矿用钢丝绳技术及培训教案PPT

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1、一、钢丝绳基本知识一、钢丝绳基本知识三、钢丝绳使用及维护三、钢丝绳使用及维护四、钢丝绳的各种破坏形式四、钢丝绳的各种破坏形式二、钢丝绳的选择二、钢丝绳的选择ZS SZ ZZ SS内层捻距内层捻距内层丝内层丝中心中心钢丝钢丝外层捻距外层捻距外层丝外层丝外层钢丝外层钢丝 内层钢丝内层钢丝捻距捻距中心中心钢丝钢丝一个捻距一个捻距 钢丝绳直径测量方法钢丝绳直径测量方法 钢丝绳实际直径的测量需要使用合适的测量仪器，即宽口游标卡尺。游标卡尺的宽度必须跨越不少于相邻两股，于钢丝绳绳端15 m外的直线部位上进行测量，在至少相距1m的两截面上进行测量，且在每个点的相互垂直方向上测量两个直径。四个测量结果的平均值

2、作为钢丝绳的实测直径。直径的测量方法钢丝最小破断拉力总和钢丝最小破断拉力总和：钢丝绳中钢丝总横载面积与钢丝公称抗拉强度的乘积。钢丝绳最小破断拉力与钢丝最小破断钢丝绳最小破断拉力与钢丝最小破断拉力总和的关系拉力总和的关系钢丝绳最小破断拉力=钢丝最小拉断拉力总和X捻制损失系数（不同结构的钢丝绳，其捻制损失系数不同，该值可由标准中查得）钢丝绳在受力时要产生伸长，它包括结构伸长和弹性伸长，结构伸长通过使用或预张拉可转变为永久伸长。一般6股和8股纤维芯钢丝绳的结构伸长大约为5，6股和8股金属芯钢丝绳的结构伸长大约为4，单股钢丝绳的结构伸长为3。一种是采取内、外层绳旋转平衡的多股不旋转钢丝绳，如：35 7

3、、187等。另一种是股和绳旋转平衡的少股不旋转钢丝绳，如：3V40WS、4V39S、4V48S等。绳绳芯芯绳绳股股油油脂脂纤维芯钢丝绳纤维芯钢丝绳金属芯钢丝绳金属芯钢丝绳 纤维芯分为：纤维芯分为：纤维芯具有以下特点：纤维芯具有以下特点：天然纤维芯储油多，钢丝绳在工作时，内部有足够的润滑，并能减缓钢丝的腐蚀。合成纤维芯（如：聚丙烯、聚乙烯）具有强韧性好、不吸水、耐酸、耐碱、耐腐蚀、等特点。金属绳芯分为：金属绳芯分为：金属绳芯钢丝绳具有以下特点：金属绳芯钢丝绳具有以下特点：点接触点接触线接触线接触面接触面接触钢钢丝丝绳绳按按股股形形状状分分类类异型股异型股圆股圆股三角股三角股椭圆股椭圆股扇型股扇型

4、股6X7+NF6X7+IWR6X19+NF6X19+IWR6X37+NF6X37+IWR6X19S+NF6X26WS+NF6X55SWS+NF6X19S+IWR6X26WS+IWR6X55SWS+IWR 线接触钢丝绳的股中钢丝直径线接触钢丝绳的股中钢丝直径不同，捻距相等，一次捻制完成，不同，捻距相等，一次捻制完成，股绳中各层钢丝间呈线接触状态。股绳中各层钢丝间呈线接触状态。线接触钢丝绳的股在结构上较为线接触钢丝绳的股在结构上较为紧密；钢丝绳工作时，股绳内钢紧密；钢丝绳工作时，股绳内钢丝所受的接触应力较小，且在绕丝所受的接触应力较小，且在绕滑轮或卷筒弯曲时，各层滑轮或卷筒弯曲时，各层钢丝间不产生

