淺析起重機(jī)的滑輪輪槽磨損問(wèn)題及檢驗(yàn)檢測(cè)策略

孫亮亮

【摘 ?要】滑輪作為起重機(jī)重要的部件，被廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械上，然而滑輪在企業(yè)各種工況環(huán)境下出現(xiàn)壓痕磨損、大變形等問(wèn)題，長(zhǎng)期困擾著很多企業(yè)，滑輪磨損變形引起的安全事故給企業(yè)的生產(chǎn)工作及財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失?；诖?，筆者對(duì)起重機(jī)產(chǎn)生滑輪壓痕磨損的原因進(jìn)行分析，并提出提高滑輪疲勞壽命和防止滑輪大變形的一些措施。

【關(guān)鍵詞】橋式起重機(jī);滑輪繩槽;壓痕磨損;疲勞壽命

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展，起重機(jī)的使用越來(lái)越廣泛，作為起重機(jī)的重要結(jié)構(gòu)，滑輪輪槽磨損會(huì)直接影響起重機(jī)的正常運(yùn)作，對(duì)起重機(jī)使用安全造成影響。當(dāng)起重機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，滑輪組會(huì)受鋼絲繩拉力作用，達(dá)到一定時(shí)間后便會(huì)產(chǎn)生疲勞磨損，且會(huì)不斷加重直至斷裂，進(jìn)而影響起重機(jī)正常起吊。所以分析起重機(jī)滑輪輪槽磨損程度，有助于制定合理的防治方案。如果起重機(jī)滑輪輪槽磨損問(wèn)題因沒(méi)有得到重視而不斷加劇直至損壞，不僅容易影響起重機(jī)運(yùn)行質(zhì)量和效率，還可能埋下安全隱患，引發(fā)安全事故，因此必須借助合理有效的檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題。

一、起重機(jī)滑輪的工作機(jī)理

滑輪系統(tǒng)作為起重機(jī)運(yùn)行的重要組成部分，對(duì)于起吊重物起著關(guān)鍵作用。通常情況下，可以將滑輪系統(tǒng)分為定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組。從本質(zhì)上分析，定滑輪的工作機(jī)理就是等臂杠桿，起到杠桿作用和傳動(dòng)力作用，其出現(xiàn)的動(dòng)力、阻力與滑輪半徑相同，可以改變力的方向。根據(jù)杠桿平衡原理我們能夠了解定滑輪并不省力，主要是起到整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)作用。動(dòng)滑輪的主要運(yùn)行機(jī)理就是調(diào)整動(dòng)力臂和阻力臂間的二者關(guān)系，這樣就能夠降低力的消耗量。動(dòng)滑輪從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)就是動(dòng)力臂為阻力兩倍的杠桿，這樣理論上就可以降低50%的力，但需要改變滑輪的距離，通常情況下多延伸出一倍的距離。而滑輪組主要利用鋼絲繩來(lái)升降物體，雖然通過(guò)滑輪組能夠有效降低起重的時(shí)間，但也加大了重物的移動(dòng)距離，所以起重機(jī)的吊梁才會(huì)設(shè)置的較長(zhǎng)。因此我們可以把滑輪理解為是杠桿的一種變形，是一種典型的杠桿類施工機(jī)械，應(yīng)用滑輪組不僅能夠大大節(jié)省升降力度，還能夠改變方向。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中主要是將一定數(shù)量的定滑輪和動(dòng)滑輪進(jìn)行多元化組合來(lái)形成最優(yōu)配置，從而構(gòu)成有效的滑輪組，在起重機(jī)工作時(shí)得到十分重要的作用。

