浅析起重机的滑轮轮槽磨损问题及检验检测策略

孙亮亮

【摘  要】滑轮作为起重机重要的部件，被广泛应用于起重机械上，然而滑轮在企业各种工况环境下出现压痕磨损、大变形等问题，长期困扰着很多企业，滑轮磨损变形引起的安全事故给企业的生产工作及财产造成了严重的损失。基于此，笔者对起重机产生滑轮压痕磨损的原因进行分析，并提出提高滑轮疲劳寿命和防止滑轮大变形的一些措施。

【关键词】桥式起重机;滑轮绳槽;压痕磨损;疲劳寿命

随着现代工业生产的持续发展，起重机的使用越来越广泛，作为起重机的重要结构，滑轮轮槽磨损会直接影响起重机的正常运作，对起重机使用安全造成影响。当起重机处于工作状态时，滑轮组会受钢丝绳拉力作用，达到一定时间后便会产生疲劳磨损，且会不断加重直至断裂，进而影响起重机正常起吊。所以分析起重机滑轮轮槽磨损程度，有助于制定合理的防治方案。如果起重机滑轮轮槽磨损问题因没有得到重视而不断加剧直至损坏，不仅容易影响起重机运行质量和效率，还可能埋下安全隐患，引发安全事故，因此必须借助合理有效的检验检测技术及时发现解决问题。

一、起重机滑轮的工作机理

滑轮系统作为起重机运行的重要组成部分，对于起吊重物起着关键作用。通常情况下，可以将滑轮系统分为定滑轮、动滑轮和滑轮组。从本质上分析，定滑轮的工作机理就是等臂杠杆，起到杠杆作用和传动力作用，其出现的动力、阻力与滑轮半径相同，可以改变力的方向。根据杠杆平衡原理我们能够了解定滑轮并不省力，主要是起到整个系统的协调作用。动滑轮的主要运行机理就是调整动力臂和阻力臂间的二者关系，这样就能够降低力的消耗量。动滑轮从本质上来说就是动力臂为阻力两倍的杠杆，这样理论上就可以降低50%的力，但需要改变滑轮的距离，通常情况下多延伸出一倍的距离。而滑轮组主要利用钢丝绳来升降物体，虽然通过滑轮组能够有效降低起重的时间，但也加大了重物的移动距离，所以起重机的吊梁才会设置的较长。因此我们可以把滑轮理解为是杠杆的一种变形，是一种典型的杠杆类施工机械，应用滑轮组不仅能够大大节省升降力度，还能够改变方向。在实际应用过程中主要是将一定数量的定滑轮和动滑轮进行多元化組合来形成最优配置，从而构成有效的滑轮组，在起重机工作时得到十分重要的作用。

二、引起起重机滑轮轮槽磨损的主要因素分析

2.1接触循环应力过大或超过滑轮疲劳寿命

所谓的滑轮疲劳寿命是指当接触体发生滚动或者相对滑动时，相应循环应力会逐渐增大直至超过材料疲劳强度，进而生成裂纹并继续扩展最终造成断裂。滑轮组磨损包括萌生、扩展和断裂三个发展阶段，故对滑轮疲劳寿命进行分析时可从下述几点着手：首先是处于不同接触力情况下的滑轮疲劳循环次数;其次是当滑轮淬火层存在磨损时，不同接触力情况下的疲劳循环次数，此时滑轮槽会产生压痕，并且在钢丝绳压力作用下因摩擦会造成轮槽中凸起位置逐渐磨平直至光滑;再次，计算初装滑轮的疲劳使用寿命;最后，经钢丝绳磨平后的滑轮淬火层再次存在压痕时间。

2.2滑轮轮出现塑形形变，轮槽压痕失效

滑轮压痕在钢丝绳作用下被磨平后，往往需要一定时间才会再次出现压痕，并当达到某种程度后便会失效。这是因为滑轮轮槽受到的力不是一次性的，而是循环作用的，这样的话便会出现塑形形变，同时轮槽表面还会留下印痕，且轮槽表面因经常性循环重复受力开始硬化或者软化，此时塑形形变逐渐蔓延至同一平面多处位置，最终形成一块滑移带。另外，起重机的工作过程和特点决定了物体起吊时的摇动情况，同时与该动作相关的钢丝绳与滑轮会形成一定摆动，若其接触轮槽表面发生摩擦，就会导致轮槽磨损;加上起重机具有调转方向功能，可进一步加重滑轮轮槽磨损程度。