5、二次弯曲应力，因此钢丝间不产生二次弯曲应力，因此钢丝绳的耐疲劳性能有较大的提高；钢丝绳的耐疲劳性能有较大的提高；钢丝绳的密度系数较大，在同一直钢丝绳的密度系数较大，在同一直径和强度时，比点接触钢丝绳的破径和强度时，比点接触钢丝绳的破断拉力提高约断拉力提高约10%10%左右。综上所述，左右。综上所述，线接触钢丝绳的使用寿命比点接触线接触钢丝绳的使用寿命比点接触钢丝绳高钢丝绳高(1(1 2 2倍倍)。6X28TS+NF6X25TS+NF6X22TS+NF6VX37+NF6VX34+NF6VX21+7FCV:三角股代号TStriangle strand（三角股简称）椭圆包三角股椭圆包三角股扇形股扇形

6、股三角股钢丝绳的股与股之间接触三角股钢丝绳的股与股之间接触点增多，其抗压性能及耐疲劳性点增多，其抗压性能及耐疲劳性能好；异形股钢丝绳金属有效断能好；异形股钢丝绳金属有效断面积大，在同一直径、强度时，面积大，在同一直径、强度时，整绳破断拉力比圆股钢丝绳提高整绳破断拉力比圆股钢丝绳提高约约25%25%。CFRCCFRC式钢丝绳，即式钢丝绳，即Center Center Fit Wire RopeFit Wire Rope，是金属芯钢丝，是金属芯钢丝绳的一种。指在钢丝绳中存在绳的一种。指在钢丝绳中存在两层或两层以上绳股一次捻制两层或两层以上绳股一次捻制而成的钢丝绳。而成的钢丝绳。CFRCCFRC式钢

7、丝绳式钢丝绳的外层绳股填于内层绳股的沟的外层绳股填于内层绳股的沟槽内槽内,使钢丝绳内空隙小，金属使钢丝绳内空隙小，金属断面积大，钢丝绳的破断拉力断面积大，钢丝绳的破断拉力比独立金属芯钢丝绳提高达比独立金属芯钢丝绳提高达101015%15%；为全线接触钢丝绳，钢丝；为全线接触钢丝绳，钢丝绳在弯曲时绳股较易滑动，并避绳在弯曲时绳股较易滑动，并避免了内部绳股的二次弯曲，使得免了内部绳股的二次弯曲，使得柔软性和耐疲劳性能有所提高；柔软性和耐疲劳性能有所提高；CFRCCFRC式钢丝绳具有独立金属芯钢式钢丝绳具有独立金属芯钢丝绳的所有优点：即耐高温、破丝绳的所有优点：即耐高温、破断拉力较高、弹性模量大、抗

8、挤断拉力较高、弹性模量大、抗挤压、绳径稳定，但使用条件要求压、绳径稳定，但使用条件要求较高。较高。同直径不同结构钢丝绳性能趋势同直径不同结构钢丝绳性能趋势819S826SW825Fi819W831SW829Fi836SW837S841SW849SWS855SWS6 7619S626SW625Fi619W631SW629Fi636SW637S641SW649SWS655SWS耐弯曲疲劳性能好耐弯曲疲劳性能好 耐磨损性能高耐磨损性能高磨损性能磨损性能变形性能变形性能弯曲性能弯曲性能67625Fi619S621S626SW629Fi631SW636SW643SWS649SWS8x25Fi1870 0

9、2020404060608080100100钢丝绳的结构钢丝绳的结构钢丝钢丝绳标绳标准断准断面积面积D2D2外层钢丝外层钢丝直径直径D D物理性能物理性能绳的结构绳的结构股的结构股的结构柔软性柔软性耐磨挤压耐磨挤压弯曲疲劳弯曲疲劳软软AGAG硬硬优优AGAG劣劣优优AGAG劣劣67 71+60.3990.110GA-626SW26SW1+5+55+100.4100.075FBD619191+6+120.3970.067ECE819S19S1+9+90.3620.066DCD625Fi25Fi1+6+6F+120.4100.065DCD631SW31SW1+6+66+120.4290.065DC

10、C629Fi29Fi1+7+7F+140.4290.058CDC6T31SW31SW1+6+66+120.4670.065DBB636SW36SW1+7+77+140.4290.058CDB624240+9+150.3580.056BEE641SW41SW1+8+88+160.4290.051BDA637371+6+12+180.3950.047BEE661611+6+12+18+240.3930.037AF-煤矿用钢丝绳的使用环境较为恶劣：粉尘大、具有较大的腐蚀性，钢丝绳要承受很大的交变载荷、冲击载荷。2）3）具有一定的耐腐蚀性能。4）钢丝绳必须应力消除良好、不得发生扭绞，同时要求钢丝绳内部

