某发电厂是特大型燃煤港口电厂，海运是电厂燃料供给的唯一运输方式，码头配置的3台出力为1500t/h的差动绳索牵引桥式抓斗卸船机担负着燃煤的接卸任务。

差动式抓斗卸船机的主要特点为：抓料执行机构采用起升、开闭、主小车运行三合一模式，这就决定了起升、开闭钢丝绳成为传递主小车运行动力的执行机构，辅助的牵引、张紧钢丝绳保证小车系统正常平稳的运行，我厂卸船机投产2年以来，钢丝绳发生过多起因缺陷导致运行中停机检修事件。缺陷主要表现为起升、开闭钢丝绳磨损较快，辅助钢丝绳使用寿命较短，绳体变形断丝严重。为了保证卸船机起升、开闭、主小车机构安全、平稳高效运行，选择结构形式合理、性能良好的主起升、开闭钢丝绳和辅助钢丝绳势在必行。

 

1、卸船机主要机构各钢丝绳参数

 

2、钢丝绳结构形式分析

线接触钢丝绳：每股之间组成钢丝是平行捻制的，它们之间以线接触相互依靠，由于钢丝与钢丝之间的接触面积变大，在工作时因内部钢丝磨损特别是反复弯曲引起的钢丝断裂几率必然大大降低。同时线接触也带来了更加合理的应力分配，降低了引起钢丝过早断裂的高应力集中，大的金属接触面积提高了钢丝绳频繁工作时的破断拉力。

点接触钢丝绳：每股钢丝绳的各个捻合部分相互交叉，相互之间为点接触。特定的结构造成了钢丝绳之间的接触面积太小，在钢丝绳频繁工作和抖动时点接触钢丝绳内部的钢丝极容易因疲劳和磨损而发生断裂。

                                                                

3、现场所使用钢丝绳简介

3.1起升、开闭钢丝绳

目前我厂卸船机使用的起升、开闭钢丝绳结构形式主要为：6×Fi (29) +IWRC光面线接触钢芯钢丝绳（图1）和6×SW（36）+IWRC光面线接触钢心钢丝绳（图2），两组钢丝绳在GB/T8919----1996标准中分别被纳入6×37（a）类，从其整体结构而言属于粗细式钢丝绳，但其钢丝直径、排布方式不同，所以其代表的典型形式也不同。

 

两种主起升、开闭钢丝绳结构形式特点

类别	钢丝绳结构	股绳结构
6×37（a）	6×Fi (29)	14 +7/7+1
	6×SW（36）	14 +7/7 +7 +1

 

6×Fi (29) +IWRC光面线接触钢芯钢丝绳为典型的填充式钢丝绳，绳体钢丝总数223根，结构的主要特点是在每股钢丝的外层丝与中间丝之间填充一层细钢丝，增加各钢丝整体的线接触面积，使外层丝与中间丝之间形成一整体，由于整体钢丝丝数较少，在使用时其僵性低，弯曲、疲劳力学性能较好，但其外层丝较细，所以其耐磨性能较差。6×SW（36）+IWRC光面线接触钢芯钢丝绳为典型的复合型钢丝绳，绳体钢丝总数265根，主要结构特点是每股钢丝内部增加一层钢丝，第2、第3层丝直径较小，并在外层丝与中间丝之间填充一层细钢丝，因此其具有外层丝直径粗、耐磨，而内部较柔软、耐疲劳等特点，由于整体钢丝丝数较多，因此僵性较大。

两种结构形式的起升、开闭钢丝绳断面

 

①6×Fi (29) +IWRC                              ②6×SW（36）+IWRC

①6×SW（36）+IWRC断面                     ②6×37 + Fc 断面

 

4、现场钢丝绳使用各项分析

4.1钢丝绳使用状况分析

为降低应绳体弯折所造成的疲劳断丝，提高钢丝绳使用寿命，我厂卸船机起升、开闭钢丝绳缠绕采用直径为1.4m～1.3m的滑轮和卷筒，大直径的滑轮和卷筒可将钢丝绳因弯曲所造成的疲劳降至最低，但钢丝绳经过弯折不可避免地会造成绳体发热，如果这些热量不能及时被散发，热量的积蓄会使钢丝绳的温度迅速升高，过高的温度会使力学性能下降，降低钢丝绳使用的安全性。长期地使钢丝绳中保持良好的润滑条件，可以大大降低这种影响。这是由于钢丝绳润滑油具有减磨和吸收部分热量、调整钢丝绳角度的功效，能够使钢丝绳在经过弯折后产生的部分扭曲和热量及时得到调整和发散，使钢丝绳中的钢丝保持良好的性能。定期的使用专用钢丝绳润滑油加油维护非常重要并得到执行。目前进口与国产优质钢丝绳都采用合股前淋油工艺，绳体润滑起点已无太大区别，在海边盐雾环境使用过程中发现国产钢丝绳表面较易锈蚀，股绳之间结合较为松散，绳体僵性较大，在经过长距离缠绕或运行抖动后较易发生外层钢丝疲劳折损，从而对使用寿命造成一定影响。进口钢丝绳较为柔软，韧性较好，磨损趋势较为平缓，经过两年使用观察，发现进口钢丝绳使用寿命明显高于国产钢丝绳，同种结构形式的钢丝绳进口产品与国产产品寿命明显较长，从结合失效形式对比可看出，进口绳失效主要为磨损断丝，国产绳失效形式以钢丝折损为主。

因此综合评价，进口绳在同种工况下使用寿命较长，劣化趋势平缓，使用人员较易掌握其规律，而国产绳因制造工艺造成的僵性大，性能稳定性较差，在使用过程中劣化趋势较不稳定，给设备管理也带来一定难度。

 

4.2、起升、开闭钢丝绳现场使用指标

 

目前所使用的起升、开闭钢丝绳运行寿命对比

产地	类别	钢丝绳结构	平均使用寿命
神冈	6×37（a）	6×Fi (29) +IWRC	130万吨
韩国		6×SW（36）+IWRC	160万吨
咸阳		6×SW（36）+IWRC	75万吨

 

目前所采用的主起升、开闭钢丝绳失效形式对比

产地	类别	钢丝绳结构	失效形式
神冈	6×37（a）	6×Fi (29) +IWRC	磨损断丝
韩国		6×SW（36）+IWRC	磨损断丝
咸阳		6×SW（36）+IWRC	折损断丝

 

钢丝绳结构	直 径	钢丝总 断面积 Met. area	近似 质量 Mass	外层 钢丝 Outer Wire	最小破断拉力 Minimum Breaking Load
					1570	1670	1770
	mm	mm2	kg/m	mm	kN	kN	kN
6×SW（36）－IWRC	18	164	1.35	1.01	181	193	204
6×37－ Fc	18	127	1.12	0.85	160	169	179

 

 

4.5、使用不同厂地钢丝绳年更换指标

4.5.1主起升、开闭钢丝绳

单台卸船机更换主起升、开闭钢丝绳时间对比