三、防范或减少起重机滑轮轮槽磨损的有效措施

3.1加强钢丝绳与滑轮的接触应力，合理控制钢丝绳吊运加速度，

通过对钢丝绳和滑轮的作用机理研究可知，由于起重机在实际工作中，滑轮槽底部会承受到非常大的应力，并且在钢丝绳的交变作用下，导致滑轮槽出现疲劳磨损问题，从而形成滑轮压痕。因此，需要作业人员在实际操作过程中，能够降低滑轮槽表面的接触应力，并根据表层安装以及钢丝绳直径衬垫更换调整，来对整个滑轮组系统进行改良工作。这样就能够进一步加强钢丝绳和滑轮的接触应力，减少与滑轮槽之间的摩擦。另外，在起重机实际应用过程中，需要控制加速度，这样能够有效降低滑轮承受的冲击负荷，并且能够在吊运过程中降低点动操作频率，从而降低滑轮、钢丝绳与轮槽的摩擦系数。

3.2保证钢丝绳和滑轮槽的润滑，降低绝缘受损

通过分析滑轮槽表面磨损机理可以发现，待到滑轮槽出现磨损之后，由于磨损掉落下来的杂质会融入到润滑脂当中，这样就会提高钢丝绳和滑轮槽之间的阻力，从而提高磨损程度，基于此，可以在磨损程度达到一定标准后，及时更换润滑脂，这样就能够有效降低磨损消耗。只有在日常工作中，定期进行检测，才能保证电解槽绝缘不会受到破坏。同时，还要重视电解槽周绝缘破损的及时修复工作，减少绝缘缺损对电解槽接地的影响。

四、起重机滑轮轮槽磨损的检验检测策略

要想提高起重机滑轮轮槽磨损检验检测效果和水平，必须以切实合理的实施方案为基础和参考，其中准确掌握滑轮轮槽磨损程度至关重要。在滑轮组正常的情况下，通过人力就能够掰动滑轮，如果用手无法掰动滑轮，则说明磨损比较严重。需要定期对轴上的润滑油槽和油孔中杂质进行清除，分析油孔和轴承间隔套上的油槽是否安装正确。起重机滑轮轮槽磨损检验检测不能盲目进行，既需要 遵守相关规定、参考检测方案，又要掌握其中的检测要点，如果在检查过程中发现滑轮上出现裂痕问题，需要及时更换滑轮或不再使用，否则容易造成严重的意外事故。检测滑轮槽和绳径之间的比例关系，通常情况下滑轮槽直径在绳径的1/3以内。起重机零件安装工作必须要按照相关标准进行。对起重机各个滑轮进行清理工作，观测滑轮的具体磨损状况，如果部分滑轮出现磨损问题但不至于报废，则需要时刻关注滑轮的使用状况，一旦磨损加剧则需要立即更滑滑轮。同时，有些滑轮需要重铸再投入运行，如果是铁质的滑轮出现裂缝问题则不能进行焊接再使用，需要直接报废，这样才能够全面发挥滑轮组的积极作用，同时也能够为起重机工作情况提供有效依据。在滑轮组检测过程中，需要保障滑轮和钢丝绳的接触灵活性，并在二者的表层具备一定的润滑效果。同时，也要保障轮槽的平滑度，轮槽内不能出现裂纹问题，钢丝绳不能有所损害，其磨损程度也必须要在允许范围内，否则立即更换。

五、结束语

综上所述，近年来起重机在工业生产中的应用愈加广泛，作为一种重要的运输电气设备，在实际应用需要承载着大量负荷。起重机滑轮系统作为实现起重功能的关键，但由于起重机使用环境恶劣，所以会提高起重机的受损程度，特别是滑轮轮槽磨损问题，需要特别关注和注意。通过熟悉了解了起重机滑轮轮槽的磨损因素，可以采取相应的检验检测技术措施进行防范或者减少滑轮轮槽的磨损，保障起重机的安全正常运作。

参考文献：

[1]滑轮直径对钢丝绳寿命影响研究[D].胡茂.港口科技.2018（05）

[2]浅谈起重机的设计与制造[J].郭学玲.科技创新与应用.2018（26）

[3]钢丝绳的疲劳行为特征与损伤机理研究[D].廖红卫.金属制品.2019（03）

（作者单位：广东省特种设备检测研究院珠海检测院）