二、引起起重機(jī)滑輪輪槽磨損的主要因素分析

2.1接觸循環(huán)應(yīng)力過(guò)大或超過(guò)滑輪疲勞壽命

所謂的滑輪疲勞壽命是指當(dāng)接觸體發(fā)生滾動(dòng)或者相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，相應(yīng)循環(huán)應(yīng)力會(huì)逐漸增大直至超過(guò)材料疲勞強(qiáng)度，進(jìn)而生成裂紋并繼續(xù)擴(kuò)展最終造成斷裂。滑輪組磨損包括萌生、擴(kuò)展和斷裂三個(gè)發(fā)展階段，故對(duì)滑輪疲勞壽命進(jìn)行分析時(shí)可從下述幾點(diǎn)著手：首先是處于不同接觸力情況下的滑輪疲勞循環(huán)次數(shù);其次是當(dāng)滑輪淬火層存在磨損時(shí)，不同接觸力情況下的疲勞循環(huán)次數(shù)，此時(shí)滑輪槽會(huì)產(chǎn)生壓痕，并且在鋼絲繩壓力作用下因摩擦?xí)斐奢啿壑型蛊鹞恢弥饾u磨平直至光滑;再次，計(jì)算初裝滑輪的疲勞使用壽命;最后，經(jīng)鋼絲繩磨平后的滑輪淬火層再次存在壓痕時(shí)間。

2.2滑輪輪出現(xiàn)塑形形變，輪槽壓痕失效

滑輪壓痕在鋼絲繩作用下被磨平后，往往需要一定時(shí)間才會(huì)再次出現(xiàn)壓痕，并當(dāng)達(dá)到某種程度后便會(huì)失效。這是因?yàn)榛嗇啿凼艿降牧Σ皇且淮涡缘?，而是循環(huán)作用的，這樣的話便會(huì)出現(xiàn)塑形形變，同時(shí)輪槽表面還會(huì)留下印痕，且輪槽表面因經(jīng)常性循環(huán)重復(fù)受力開(kāi)始硬化或者軟化，此時(shí)塑形形變逐漸蔓延至同一平面多處位置，最終形成一塊滑移帶。另外，起重機(jī)的工作過(guò)程和特點(diǎn)決定了物體起吊時(shí)的搖動(dòng)情況，同時(shí)與該動(dòng)作相關(guān)的鋼絲繩與滑輪會(huì)形成一定擺動(dòng)，若其接觸輪槽表面發(fā)生摩擦，就會(huì)導(dǎo)致輪槽磨損;加上起重機(jī)具有調(diào)轉(zhuǎn)方向功能，可進(jìn)一步加重滑輪輪槽磨損程度。

三、防范或減少起重機(jī)滑輪輪槽磨損的有效措施

3.1加強(qiáng)鋼絲繩與滑輪的接觸應(yīng)力，合理控制鋼絲繩吊運(yùn)加速度，

通過(guò)對(duì)鋼絲繩和滑輪的作用機(jī)理研究可知，由于起重機(jī)在實(shí)際工作中，滑輪槽底部會(huì)承受到非常大的應(yīng)力，并且在鋼絲繩的交變作用下，導(dǎo)致滑輪槽出現(xiàn)疲勞磨損問(wèn)題，從而形成滑輪壓痕。因此，需要作業(yè)人員在實(shí)際操作過(guò)程中，能夠降低滑輪槽表面的接觸應(yīng)力，并根據(jù)表層安裝以及鋼絲繩直徑襯墊更換調(diào)整，來(lái)對(duì)整個(gè)滑輪組系統(tǒng)進(jìn)行改良工作。這樣就能夠進(jìn)一步加強(qiáng)鋼絲繩和滑輪的接觸應(yīng)力，減少與滑輪槽之間的摩擦。另外，在起重機(jī)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要控制加速度，這樣能夠有效降低滑輪承受的沖擊負(fù)荷，并且能夠在吊運(yùn)過(guò)程中降低點(diǎn)動(dòng)操作頻率，從而降低滑輪、鋼絲繩與輪槽的摩擦系數(shù)。

