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钢丝绳受力计算公式
钢丝绳是起重机
上应用最广泛的挠性构件
,
也是起重机械安全生产三大重要构件
(
制动器、钢丝绳和吊钩
)
之一。钢丝绳具有重量轻、挠性好、使用灵活、韧性好、能承
受冲击载荷、高速运行中没有噪音、破断前有断丝预兆等优点。但起重钢丝绳频繁用于
各种作业场所
,
因此易磨损、易腐蚀等。如果钢丝绳
的选择、维护、保养和使用不当
,
容
易
发生钢丝绳断裂
,
造成伤亡事故或重大险情。因此正确掌握使用
钢丝绳的方法是十分
重要的。
一、钢丝绳的种类
钢丝绳
是把很多根直径为～
3mm
的高强度碳素钢钢丝先拧成股
,
再把若干
股围绕着绳芯拧成绳的。钢丝绳种
类很多
,
按绕捻方法不同可分为左同向捻、右同向捻、
左交互捻、右交互捻四种
,
起重作业中常用右交
互捻钢丝绳。
按钢丝绳芯材料不同可分为麻芯、
石棉芯和金属绳芯三种
,
起重作业中常
采用麻芯钢丝绳
,
麻芯中浸有润滑油<
/p>
,
起减小绳股及钢丝之间的摩擦和防腐蚀的作用。
按钢丝绳绳股及丝数不同可分为
6<
/p>
×
19
、
6
×
37
和
6
×
61
三种
,
起重作业
中最常用的是
6
×
19
和
6
×
37
钢丝绳。
按钢丝表面处理不同又可分为光面和镀钵两种
,
起重作业中常用光面钢
丝绳。
按钢丝
绳股结构分类
,
又可分为点接触绳、线接触绳和面接触绳。
点接触绳的各层钢丝直径相同
,
但各层螺距不
等
,
所以钢丝互相交叉形成
点接触
,
在工作中接触应力很高
,
钢丝易磨损折断
,
但其制造工艺简单。
线接触绳的股内钢丝粗细不同
,
将细钢丝置于粗钢丝的沟槽内
,
粗细钢丝<
/p>
间成线接触状态。由于线接触钢丝绳接触应力较小
,
钢绳寿命长
,
同时挠性增加。由于线
接触钢丝绳较为密实
,
所以相同直径的钢丝绳
,
线接触绳破断拉力大些。
绳股内钢丝直径
1
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相同的同向捻钢丝绳也属线接触绳。
面接触
绳的股内钢丝形状特殊
,
采用异形断面钢丝
,
钢丝间呈面状接触。
其优点是外表光滑
< br>,
抗腐蚀和耐磨性好
,
能承受较
大的横向力
;
但价格昂贵
,
故只能在特
殊场合下使用。
二、钢丝绳的规格参数
一般起重作业
可采用
GB/T8918-1996
《钢丝绳》
中
6
×
19
< br>和
6
×
37
钢丝绳
,
其规格参
数见表
1
和表
2
。
表
1
钢丝绳的破断拉力
直径
钢丝
钢丝
绳
/mm
钢丝破断拉力总和
/kN
/mm
21150
钢丝绳的抗拉强度
/MPa
1400
1550
1700
1850
2000
2
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—
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—
表
2
钢丝绳的破断拉力
直
径
钢丝绳
钢丝
/mm
3
钢丝绳的抗拉强度
/MPa
1400
1550
1700
1850
2000
/mm
钢丝破断拉力总和
/kN
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三、钢丝绳的标记
—
—
—
目前在起重机上所采用的钢丝绳主要是普通型结构钢丝绳
,
绳
6
×
19
和绳
6
×
37
。
按照国
家标准《圆股钢丝绳》
< br>(GB1102
一
74)
的规定
,
钢丝绳的标记方法如下
:
如
,
钢丝绳
6
×一甲一镀一右交
GB1102-74
这表示该圆股钢丝绳由
6
股捻制
,
股的结构形式为点接触
,
每股有
37
根钢丝
,
纤
维绳芯
,
钢丝绳直径
,
由公称抗拉强度
1700MPa
的
I
号甲组镀钵钢丝制成
,
钢丝绳的捻向
为右交互捻。
四、钢丝绳的选用
钢丝绳
在同直径时公称抗拉强度越低
,
每股绳内钢丝越多
,
钢丝直径越细
,
则绳
的挠性越好
,
但钢丝绳易磨损。
反之
,
每股绳内钢丝直径越粗
,
则钢丝绳挠性越差
,
钢丝绳
耐磨损。
因此
,
不
同型号的钢丝绳
,
它的使用范围也不同。
根据起重吊装作业的实际需要
,
一般情况下
< br>,
钢丝绳的选用可考虑以下原则
:
4
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(1)6
×
19
钢丝绳用做缆风绳、
拉索及制
作起重索具
,
一般用于受弯曲载荷较小或
遭受磨损的地方。
(2)6
×
37
钢丝绳用于起重作业中捆扎各种物件、设备及穿绕滑车组和制作起重
用索具。适用于绳索受弯曲时。
(3)6
×
61
钢丝绳用于绑扎各类物件。
绳
刚性较小
,
易于弯曲
,
用于受不大的地方。
同向捻的钢丝绳
< br>,
表面较平整、柔软
,
具有良好
的抗弯曲疲劳性能
,
比较耐用
;
其
缺点是绳头断开处绳股易松散
,
悬吊重物时容易出现旋转
,
易卷曲扭结
,
因此在吊装中不
宜单独采用。起重吊装作业常用
存交互捻钢丝绳。
五、钢丝绳的受力计算
某一规
格的钢丝绳允许承受的最大拉力是有一定限度的
,
超过这个限度
,
钢丝绳
就会被破坏或拉断
,
因此在工作中需对钢丝绳的受力进行计算。
(
一
)
钢丝绳的破断控力
钢丝绳
的破断拉力可由表
1
、
2
中查出
,
考虑钢丝绳捻制使每根钢丝受力不均匀
,
整根钢丝绳的破断拉力应按下式计算
:
S
P
=
ΨΣ
S
i
式中
S
P
——钢丝绳的破断拉力
,kN;
Σ
S
i
——钢丝丝绳规格表中提供的钢丝破断拉力的总和
, kN;
Ψ——
钢丝捻制不均折减系数
,
对
6
×
19
绳
,
Ψ
=;
对
6
×
37
绳
,
Ψ
=;
对
6
< br>×
61
绳
,
Ψ
=
。
但在工
作现场
,
一般缺少图表资料
,
同时也不要求精确计算
,
此时可采用
下式
(
仅为数据估算用
,
非规范公式
)
估算钢丝绳的破断拉力<
/p>
:
5
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