浅谈固定卷扬式启闭机钢丝绳的维护保养

张丽华

摘要：目前，在我国水利工程建设中，卷扬式启闭机以其成本低、组成结构简单、维护方便得到较为广泛的应用。而作为连接启闭机和闸门的重要环节的钢丝绳起着非常重要的作用。本文就固定卷扬式启闭机钢丝绳的维护保养进行探讨，并提出相关解决办法，以延长卷扬式启闭机钢丝绳的使用寿命，从而降低建设成本，最大限度的发挥其经济效益。

关键词：卷扬式；启闭机；钢丝绳；维护保养

中图分类号：TG807文献标识码： A

目前，在我国的水利工程建设中，固定卷扬式启闭机因为具有构造简单、维护检修方便等特点，被广泛应用于各种类型闸门的启闭。钢丝绳作为连接启闭机和闸门的关键构件，对于充分发挥工程效益至关重要，但因其外表直观，结构简单，维护保养的重要性往往不被重视。在工程运用过程中，钢丝绳受力复杂，使用环境恶劣，因选用不当、维护保养不良造成的险情或事故并不鲜见，这就要求钢丝绳具有高强度、承载能力大、过载能力强、弹性好、耐冲击等。因此，必须选择合理型号，加强保养和维修，延长其使用寿命，确保工程安全运行。

一、固定卷扬式启闭机钢丝绳失效的原因

固定卷扬式启闭机钢丝绳在运用过程中，由于受力情况的不同，会形成三种不同的承受力：闸门自重、配重、水柱压力和摩擦阻力所引起的拉伸力，钢丝绳穿绕过卷筒、滑轮所引起的弯曲力，钢丝绳与卷筒、滑轮接触时所受的挤压力等。

1、钢丝绳腐蚀和锈蚀严重

由于启闭机钢丝绳长期处于暴露的大气或水中，电化学腐蚀使其表面剥离，产生黑皮麻坑，形成沟纹，在水质污染严重的干湿交替部位尤为严重。腐蚀引起的强度和韧性损失大大超过了正常磨损和疲劳的影响。含有酸性和碱性的水流和气流，不仅会冲刷掉钢丝绳表面和内部的油脂，造成强度和韧性损失加剧。防止钢丝绳锈蚀损伤可采取涂抹油脂、选用镀锌或不锈钢等特种钢丝绳等方法。

2、钢丝绳产生疲劳

钢丝绳反复通过滑轮或卷筒，无数次的弯曲，容易使钢丝产生疲劳，韧性下降，最终导致断丝。弯曲疲劳断丝通常出现在弯曲程度最历害一侧的外层钢丝上。当弯曲疲劳断丝出现时，则意味着钢丝绳已到了使用后期。钢丝绳的弯曲疲劳寿命与D/d 比值( 即卷筒直径D 与钢丝绳直径d 的比值) 、安全系数和钢丝绳的结构均有密切关系。

3、钢丝绳磨损严重

启闭机钢丝绳使用时与卷筒等物体接触并有相对运动，产生摩擦，钢丝绳的表面不断磨损，常见的磨损方式有外部磨损和内部磨损两种情况。

3.1 外部磨损

钢丝绳在使用过程中其外周与滑轮槽、卷筒壁、钩头等物体表面接触而引起的磨损属于外部磨损。外部磨损使外周表面的细钢丝被磨扁，绳径变细。钢丝绳的破断载荷随着承受载荷截面积减小，也相应降低。实际使用中，外部磨损造成的单周磨损较全周磨损更为恶劣，因此应尽可能使单周磨损的钢丝改为全周均匀磨损。

3.2内部磨损

钢丝绳经过卷筒或滑轮时，所承受的全部负荷压在其一侧，此时钢丝绳钢丝的曲率半径不可能完全相同。弯曲时，钢丝绳内部各根细钢丝就会相互产生作用力并产生滑移，股与股之间接触应力增大使相邻股间的钢丝产生局部压痕。当反复循环弯曲拉伸时，压痕逐渐加大为深凹，并产生集中应力而被折断，形成内部磨损。

4、钢丝绳产生变形

固定卷扬式启闭机钢丝绳在受到某些物体撞击、跟设备不良接受时会相互挤压摩擦，就会使外部受损，严重情况下就会导致钢丝绳变形，钢丝横断面在受力处向两边伸展。尽管这种损耗虽然不会减少太多的截面积，但受挤压的钢丝强韧性会减弱，从而发生断丝。

5、钢丝绳产生扭结

钢丝绳在局部扭曲后产生的永久变形叫做钢丝绳的扭结。扭结的方向与钢丝绳旋向一致的称为正扭结，反之称为负扭结。由于普通钢丝绳具有自转性，当绳股端部不加捆扎便施加张力时，绳股便会向倒捻方向旋转，这就是钢丝绳扭结的内在因素。钢丝绳扭结后只有局部绳芯外露，一般没有断丝现象，但强度明显降低。实验表明：正扭结的强度只有原强度的60% ～80%，负扭结的强度还不到原强度的50%。钢丝绳的扭结可采取选用不旋转钢丝绳、自由端设置转子和发现扭结立即停止操作，释放还原等措施加以防止。