3.2保證鋼絲繩和滑輪槽的潤(rùn)滑，降低絕緣受損

通過(guò)分析滑輪槽表面磨損機(jī)理可以發(fā)現(xiàn)，待到滑輪槽出現(xiàn)磨損之后，由于磨損掉落下來(lái)的雜質(zhì)會(huì)融入到潤(rùn)滑脂當(dāng)中，這樣就會(huì)提高鋼絲繩和滑輪槽之間的阻力，從而提高磨損程度，基于此，可以在磨損程度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后，及時(shí)更換潤(rùn)滑脂，這樣就能夠有效降低磨損消耗。只有在日常工作中，定期進(jìn)行檢測(cè)，才能保證電解槽絕緣不會(huì)受到破壞。同時(shí)，還要重視電解槽周絕緣破損的及時(shí)修復(fù)工作，減少絕緣缺損對(duì)電解槽接地的影響。

四、起重機(jī)滑輪輪槽磨損的檢驗(yàn)檢測(cè)策略

要想提高起重機(jī)滑輪輪槽磨損檢驗(yàn)檢測(cè)效果和水平，必須以切實(shí)合理的實(shí)施方案為基礎(chǔ)和參考，其中準(zhǔn)確掌握滑輪輪槽磨損程度至關(guān)重要。在滑輪組正常的情況下，通過(guò)人力就能夠掰動(dòng)滑輪，如果用手無(wú)法掰動(dòng)滑輪，則說(shuō)明磨損比較嚴(yán)重。需要定期對(duì)軸上的潤(rùn)滑油槽和油孔中雜質(zhì)進(jìn)行清除，分析油孔和軸承間隔套上的油槽是否安裝正確。起重機(jī)滑輪輪槽磨損檢驗(yàn)檢測(cè)不能盲目進(jìn)行，既需要 遵守相關(guān)規(guī)定、參考檢測(cè)方案，又要掌握其中的檢測(cè)要點(diǎn)，如果在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)滑輪上出現(xiàn)裂痕問(wèn)題，需要及時(shí)更換滑輪或不再使用，否則容易造成嚴(yán)重的意外事故。檢測(cè)滑輪槽和繩徑之間的比例關(guān)系，通常情況下滑輪槽直徑在繩徑的1/3以內(nèi)。起重機(jī)零件安裝工作必須要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。對(duì)起重機(jī)各個(gè)滑輪進(jìn)行清理工作，觀測(cè)滑輪的具體磨損狀況，如果部分滑輪出現(xiàn)磨損問(wèn)題但不至于報(bào)廢，則需要時(shí)刻關(guān)注滑輪的使用狀況，一旦磨損加劇則需要立即更滑滑輪。同時(shí)，有些滑輪需要重鑄再投入運(yùn)行，如果是鐵質(zhì)的滑輪出現(xiàn)裂縫問(wèn)題則不能進(jìn)行焊接再使用，需要直接報(bào)廢，這樣才能夠全面發(fā)揮滑輪組的積極作用，同時(shí)也能夠?yàn)槠鹬貦C(jī)工作情況提供有效依據(jù)。在滑輪組檢測(cè)過(guò)程中，需要保障滑輪和鋼絲繩的接觸靈活性，并在二者的表層具備一定的潤(rùn)滑效果。同時(shí)，也要保障輪槽的平滑度，輪槽內(nèi)不能出現(xiàn)裂紋問(wèn)題，鋼絲繩不能有所損害，其磨損程度也必須要在允許范圍內(nèi)，否則立即更換。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)起重機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用愈加廣泛，作為一種重要的運(yùn)輸電氣設(shè)備，在實(shí)際應(yīng)用需要承載著大量負(fù)荷。起重機(jī)滑輪系統(tǒng)作為實(shí)現(xiàn)起重功能的關(guān)鍵，但由于起重機(jī)使用環(huán)境惡劣，所以會(huì)提高起重機(jī)的受損程度，特別是滑輪輪槽磨損問(wèn)題，需要特別關(guān)注和注意。通過(guò)熟悉了解了起重機(jī)滑輪輪槽的磨損因素，可以采取相應(yīng)的檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)措施進(jìn)行防范或者減少滑輪輪槽的磨損，保障起重機(jī)的安全正常運(yùn)作。

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（作者單位：廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院珠海檢測(cè)院）