對(duì)客運(yùn)索道鋼絲繩的深入研析

孫銘揚(yáng)，蔡進(jìn)，楊武元

（云南省特種設(shè)備安全檢測(cè)研究院，云南 昆明 650228）

客運(yùn)索道，是指動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，利用柔性繩索牽引箱體等運(yùn)載工具運(yùn)送人員的機(jī)電設(shè)備，包括客運(yùn)架空索道、客運(yùn)纜車、客運(yùn)拖牽索道等。其中，客運(yùn)架空索道分為往復(fù)式客運(yùn)架空索道和循環(huán)式客運(yùn)架空索道，客運(yùn)纜車分為往復(fù)式客運(yùn)纜車和循環(huán)式客運(yùn)纜車，客運(yùn)拖牽索道分為低位客運(yùn)拖牽索道和高位客運(yùn)拖牽索道。這一設(shè)施主要運(yùn)用在城市交通運(yùn)輸、旅游觀光游覽中，是通過(guò)繃緊鋼絲繩來(lái)承載和牽引吊椅、吊廂等運(yùn)載工具的運(yùn)輸設(shè)施。由此可見(jiàn)，鋼絲繩的質(zhì)量往往就決定了客運(yùn)索道的質(zhì)量，并成為保障乘客人身安全的關(guān)鍵部件。隨著我國(guó)第三產(chǎn)業(yè)旅游業(yè)的發(fā)展，2017 年年底，我國(guó)的客運(yùn)索道已經(jīng)達(dá)1000 多條，其中主要分布在各大山岳型旅游景點(diǎn)中，作為該風(fēng)景區(qū)主要的交通工具。同時(shí)，客運(yùn)索道也正向著線路更長(zhǎng)、落差更高、載客量更大的方向發(fā)展，這對(duì)鋼絲繩的結(jié)構(gòu)、性能、質(zhì)量都提出了更高的要求。

1 客運(yùn)索道鋼絲繩的類型

客運(yùn)索道鋼絲繩主要可分為三類。

第一類是用作載客吊廂、吊椅等承載索的鋼絲繩。它一方面承載吊廂、吊椅等載客工具，另一方面，還要方便嵌輪在其上面滾動(dòng)行走。這類鋼絲繩要求使用全部由鋼絲捻制而成的密封型鋼絲繩，不允許使用帶有任何類型的纖維芯以及不允許敞開式螺旋型的鋼絲繩，以保證承載索鋼絲繩有足夠高的抗拉強(qiáng)度和韌性，從而使得乘客的生命安全得到保障。

第二類是使得客運(yùn)索道得以運(yùn)行的牽引索、平衡索和運(yùn)載索。盡管這三類索道擁有不同的名字，具體功用也不同，但這三種索道都是為了保證客運(yùn)索道得以運(yùn)行，將其合并為一類。這一類索道對(duì)鋼絲繩的要求是抗彎曲和耐磨損，小直徑的該類型索道通常使用西魯型鋼絲繩，大直徑的使用填充型鋼絲繩。

第三類是專用于索道重錘拉緊的張緊索。這類型索道對(duì)鋼絲繩的要求與承載索完全相反，它要求鋼絲繩特別耐彎曲、撓性強(qiáng)。并且由于它與前兩類不一樣，通常不在露天使用，對(duì)耐腐蝕性的要求沒(méi)有前兩者那么高。

2 客運(yùn)索道鋼絲繩的要求

2.1 鋼絲繩的伸長(zhǎng)與強(qiáng)度

客運(yùn)索道通過(guò)繃緊承載索，通過(guò)拉力使吊廂懸于空中，這一拉力會(huì)使得鋼絲繩有所伸長(zhǎng)，其中伸長(zhǎng)分為彈性伸長(zhǎng)和永久伸長(zhǎng)兩種。鋼絲繩的伸長(zhǎng)量與鋼絲繩選用的內(nèi)芯、鋼絲材質(zhì)、捻制方式等有關(guān)。由于鋼絲繩的伸長(zhǎng)會(huì)帶來(lái)客運(yùn)索道維護(hù)的困難，所以業(yè)界對(duì)于鋼絲繩伸長(zhǎng)量的要求都是越小越好?？嚲o帶來(lái)的另一個(gè)問(wèn)題是鋼絲繩的強(qiáng)度問(wèn)題，即鋼絲繩的破斷拉力，也稱作鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度?？估瓘?qiáng)度的提高可以使得鋼絲繩的抗磨損和抗擠壓能力同時(shí)得到提高，但會(huì)同時(shí)降低鋼絲彎曲后的抗疲勞能力，所以業(yè)界通常根據(jù)鋼絲使用的場(chǎng)景和用途有不同的要求，承載索通常是疲勞載荷，所以承載索對(duì)抗拉強(qiáng)度的要求較低，而牽引索等對(duì)抗拉強(qiáng)度的要求會(huì)更高。

