塔式起重机起升机构钢丝绳使用预紧力缠绕的重要性

夏俊杰

（上海市建设机械检测中心有限公司，上海 200030）

0 前言

塔式起重机属于高危的高空作业特种设备，其使用频率逐年都在飞快的增长之中，同时，在使用中出现的各种问题也在上升。其中钢丝绳作为塔式起重机日常作业中必备不可少的重要部件。在塔式起重机在工作时，钢丝绳的实际直径尺寸应大于6mm。

钢丝绳的受损乃至断裂情况在我公司更是属于保证项目、重中之重，容不得一丝马虎。塔式起重机的钢丝绳在长时间的使用之中，许多使用单位经常只留意到钢丝绳的排绳角度问题和润滑等情况，却忽视了使用中钢丝绳缠绕卷筒出现松弛，不够紧密的情况。单单角度的计算并不能避免外部被压入内部，导致排绳混乱从而钢丝绳的受损及毁坏的情况，使得钢丝绳能够使用的寿命大大的减短。

1 钢丝绳的分类

其中所使用的钢丝绳按照功能性可以分成如起升用的钢丝绳、变幅用的钢丝绳等。较高的建筑施工用塔机的钢丝绳选用多层股不旋转使用效果较好，因两层绳股的捻制方向相反，按照旋转力矩相互平衡的原理，所以在受力的时候，自由端就不会发生扭转，如图1 所示。

2 在缺少预紧力缠绕时受损及报废的原因

在作业过程中，因为缺少预紧力缠绕钢丝绳受力后变细从而可能出现松弛的情况，而松弛恰恰正是引发钢丝绳脱槽的重要原因之一：当钢丝绳缺少预紧力出现松弛后，钢丝绳会滑到滑轮轮缘和滑轮室侧板的中间卡住，继续上升或下降吊具时，也必定会使钢丝绳受到一定程度的损坏，特别是当钢丝绳在吊载重物时受到较大的力，一旦钢丝绳进入滑轮的间隙，便会给滑轮造成较大的一个侧向力，从而滑轮被破坏，乃至在钢丝绳脱槽之后，因没有及时的发现并去处理而致使受损渐渐严重，最后发生导致钢丝绳断裂，会发生难以想象的较大的事故，如图2 所示。

图1 钢丝绳的分类

钢丝绳未增加预紧力出现松弛的情况下受力时，会出现变形、纽结、断丝、乱绳等情况都会使钢丝绳的使用时间大幅减短甚至报废，如图3 所示。

同时，导致乱绳的原因还有：①新绳缠绕至卷筒上时应力没有消除；②臂尖扭矩装置转动不灵活或卡滞；③卷筒进入绳的距离过远，由于振动共振的原因最终致使乱绳；④各钢丝绳轮的老化（轮槽内出花纹）；⑤选绳的错误，如图4 所示。

图2 钢丝绳较为常见的散股现象

图3 钢丝绳出现乱绳的现象

图4 钢丝绳出现断丝现象

按照《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废（GB/T 5972—2016）》中，钢丝绳如果出现断丝、绳径减小、绳股断裂、外部磨损、内部及外部被腐蚀、因受热或电弧的作用等情况而引起的损坏等缺陷，应及时报废。

3 如何保证钢丝绳不受损坏并避免松弛的问题

想要增加预紧力，使缠绕稳定可靠，最稳妥的方式是使用专门的紧绳设备匀速而又有序的缠绕，这样是为了确保在整个过程中钢丝绳不会受到损坏，并能够避免内部出现钢丝绳松弛的情况，达到一个所预期的最理想的状态。现在有部分公司都为了贪图省力，经常会去使用一些简单的木块去夹紧或是顶住一侧，想借助产生的摩擦力来给钢丝绳增加预紧力，这种方法往往会导致钢丝绳的缠绕过程中损坏，而将一侧顶住只有在少数的情况下才会适合使用，如图5 所示。

4 紧绳设备的摩擦原理

图5 塔吊所使用的排绳轮

使用制动带及制动轮的摩擦，使装置在工作平台上同测力设备连接在一起。两端分别放上钢丝绳卷和需缠绕的机构，将绳卷的钢丝绳拉出，向两个卷筒上缠绕不得低于3 圈的钢丝绳并且固定在机构的卷筒上，启动后从驱动和制动之间所产生的摩擦力，会使钢丝绳因张力而牢牢缠绕在卷筒上面，测力设备通过紧绳的制动器来精准确保钢丝绳缠绕的张力，避免意外情况的发生，提高钢丝绳的使用寿命以及可靠性。

5 钢丝绳的选用

选择钢丝绳并不是直径越粗越好。如果钢丝绳的直径过粗，钢丝绳在通过滑轮的时候弯曲变大，很容易导致钢丝断裂，钢丝绳的直径过粗，还可能会造成与滑轮绳槽不相匹配的问题，在开始时被过度的受力挤压，会出现断丝、变形等现象。钢丝绳的过度挤压还会增加滑轮的翼缘磨损并损坏，及钢丝绳跳槽、脱绳引发安全事故。反之如果选用的钢丝绳直径太细，会导致钢丝绳安全系数的下降，造成很严重的安全隐患，还会加速槽底的磨损。

6 方法使用

（1）首先将钢丝绳卷、紧绳设备、钢丝绳装在测力设备上，并确保钢丝绳与绳卷相差有半个螺距。

（2）再将紧绳设备、钢丝绳卷筒、动力摆放在一起，但是需要留意的是紧绳设备和卷筒之间的距离。

（3）紧绳设备在只可以纵向移动，呈浮动的状态。

（4）人为的操控制动手柄，启动动力使钢丝绳与绳卷齿轮传动，通过测力设备显示的信息数据来实现按照需求缠绕的目的。

7 结语

钢丝绳属于在日常使用中因操作不当极易产生损耗，一旦发生损坏光更换既费时又费力，工地现场可能还没有可以更替的备用钢丝绳，容易使工程时间延长，乃至在缺少监管的情况下发生危险事故，所以保证施工安全，应使用相匹配的更专业的相关机构。