二、固定卷扬式启闭机钢丝绳的检查依据和检查办法

固定卷扬式启闭机钢丝绳的检查依据是《起重机钢丝绳、保养、维护、安装、检验和报废实用规范》（GB/T5972—2009/ISO4309：2004），钢丝绳出现整根绳股断裂以及任何部位的一个节距内的断丝局部聚集，断丝数≤总丝数的5%；钢丝绳直径相对于公称直径减少大于7%或外层钢丝磨损达到直径的30%；由于腐蚀表面出现深坑，经内部检验确认有严重内部腐蚀以及因纤维绳芯损坏造成绳芯显著减小；非正常因素而产生可见的异常变形，如绳径局部变大或减小，扭结、弯折和压扁时，钢丝绳应给予报废。

固定卷扬式启闭机钢丝绳根据所处的工作环境和部位分为水上和水下两部分，因工作条件不同，所以检查的要求也不同。检查内容主要是检查钢丝绳表面有无失油，有无锈蚀、扭结、断丝、磨损和外伤，卷筒上的钢丝绳有无爬绳和偏槽，压板螺丝有无松动等。固定卷扬式启闭机钢丝绳为水上钢丝绳且闸门不运行时，一般要求一个月检查一次；汛期应加密检查次数；当水闸处于运行状态时，每天应检查数次；当遭受暴风雨、地震等自然灾害时应立即检查，并增加检查内容。发现问题及时上报处理，并做好记录，记录时要详细。对锈蚀或磨损严重部位，应测量钢丝绳直径及长度，并记录；已发现断丝部位则仔细检查断裂情况和断丝根数等，并记录。记录资料，要注意整理归档，以备以后使用。

三、固定卷扬式启闭机钢丝绳的维护保养

启闭机钢丝绳一般采取润滑养护方法。根据行业特点和工作环境的不同，水上钢丝绳一般每年养护1次，养护材料一般采用能形成坚韧的油膜、耐潮湿、能有效减小磨损的石墨钙基或石墨烃基润滑脂，水下钢丝绳一般3年保养1次，采用抗水性强，由钙皂与矿物性油混合而成钙基润滑脂。养护时，先清除钢丝绳上的污物，清污工具的表面硬度应比钢丝绳硬度低，以免损伤钢丝绳。实际操作时，可采用铅丝顺着绳股方向绕3~4圈，或用钢丝刷沿绳股的方向来回拖动，将钢丝绳表面及绳股间的油污清除。再用柴油或煤油浸泡后拧干的毛巾或纱布擦洗绳股，反复2~3次，直至钢丝表面无油污，露出金属本色为止。待清洗剂挥发后，再涂抹防护油脂。涂抹时，最好将油脂加热至80℃，涂抹厚度以4~6 mm 为宜，过厚容易在运行过程中掉落，过薄则达不到防护效果。当表面油料干硬或泥污较多时，可将钢丝绳卸下放在80℃左右的热柴油中浸泡1~2 h 后再用干净的柴油清洗干净，然后盘放在己加热到80℃~100℃的油脂中浸泡至饱和状态。这样除锈和除污都较彻底，同时绳芯中浸满油脂，确保形成良好的润滑条件，尤其当绳持力时，绳芯含油会自然外浸。

水下钢丝绳由于长时间在水中的浸泡，会产生腐蚀和锈蚀的情况，因此，我们在除了要采取以上的养护方法外，还要对其进特殊的包裹防护，把油脂均匀涂抹后，用塑料布一层一层进行缠绕，直到包裹到正常水位值以上，然后再用细铁丝绑紧，从而加大钢丝绳保护程度。

钢丝绳的养护过程，也是一个全面细致的检查过程，发现问题，并解决问题，以便弥补检查过程中的疏漏。同时还应与启闭机的保养有机结合起来，将与钢丝绳接触的卷筒和滑轮一同进行清洗和涂油，才能达到良好的养护效果，延长钢丝绳的使用寿命。

四、结束语

固定卷扬式启闭机钢丝绳是启闭机和闸门之间相连接的关键构件，钢丝绳的安全性对于充分发挥工程效益至关重要。因此，要做好卷扬式启闭机钢丝绳的维护和保养工作是非常有必要的，不仅可以降低其损耗程度，减少股与股之间的相互摩擦，延长钢丝绳的使用寿命，而且能够确保闸门的正常安全运转，从而发挥固定卷扬式启闭机的经济效益和社会效益。

参 考 文 献:

［1］丁志强． 起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范( GB/T5972 － 2006) ［M］． 北京: 中国标准出版社， 2006．

［2］赵文军,陈利,罗芳贵.启闭机钢丝绳的选用与维护[J].人民长江，2011(23).