对客运索道钢丝绳的深入研析

孙铭扬，蔡进，杨武元

（云南省特种设备安全检测研究院，云南 昆明 650228）

客运索道，是指动力驱动，利用柔性绳索牵引箱体等运载工具运送人员的机电设备，包括客运架空索道、客运缆车、客运拖牵索道等。其中，客运架空索道分为往复式客运架空索道和循环式客运架空索道，客运缆车分为往复式客运缆车和循环式客运缆车，客运拖牵索道分为低位客运拖牵索道和高位客运拖牵索道。这一设施主要运用在城市交通运输、旅游观光游览中，是通过绷紧钢丝绳来承载和牵引吊椅、吊厢等运载工具的运输设施。由此可见，钢丝绳的质量往往就决定了客运索道的质量，并成为保障乘客人身安全的关键部件。随着我国第三产业旅游业的发展，2017 年年底，我国的客运索道已经达1000 多条，其中主要分布在各大山岳型旅游景点中，作为该风景区主要的交通工具。同时，客运索道也正向着线路更长、落差更高、载客量更大的方向发展，这对钢丝绳的结构、性能、质量都提出了更高的要求。

1 客运索道钢丝绳的类型

客运索道钢丝绳主要可分为三类。

第一类是用作载客吊厢、吊椅等承载索的钢丝绳。它一方面承载吊厢、吊椅等载客工具，另一方面，还要方便嵌轮在其上面滚动行走。这类钢丝绳要求使用全部由钢丝捻制而成的密封型钢丝绳，不允许使用带有任何类型的纤维芯以及不允许敞开式螺旋型的钢丝绳，以保证承载索钢丝绳有足够高的抗拉强度和韧性，从而使得乘客的生命安全得到保障。

第二类是使得客运索道得以运行的牵引索、平衡索和运载索。尽管这三类索道拥有不同的名字，具体功用也不同，但这三种索道都是为了保证客运索道得以运行，将其合并为一类。这一类索道对钢丝绳的要求是抗弯曲和耐磨损，小直径的该类型索道通常使用西鲁型钢丝绳，大直径的使用填充型钢丝绳。

第三类是专用于索道重锤拉紧的张紧索。这类型索道对钢丝绳的要求与承载索完全相反，它要求钢丝绳特别耐弯曲、挠性强。并且由于它与前两类不一样，通常不在露天使用，对耐腐蚀性的要求没有前两者那么高。

2 客运索道钢丝绳的要求

2.1 钢丝绳的伸长与强度

客运索道通过绷紧承载索，通过拉力使吊厢悬于空中，这一拉力会使得钢丝绳有所伸长，其中伸长分为弹性伸长和永久伸长两种。钢丝绳的伸长量与钢丝绳选用的内芯、钢丝材质、捻制方式等有关。由于钢丝绳的伸长会带来客运索道维护的困难，所以业界对于钢丝绳伸长量的要求都是越小越好。绷紧带来的另一个问题是钢丝绳的强度问题，即钢丝绳的破断拉力，也称作钢丝绳的抗拉强度。抗拉强度的提高可以使得钢丝绳的抗磨损和抗挤压能力同时得到提高，但会同时降低钢丝弯曲后的抗疲劳能力，所以业界通常根据钢丝使用的场景和用途有不同的要求，承载索通常是疲劳载荷，所以承载索对抗拉强度的要求较低，而牵引索等对抗拉强度的要求会更高。

2.2 钢丝绳的润滑和摩擦系数

客运索道在其沿线会设置支架，支架上设置驱动轮，驱动轮能驱动钢丝带动吊厢等载客工具移动，钢丝绳在经过驱动轮的时候会有摩擦，一方面要保证钢丝绳的润滑，减少摩擦磨损，提高钢丝绳的使用寿命，另一方面也需要有一定的摩擦系数，保证其防滑的性能，才能实现运载乘客的目的。而影响钢丝绳润滑和摩擦系数的重要因素的是绳芯和润滑油。如使用优质的钢丝绳芯，可以减少甚至不需要添加润滑油，如使用较好的镀锌钢丝绳，一方面保护环境避免滴油污染，另一方面可以保证使用寿命的前提下，提高摩擦系数以使得驱动轮能正常工作。又比如使用优质的润滑油，一方面润滑油可以减少钢丝间的接触摩擦力，另一方面优质的润滑油可以减少钢丝绳收到腐蚀的情况，提高使用寿命。

2.3 钢丝绳的振动与反弹波

在索道运行过程中，会有许多因素导致钢丝绳上某一端产生振动，而这一振动会传递到绷紧的钢丝绳的另一端，再如此往返，若干次后恢复平静，又称为反弹波，少量的反弹波问题不大，但由于索道运行过程中，各游客的行为往往是不可控的，即便是正常转身移动都会产生较大的振动，多个吊厢或吊椅发生振动时，一同产生的振动有可能会导致索道无法正常工作。对比，一方面可以更换有较高不圆度的驱动轮和导向轮等配件，另一方面增加防震阻尼，降低振动。另外根据反弹波速度公式，降低索道钢丝绳拉力和提高钢丝绳重量都能在一定程度上减少振动及其反弹波。