2.2 鋼絲繩的潤(rùn)滑和摩擦系數(shù)

客運(yùn)索道在其沿線會(huì)設(shè)置支架，支架上設(shè)置驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪能驅(qū)動(dòng)鋼絲帶動(dòng)吊廂等載客工具移動(dòng)，鋼絲繩在經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)輪的時(shí)候會(huì)有摩擦，一方面要保證鋼絲繩的潤(rùn)滑，減少摩擦磨損，提高鋼絲繩的使用壽命，另一方面也需要有一定的摩擦系數(shù)，保證其防滑的性能，才能實(shí)現(xiàn)運(yùn)載乘客的目的。而影響鋼絲繩潤(rùn)滑和摩擦系數(shù)的重要因素的是繩芯和潤(rùn)滑油。如使用優(yōu)質(zhì)的鋼絲繩芯，可以減少甚至不需要添加潤(rùn)滑油，如使用較好的鍍鋅鋼絲繩，一方面保護(hù)環(huán)境避免滴油污染，另一方面可以保證使用壽命的前提下，提高摩擦系數(shù)以使得驅(qū)動(dòng)輪能正常工作。又比如使用優(yōu)質(zhì)的潤(rùn)滑油，一方面潤(rùn)滑油可以減少鋼絲間的接觸摩擦力，另一方面優(yōu)質(zhì)的潤(rùn)滑油可以減少鋼絲繩收到腐蝕的情況，提高使用壽命。

2.3 鋼絲繩的振動(dòng)與反彈波

在索道運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)有許多因素導(dǎo)致鋼絲繩上某一端產(chǎn)生振動(dòng)，而這一振動(dòng)會(huì)傳遞到繃緊的鋼絲繩的另一端，再如此往返，若干次后恢復(fù)平靜，又稱為反彈波，少量的反彈波問(wèn)題不大，但由于索道運(yùn)行過(guò)程中，各游客的行為往往是不可控的，即便是正常轉(zhuǎn)身移動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，多個(gè)吊廂或吊椅發(fā)生振動(dòng)時(shí)，一同產(chǎn)生的振動(dòng)有可能會(huì)導(dǎo)致索道無(wú)法正常工作。對(duì)比，一方面可以更換有較高不圓度的驅(qū)動(dòng)輪和導(dǎo)向輪等配件，另一方面增加防震阻尼，降低振動(dòng)。另外根據(jù)反彈波速度公式，降低索道鋼絲繩拉力和提高鋼絲繩重量都能在一定程度上減少振動(dòng)及其反彈波。

3 客運(yùn)索道鋼絲繩的應(yīng)用

3.1 鋼絲繩的使用

在選定適合的鋼絲繩后，合理地使用能有效地提高鋼絲繩的使用壽命。首先，驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪、托壓索輪等要有合理的直徑，這樣鋼絲繩在其中能形成較為合理的折角，能一定程度減少其多次彎曲形成的疲勞載荷。其次，抱索器要有合理的夾緊力，抱索器夾緊鋼絲是為了讓索道能有爬坡能力，這是要求抱索器有一個(gè)最低限度的夾緊力，但這個(gè)夾緊力并不是越高越好，因?yàn)檫^(guò)度的夾緊力會(huì)夾傷鋼絲繩，鋼絲繩的壽命也會(huì)因此而減少。最后，最小鋼絲繩張力要合理。鋼絲繩在承載吊廂、吊椅等的時(shí)候，必然在該處會(huì)形成一個(gè)折角，為了索道能較好地工作，也為了有利于延長(zhǎng)索道鋼絲繩的壽命，必須保證其有著合理的最小鋼絲繩張力。

3.2 鋼絲繩的維護(hù)

鋼絲繩的維護(hù)主要是指定期的潤(rùn)滑，維護(hù)的目的是提高鋼絲繩的壽命和提供索道試用期間的安全保障。潤(rùn)滑能使得鋼絲繩的表面和縫隙中有保護(hù)油膜，一方面這一油膜首先可以減少鋼絲之間的摩擦磨損，提高其使用期限，另一方面，油膜使得鋼絲繩與空氣水分隔絕，能有效防止鋼絲繩氧化、受潮以及接觸到腐蝕物遭到侵蝕。對(duì)維護(hù)鋼絲繩的潤(rùn)滑油也有一定的要求，根據(jù)潤(rùn)滑油的功能，一方面要求潤(rùn)滑油能夠形成油膜并黏附在鋼絲繩表面和縫隙間，另一方面，是潤(rùn)滑劑本身不存在腐蝕鋼絲繩的可能，最后是其相對(duì)不容易滴落造成污染，也不容易揮發(fā)使得保護(hù)效果降低。

