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；鋼絲繩；抗拉強(qiáng)度；扭轉(zhuǎn)

中圖分類號：TH213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.084

文章編號：2095-6835（2015）15-0084-01

溪洛渡電站MQ900B高架門機(jī)是在MQ900/30噸門座起重機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)的變型產(chǎn)品，它是在保持原機(jī)型特點(diǎn)單臂架、圓筒門架的前提下，為了適應(yīng)溪洛渡電站大壩澆筑的需要而改進(jìn)設(shè)計(jì)的。該門機(jī)的浮動(dòng)范圍為19～45 m，最大起重量可以達(dá)到30 t，最大起升高度為120 m。該門機(jī)安裝完成交付業(yè)主使用后，經(jīng)常會(huì)在揚(yáng)程大于45 m時(shí)出現(xiàn)鋼絲繩扭轉(zhuǎn)的情況，從而導(dǎo)致鋼絲繩磨損嚴(yán)重，影響工作效率。下面主要分析了鋼絲繩發(fā)生扭轉(zhuǎn)的原因和具體的解決方法。

1 鋼絲繩發(fā)生扭轉(zhuǎn)的主要原因

起重機(jī)所使用的普通鋼絲繩在受力時(shí)會(huì)產(chǎn)生扭矩。扭矩是由鋼絲繩的制造方式引起的，先是鋼絲螺旋地扭在一起而形成股，然后幾股又螺旋地扭在一起形成鋼絲繩。當(dāng)受力后，鋼絲和股都會(huì)被拉直，但是，在吊裝作業(yè)時(shí)，鋼絲繩的端頭是固定的，這樣鋼絲繩內(nèi)就形成了扭矩。扭矩的存在使鋼絲繩有旋轉(zhuǎn)的趨勢，當(dāng)負(fù)載質(zhì)量增加時(shí)，產(chǎn)生的扭矩或轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)增加；當(dāng)起重高度增加時(shí)，鋼絲繩轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢也會(huì)增加。在多纏繞系統(tǒng)中，各條鋼絲繩之間的距離越短，相互纏繞的趨勢就會(huì)越大，這樣就使得鋼絲繩發(fā)生扭轉(zhuǎn)。

在制造鋼絲繩時(shí)都會(huì)有比較大的內(nèi)力。一般情況下，鋼絲繩在出廠時(shí)都會(huì)做80%的額定載荷預(yù)拉伸處理?，F(xiàn)場穿繩時(shí)，需將鋼絲繩全部放出滾架，以消除內(nèi)部扭力后再穿鋼絲繩。從卷盤卷繞到起升機(jī)構(gòu)上時(shí)，如果在卷盤上卷繞的力量沒有得到釋放，那么，即便是防扭鋼絲繩也容易發(fā)生纏繞。

滑輪組之間的鋼絲繩除了承受垂直力之外，還存在一定的橫向水平分力，這樣就會(huì)產(chǎn)生合成轉(zhuǎn)矩，從而促使這組鋼絲繩發(fā)生旋轉(zhuǎn)。鋼絲繩產(chǎn)生橫向水平分力的原因是滑輪組的卷繞方式設(shè)計(jì)不合理，在卷繞時(shí)，定滑輪和動(dòng)滑輪之間的鋼絲繩與垂直方向存在一定的夾角，而該夾角的存在會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩產(chǎn)生水平分力，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)滑輪圍繞垂直中軸線發(fā)生旋轉(zhuǎn)。

有許多外部因素會(huì)直接導(dǎo)致鋼絲繩扭轉(zhuǎn)。例如，在吊裝過程中，人力或風(fēng)力等外力推動(dòng)吊鉤轉(zhuǎn)動(dòng)；司機(jī)操作不熟練導(dǎo)致吊鉤和重物擺動(dòng)，使得吊鉤旋轉(zhuǎn)；吊鉤的穿繞方式也會(huì)使得吊鉤不平衡，導(dǎo)致鋼絲繩扭轉(zhuǎn)等。

2 防扭轉(zhuǎn)的方法

采用防扭鋼絲繩是最基本的一種防回轉(zhuǎn)方法。選擇優(yōu)質(zhì)的不旋轉(zhuǎn)多層股鋼絲繩，比如18×7，35W×7，特別是當(dāng)起重機(jī)起升高度比較高時(shí)，多層股鋼絲繩能有效避免回轉(zhuǎn)的發(fā)生。

安裝鋼絲繩時(shí)，要盡可能地將鋼絲繩全部拉直放置在地面上，以破除應(yīng)力。如果因?yàn)閳龅氐脑驘o法全部拉直，則可以更換完畢后在未將鋼絲繩兩端固定在卷筒上之時(shí)，以起升設(shè)備上的定滑輪作為支點(diǎn)將兩側(cè)的鋼絲繩拉直破除應(yīng)力。

采用防扭裝置，如圖1所示，可以動(dòng)態(tài)地釋放鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)內(nèi)力。該裝置是一個(gè)裝有平面軸承的連接器，能夠承受拉力而不能承受回轉(zhuǎn)力矩，而被連接的兩物體之間可以通過防扭裝置相互旋轉(zhuǎn)，從而有效釋放鋼絲繩的回轉(zhuǎn)內(nèi)力。

加大鋼絲繩固定端與定滑輪之間的距離，如圖2所示。加大鋼絲繩固定端與定滑輪之間的距離后，固定端會(huì)在鋼絲繩旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)一個(gè)反方向的拉力，從而有效地減少了鋼絲繩的回轉(zhuǎn)。

3 結(jié)束語

在溪洛渡MQ900B高架門機(jī)的設(shè)計(jì)、選型和施工過程中，鋼絲繩采用了6×37+IWR的普通單層鋼絲繩。在安裝時(shí)，鋼絲繩內(nèi)力沒有釋放，吊鉤鉤體轉(zhuǎn)動(dòng)也不靈活。所以，在高揚(yáng)程作業(yè)時(shí)，導(dǎo)致鋼絲繩發(fā)生了回轉(zhuǎn)。為了避免鋼絲繩的回轉(zhuǎn)，在這臺(tái)門機(jī)和后續(xù)的此類產(chǎn)品中，采用了35 W×7+IWR的多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。在安裝前，要求必須釋放鋼絲繩內(nèi)力，同時(shí)，檢查吊鉤和滑輪組能否靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣做，能夠有效解決這類門機(jī)鋼絲繩扭轉(zhuǎn)的問題。

參考文獻(xiàn)

[1]張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊[M].北京：中國鐵道出版社，1997.

[2]鞍鋼集團(tuán)鋼繩廠，貴州鋼繩股份有限公司，鄭州金屬制品研究院，等.GB/T 8918—2006 重要用途鋼絲繩[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

〔編輯：白潔〕