3 客运索道钢丝绳的应用

3.1 钢丝绳的使用

在选定适合的钢丝绳后，合理地使用能有效地提高钢丝绳的使用寿命。首先，驱动轮、导向轮、托压索轮等要有合理的直径，这样钢丝绳在其中能形成较为合理的折角，能一定程度减少其多次弯曲形成的疲劳载荷。其次，抱索器要有合理的夹紧力，抱索器夹紧钢丝是为了让索道能有爬坡能力，这是要求抱索器有一个最低限度的夹紧力，但这个夹紧力并不是越高越好，因为过度的夹紧力会夹伤钢丝绳，钢丝绳的寿命也会因此而减少。最后，最小钢丝绳张力要合理。钢丝绳在承载吊厢、吊椅等的时候，必然在该处会形成一个折角，为了索道能较好地工作，也为了有利于延长索道钢丝绳的寿命，必须保证其有着合理的最小钢丝绳张力。

3.2 钢丝绳的维护

钢丝绳的维护主要是指定期的润滑，维护的目的是提高钢丝绳的寿命和提供索道试用期间的安全保障。润滑能使得钢丝绳的表面和缝隙中有保护油膜，一方面这一油膜首先可以减少钢丝之间的摩擦磨损，提高其使用期限，另一方面，油膜使得钢丝绳与空气水分隔绝，能有效防止钢丝绳氧化、受潮以及接触到腐蚀物遭到侵蚀。对维护钢丝绳的润滑油也有一定的要求，根据润滑油的功能，一方面要求润滑油能够形成油膜并黏附在钢丝绳表面和缝隙间，另一方面，是润滑剂本身不存在腐蚀钢丝绳的可能，最后是其相对不容易滴落造成污染，也不容易挥发使得保护效果降低。

3.3 钢丝绳的检查

为了维护索道乘客的生命安全，钢丝绳的日常检查是必不可少的。首先是日常运行中带来的钢丝绳的磨损，其次是雨季、海边等水分充足、腐蚀性较强的情况上对钢丝绳带来的腐蚀损坏也是一大问题。检查分为两类，一类是目测检查，这种检查方法属于日常检查，检察人员检查钢丝绳通过目测检查钢丝绳是否有断丝、松动等异常现象，还有在驱动轮、导向轮等地方检查是否有滑动等情况。另外由于钢丝绳的伸长问题，还需检查钢丝绳的伸长量、直径变化等，看是否有超出钢丝绳本身安全的伸长量范围。另一类是无损探伤检查，这一检查是弥补目测无法检查到的钢丝绳内部的问题，无损探伤可以通过超声波、电磁法等方法对钢丝绳内部进行探伤，当钢丝绳某一部分出现损坏时，钢丝绳该处的磁场会有不同，就能及时发现钢丝绳存在的问题。

4 客运索道钢丝绳的发展

改革开放40 多年来，我国经济结构慢慢转向第三产业，其中旅游业尤为突出。另外扶贫工作中帮助部分贫困地区脱贫的一大方法便是开展旅游业。为此不难推测，未来旅游业的发展必然获得良好发展。而旅游业的发展也会为客运索道的发展带来新的推动力，促进客运索道的发展。而关于客运索道钢丝绳的发展趋势，本文从以下3 个方面进行推测。（1）数量上增加。客运索道的增加带来钢丝绳数量的增加，近年来，我国客运索道的数量早在2017 年便突破了1000 条，未来还有继续增加的趋势，同时，索道的运维带来的钢丝绳的更新，也为钢丝绳行业的发展带来了生机。（2）规格上以西鲁型为主，直径大约分布在30.5～42.5mm。这一预测依据现有客运索道钢丝绳推测而得，在钢丝绳工艺未获得突破性改变的基础上，现在市场主要需求和供给的钢丝绳仍以这些为主。（3）以提高钢丝绳质量为改进方向。随着世界范围内对客运索道钢丝绳的要求越来越高，性能、环境保护等成为日益关注的重点，提高钢丝绳质量主要指满足如今对钢丝绳更耐用、更防腐蚀的要求的基础上，改进滴油污染的问题。

5 结语

我国的旅游资源十分丰富，并且仍有较大发掘空间，即该行业还有较高的天花板，客运索道仍有很高的市场潜力。随着经济和我国旅游业的发展，客运索道必然会得以高速发展，而在客运索道中有着关键地位的钢丝绳，也必然迎来巨大的机遇和挑战。我们必须总结已有的技术和经验，对质量严格把控，不断提高相关产品的技术含量和质量，做好迎接未来挑战的准备。