11、支撑良好，钢丝绳直径均匀。G绞车绞车天轮天轮正常使用状态下正常使用状态下的主要破坏形式的主要破坏形式是：疲劳破坏和是：疲劳破坏和磨损破坏磨损破坏主要采用钢丝绳结主要采用钢丝绳结构：构：6Vx34+NF6Vx37+NF竖井单绳提升竖井单绳提升装置示意图装置示意图配配重重锤锤G绞车绞车正常使用状态下的主要正常使用状态下的主要破坏形式是：首绳疲劳破坏形式是：首绳疲劳破坏破坏首绳主要采用钢丝绳结构：首绳主要采用钢丝绳结构：6Vx34+NF、6Vx37+NF绳涂增磨脂（戈培油）绳涂增磨脂（戈培油）尾绳主要采用钢丝绳结构：尾绳主要采用钢丝绳结构：35Wx7绞车绞车天轮天轮G正常使用状态下正常使用状态下的主

12、要破坏形式的主要破坏形式是：磨损破坏是：磨损破坏主要采用钢丝绳结构：主要采用钢丝绳结构：6x7+NF、6Tx7+NF6x19S+NF、6Vx19+NF地辊地辊使用注意事项：使用注意事项：天轮、地辊磨损严重时，天轮、地辊磨损严重时，必须即时更换，要求转必须即时更换，要求转动灵活，对钢绳定期加动灵活，对钢绳定期加油，减少磨损。油，减少磨损。针对煤矿用钢丝绳的特殊要求和使用环境进行了一系列的技术攻关。1.改进了涂油方式，提高了钢丝绳的润滑效果，同时减轻了油脂对环境的污染。可根据用户的要求，提供多种涂油方式及不同种类的油脂。2.通过对预、后变形器的优化使用及合理的捻距、捻向搭配，使钢丝绳的应力得以有效

13、消除及良好匹配，钢丝绳疲劳性能得以提高，安装和使用时更为方便。3.与英国专家合作开发的面接触、异型股钢丝绳产品质量已达到国外同类产品的实物质量水平。4.完全填充(FPF)涂塑钢丝绳采用高温、高压工艺注入优质塑料，具有很高的耐冲击性、耐疲劳性、耐磨性、耐腐蚀性及密封防尘性，其使用性能已达到世界先进水平，被广泛用于大型电铲露天采矿。随着对钢丝绳的性能要求不断提高，根据不同的使用条件和环境，正确合理地选择钢丝绳，对提高钢丝绳使用的寿命、安全性、以及经济价值具有重要意义，下面是有关煤矿用钢丝绳选用时须考虑的因素：钢丝绳的装卸、储存与保养钢丝绳的装卸、储存与保养钢丝绳安装与使用注意事项钢丝绳安装与使用注

14、意事项正确方式正确方式错误方式错误方式错误错误正确正确德国生产ELASKON30油脂（常温使用），最好以压力注入或浸入涂抹（压力注入装置见下图）。常用的简单涂油方式有：滴油、喷油、刷涂。压入压入 油脂油脂 注意：任何时候都不准许将钢丝绳从包装轮或卷筒上抽出堆放，特别是未经使用过的钢丝绳将会发生拧绞。若钢丝绳是成卷包装（软包装），放绳方式如下图所示：正确正确 若钢丝绳是工字轮包装，将轴穿入工字轮并横放在架上使其能旋转。在卷轴上使用制动，使钢丝绳保持绷紧。需要切割时，钢丝绳两端都必须绑扎牢固，放绳方式如下图所示：正确正确错误错误错误的放绳错误的放绳方式方式易在工字轮上造成易在工字轮上造成压套、卡绳