3.3 鋼絲繩的檢查

為了維護(hù)索道乘客的生命安全，鋼絲繩的日常檢查是必不可少的。首先是日常運(yùn)行中帶來(lái)的鋼絲繩的磨損，其次是雨季、海邊等水分充足、腐蝕性較強(qiáng)的情況上對(duì)鋼絲繩帶來(lái)的腐蝕損壞也是一大問(wèn)題。檢查分為兩類，一類是目測(cè)檢查，這種檢查方法屬于日常檢查，檢察人員檢查鋼絲繩通過(guò)目測(cè)檢查鋼絲繩是否有斷絲、松動(dòng)等異?，F(xiàn)象，還有在驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪等地方檢查是否有滑動(dòng)等情況。另外由于鋼絲繩的伸長(zhǎng)問(wèn)題，還需檢查鋼絲繩的伸長(zhǎng)量、直徑變化等，看是否有超出鋼絲繩本身安全的伸長(zhǎng)量范圍。另一類是無(wú)損探傷檢查，這一檢查是彌補(bǔ)目測(cè)無(wú)法檢查到的鋼絲繩內(nèi)部的問(wèn)題，無(wú)損探傷可以通過(guò)超聲波、電磁法等方法對(duì)鋼絲繩內(nèi)部進(jìn)行探傷，當(dāng)鋼絲繩某一部分出現(xiàn)損壞時(shí)，鋼絲繩該處的磁場(chǎng)會(huì)有不同，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼絲繩存在的問(wèn)題。

4 客運(yùn)索道鋼絲繩的發(fā)展

改革開放40 多年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)慢慢轉(zhuǎn)向第三產(chǎn)業(yè)，其中旅游業(yè)尤為突出。另外扶貧工作中幫助部分貧困地區(qū)脫貧的一大方法便是開展旅游業(yè)。為此不難推測(cè)，未來(lái)旅游業(yè)的發(fā)展必然獲得良好發(fā)展。而旅游業(yè)的發(fā)展也會(huì)為客運(yùn)索道的發(fā)展帶來(lái)新的推動(dòng)力，促進(jìn)客運(yùn)索道的發(fā)展。而關(guān)于客運(yùn)索道鋼絲繩的發(fā)展趨勢(shì)，本文從以下3 個(gè)方面進(jìn)行推測(cè)。（1）數(shù)量上增加?？瓦\(yùn)索道的增加帶來(lái)鋼絲繩數(shù)量的增加，近年來(lái)，我國(guó)客運(yùn)索道的數(shù)量早在2017 年便突破了1000 條，未來(lái)還有繼續(xù)增加的趨勢(shì)，同時(shí)，索道的運(yùn)維帶來(lái)的鋼絲繩的更新，也為鋼絲繩行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了生機(jī)。（2）規(guī)格上以西魯型為主，直徑大約分布在30.5～42.5mm。這一預(yù)測(cè)依據(jù)現(xiàn)有客運(yùn)索道鋼絲繩推測(cè)而得，在鋼絲繩工藝未獲得突破性改變的基礎(chǔ)上，現(xiàn)在市場(chǎng)主要需求和供給的鋼絲繩仍以這些為主。（3）以提高鋼絲繩質(zhì)量為改進(jìn)方向。隨著世界范圍內(nèi)對(duì)客運(yùn)索道鋼絲繩的要求越來(lái)越高，性能、環(huán)境保護(hù)等成為日益關(guān)注的重點(diǎn)，提高鋼絲繩質(zhì)量主要指滿足如今對(duì)鋼絲繩更耐用、更防腐蝕的要求的基礎(chǔ)上，改進(jìn)滴油污染的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的旅游資源十分豐富，并且仍有較大發(fā)掘空間，即該行業(yè)還有較高的天花板，客運(yùn)索道仍有很高的市場(chǎng)潛力。隨著經(jīng)濟(jì)和我國(guó)旅游業(yè)的發(fā)展，客運(yùn)索道必然會(huì)得以高速發(fā)展，而在客運(yùn)索道中有著關(guān)鍵地位的鋼絲繩，也必然迎來(lái)巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我們必須總結(jié)已有的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)質(zhì)量嚴(yán)格把控，不斷提高相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量，做好迎接未來(lái)挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備。