15、、折弯压套、卡绳、折弯正确正确随轮轴转动随轮轴转动错误错误易形成绳结易形成绳结卷取方向保持一定张力 钢丝绳从包装轮上缠入卷筒或其它轮上时，应使其保持原有的弯曲方向，否则钢丝绳将被扭曲。正确错误木板木板正确正确错误错误 换绳时让被换的新绳不松捻或紧捻，保持钢丝绳的出厂状态是很重要的。用旧绳作新绳的牵引绳时，不能采用新、旧绳端头对头焊接的联接方式，因为这种方式会严重破坏新钢丝绳的结构。正确的联接方式为：采用下图所示的钢丝绳股编成的拖笼联接绳端，或下图所示的新、旧绳端头镶焊套环、压头、扭头后，用与新钢丝绳捻向相同的细钢丝绳或三股纤维绳把新、旧绳联接起来。捆扎长度捆扎长度至少为至少为2 2倍绳径。倍绳

16、径。四、钢丝绳常见破坏类型及预四、钢丝绳常见破坏类型及预 钢丝绳使用的安全性是人们长期以来一直关心和重视的问题，因为钢丝绳的损伤或破坏而产生的重大事故时有发生。为了确保钢丝绳在使用中的安全运行，掌握钢丝绳的损伤类型及预防方法是很有必要的。虽然钢丝绳规格、品种繁多、使用千差万别，但一般随着使用时间的持续，都会出现类似的损伤现象。常见的钢丝绳损伤有：磨损、断丝、锈蚀、变形、咬绳、过载等。（附典型图片）为钢丝绳中钢丝磨损的几种断面形状。选用正确的钢丝绳结构可使磨损成为钢丝绳破坏的次要因素；良好的润滑有助于减少磨损。在钢丝绳使用到一定时间，可采取调头、截绳的方法以改变磨损位置，从而延长钢丝绳使用寿命。

17、如果把磨损后的表面钢丝剖开，其钢丝横断面在挤压处 向两旁伸展成翅形。从外表看，钢丝宽度扩展，虽然钢丝绳截面积减小不多，但局部挤压处的钢丝表面材质硬化了，极易造成钢丝绳断丝。减少钢丝绳的碰撞发生，常检查、调整钢丝绳与设备产生的不正常运行，并及时进行修复。选择选用于工作环境优质的钢丝绳油脂，选择适用于特殊作环境的线接触、异型股、面接触、涂塑等结构钢丝绳产品。当反复循环拉伸弯曲时，在凹陷处则产生应力集中而被折断，构成了内部磨损。反复塑性变形，使裂纹扩展而产生的断裂；疲劳引起的断丝特征：一般是断口平齐，多半出现在钢丝绳外层钢丝上，它们很有规律。良好的润滑可增强钢丝绳的耐疲劳性能。1)在条件许可的情况下

18、，应尽可能使卷筒和滑轮的直径加大。2)在安排滑轮布局时，应尽量避免使钢丝绳反向弯曲，如下图。反向弯曲反向弯曲正向弯曲正向弯曲？锈蚀的出现说明钢丝绳缺少防护保护而导致腐蚀，在某些情况下外层钢丝出现明显的点状锈痕，最终出现断丝。钢丝绳一般在露天使用，日晒雨淋会使钢丝绳腐蚀，尤其是钢丝绳在有腐蚀介质的环境下使用，腐蚀造成的损伤就更严重。因腐腐蚀而受损的钢丝绳表面存在氧亲和性的差异，使表面的某一局部金属成为阳极，另一邻近的局部金属成为阴极，形成了大量的微电池。在微电池的作用下，表面便形成很多圆形腐蚀坑，并逐步加深。这些坑就成了应力集中点、疲劳裂纹的源泉，使钢丝绳的截面积减小、弹性和承受冲击的能力降低。

19、防止钢丝绳锈蚀损伤的防治方法有两种：一是勤涂油，对于经常处于运动状态的钢丝绳涂油 是必不可少的。新钢丝绳麻芯一般含有 12%15%的油脂，而使用后期的钢丝绳则损耗了最大的部分，仅含2.4%的油脂，试验表明，涂油钢丝绳在试验后期发生的 一般是机械损伤造成的，严重时对钢丝绳的强度有很大影响。很多断绳事故都是因为钢丝绳事先受到过变形损伤而没有引起人们的足够重现，结果酿成大祸。变形的主要原因有以下几种：1、外伤：在操作过程中，钢丝绳与其它设备不正常的接触造成的，最明显的外伤是钢丝绳在滑轮绳槽、在卷筒上跳出挡板，结果常常使几十米乃至数百米的钢丝绳因为局部轧坏而损伤。2、压溃：钢丝绳在卷筒上卷乱后容易产生

20、压溃现象，钢丝绳在卷 筒上卷乱时，相互倾轧，在操作时会发出“轧吱轧吱”的声响。由压溃造造成的钢丝绳损伤会在局部迅速出现断丝与压扁的痕迹。3、扭结：钢丝绳在局部扭曲后产生的永久变形叫做钢丝绳扭结。扭曲的方向与钢丝绳旋向一致的称为正扭结，反之称为负扭结。1、外伤：防止钢丝绳外伤的关键在于完善设备。滑轮绳槽应设置可靠的防滑槽挡圈，挡圈与滑轮外圈的间隙不大于钢丝绳直径的1/5。卷筒上的钢丝绳不能松弛太多，以防绳圈跳出挡板在缠紧时轧坏。2、压溃：防止的措施是应按 钢丝绳咬绳损伤现象一般发生在多层卷绕的卷筒上，有槽双层卷绕的卷筒更甚。第一层钢丝绳沿卷筒绳槽排满后，第二层 钢丝绳的倾斜方向与第一层相反，不能

21、始终平顺地落在下层钢丝绳的空挡内，而是每卷绕一周就有一个跨越点，可称为节点。在节点处，绕入的钢丝绳不再对下层钢丝绳产生压力，而是首先对已被 卷绕在卷筒上的邻圈产生压力。在钢丝绳绕过节点的瞬间，由张力产生的压力先全部作用在 相邻钢丝绳表面，一般当倾角不大时，受压面积也很小，钢丝绳常常很快从相邻钢丝绳的表 面擦过，落入位置。但由于钢丝绳都是由很细的钢丝绕成的，在压力作用下，丝与丝之间既 容易相互嵌入，又必定产生滑移，产生了剪切运动。起的附加载荷，因摩擦引起的阻力载荷等等。由此可见，当除了静载荷以外的其它载荷增多时，实际的安全系数就降低了，钢丝绳往往会因此而引起过载。另外用户千万不要认为钢丝绳有承载

22、余量而增加设备规定的提升货物重量。安全系数与钢丝绳寿命关系安全系数与钢丝绳寿命关系可以通过调整滑轮槽的形状及补充润滑油来减少等等。2)严格遵守安全操作规程，杜绝人为的超负荷现象。3)在设备上安装载荷指示器、或超负荷限制器、或报警器，消除过载现象。多层卷绕：在卷筒上多层卷绕会导致底层钢丝绳严重变形，导致断丝。不良卷绕：（由于倾角过大或缠绕过松引起的）不良卷绕可导致机械损伤。表现为严重压伤，在运行时引起冲击载荷。绳轮直径过小：可导致钢丝绳永久变形，继而因疲劳而过早出现断丝。绳槽过大：不能给钢丝绳足够的支撑，从而导致某部分的压力增加，使钢丝绳变扁，钢丝绳过早出现断丝。如果绳槽直径大于钢丝绳直径10%

23、（钢制）或15%（塑脂衬垫），则认为过大。绳槽过小：会挤压钢丝绳，使之变形，常出现两条磨痕并伴随出现断丝。倾角过大：会引起钢丝绳之间的摩擦而导致严重磨损。可引起其它部分钢丝绳断丝，也可引起钢丝绳旋转而导致选择性不平衡。3、狭窄的磨损带导致疲劳断裂，由钢丝绳在过大的绳槽或过小的支撑卷筒中运行引起；4、两条平行的断丝带表明钢丝绳从过小的绳槽中弯曲通过；9、弯曲疲劳引起典型断丝；10、在股或绳芯接触面上的断丝，与“冠部”断丝不同；13、局部断丝和变形的典型例子；14、由扭转不平衡引起的“鸟笼”状突出；2。以上内容难免有不以上内容难免有不当之处当之处,敬请大家批评、敬请大家批评、指正。指正。渝阳煤矿机运科渝阳煤矿机运科_年年_月月