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ｃＯｎＳＴＲＵＣＴＩＯｎＳＡＦＥＴＹ建筑盔金２００５年第２期塔机安全谈塔机用钢丝绳的使用技术Ｏ朱森林（湖南六建）塔机所用的钢丝绳，是起重工作的重要部件，关系到吊荷工作的安全性。
由于钢丝绳在使用中频繁运动易磨损，它又属于易损件，约工作半年就需要更换。
由钢丝绳引发的安全事故占有相当比例。
对于塔机机务人员，较熟练地掌握塔机用钢丝绳的相关知识，是确保安全操作的条件之一。
１．塔机用钢丝绳基本知识塔机用钢丝绳按使用部位的不同可分为：起升钢丝绳、变幅钢丝绳、吊臂拉绳、平衡臂拉绳及变幅小车牵引钢丝绳。
按现在国内普遍使用的塔机，属于上部回转、水平吊臂、小车变幅类型，故其所用的钢丝绳，只有上述前后两种。
下面主要以国内使用较多的ＱＴ８０型塔机表述。
１．１钢丝绳的分类与捻向：按照ＧＢ／ｒ８９１６—１９９６，钢丝绳按其绳和股的断面、股数和股外层钢丝的数目分类。
可查阅该标准的资料表格，能得到各种钢丝绳的结构分类。
在常用中，钢丝绳按绳股断面形状的不同，可分为圆股、异形股（三角形、椭圆形和扁圆形１和多股不扭转三类。
若按制造钢丝绳的绳芯来区分，可分为有机芯ｆ麻芯或棉芯１、纤维芯、石棉芯和钢丝芯钢丝绳四种。
起重机上使用主要是纤维芯或钢丝芯。
按钢丝绳绕制方法的不同，可分为同向捻、交互捻和混合捻三种。
所谓同向捻，就是钢丝绕成股的方向和股捻成绳的方向是相同的。
交互捻则是钢丝绳绕成股的方向与股捻成绳的方向相反．如绳是右捻，而股是左捻，称为右交互捻钢丝绳；若绳是左捻，而股则是右捻，则称为左交互捻钢丝绳。
钢丝绳成股的方向和股成绳的方向一部分相同，而一部分相反，则称为混合捻钢丝绳。
在起重机上广泛使用的是交互捻钢丝绳，其特点是不易松散和扭转。
１．２钢丝绳的标记代号：按ＧＢ８７０７，用下列标记方法来表示钢丝绳的规格。
由于在以前有部标和国标均对钢丝绳的规格进３８一Ｔ——［产品标准编号单位长度重量最小破断拉力捻向钢丝公称抗拉强度钢丝绳结构型式钢丝的表面状态钢丝绳的公称直径可用简化标记为：１８ＮＡＴ６ｘ１９Ｓ＋ＮＦ１７７０ＺＺ１９０或：１８ＮＡＴ６ｘ１９Ｓ＋ＮＦ行了标记．使钢丝绳的标记方式搞得比较混淆、复杂。
塔机起升机构故障分析与排除序号故障现象原因排除方法1 液推制动器动作无力，上推行程不到位制动器调整过紧；制动器油缸油液不足；制动架锈蚀卡滞；制动器油缸壁与活塞间隙过小，易卡滞，阻力大；制动器泵轮与活塞间隙过大按使用要求调整；按要求充液；清除锈蚀保证灵活无卡滞；检修；重新调整间隙。
2 液推制动器的下回行程不到位，吊载下滑严重制动器调整过松；制动器油缸活塞卡滞；制动器泵轮与活塞间隙过小；制动器油液不足。
检查调整；检查排除；检查调整；检查加油。
3 起升机构运行振动噪音过大制动轮松动；减速器输入轴轴承松、旷；减速器与电机轴不同轴；连接制动轮与联轴器的柱销损坏；刹车片严重磨损检查修理；检查更换；检查调整；检查更换；更换4 起升电机温度过高1. 低速档使用时间太长或过于频繁2. 制动器调整过紧1. 减少低速档使用时间或操作频次2. 调整刹车5 起升变速箱输出轴冒油油太多2. 密封损坏减少油2. 更换密封件6 减速器漏油1. 联接贴合面的密合性差2. 轴端密封圈磨损环更换密封圈塔机液压顶升机构故障分析与排除序号故障现象原因排除方法1 液压站无压力1. 电机转向不对与电机旋转标记相反；2. 电机轴与齿轮泵连接套内平键脱落或滚键；3. 溢流阀压力调整过低或调整不当重新接线改变电机转向；检修或更换；调整。
2 液压站压力过低溢流阀压力调整低;溢流阀阀口阀芯座磨损严重;手动换向阀泄漏或动作不到位;油泵与油路集成块处接头松动、泄漏或“Ｏ”型圈损坏；重新调整；更换；检修或更换；检修或更换；更换；溢流阀阀芯组合垫损坏。
3 液压缸起升缓慢或无动作双向液压锁阀芯故障；滤油器堵塞；油温过高或过低；单向管式节流阀阀口全闭（收缸情况）。
检修或更换；换油清洗；冷却或加热；检查调整。
4 液压缸下降时抖动1. 节流阀开口太大 1. 检查调整5 顶升时出现噪声振动1. 滤油器堵塞2. 油缸活塞空气未排净3. 导向机构有障碍1. 清洗滤油器2. 按有关要求排气3. 检查导向轮间隙6 顶升过程中, 油缸突然降落1. 平衡阀损坏2. 油缸内泄修理或更换塔机回转机构故障分析与排除序号故障现象原因排除方法1 回转无力起步过于缓慢液力偶合器充液不足；液力偶合器渗漏造成油液不足，效率低；按使用要求充液检查渗漏部位，更换失效密封件2 回转机构不能回转回转电机或电气故障；液力偶合器未充油或损坏；回转制动器未松开；回转限位动作。
起升机构中钢丝绳的设计作者：宋今朝来源：《中国新通信》2015年第21期【摘要】探讨了钢丝绳的结构及设计中应注意的问题。
【关键词】钢丝绳制造工艺绳芯一、概述起升机构是起重机中不可缺少的机构。
其作用是起升货物。
起升机构有驱动装置.传动装置.卷绕系统组成。
起升机构中，通常电动机通过联轴器同减速器连接。
机构工作时，减速器输出轴上的卷筒将钢丝绳卷进或放出，通过滑轮组系统，使吊钩上的物品起升或下降。
二、钢丝绳的结构及注意事项钢丝绳具有足够的各方向相同的挠性；使用可靠、无突然断裂的现象；运动速度不受限制，工作平稳.无噪音；耐冲击。
编绕钢丝绳的钢丝在制造时，经过冷拉.热处理和化学处理等工艺过程后，其强度极限可提高。
在起重机械中，双重绕钢丝应用最广。
此绳通过两次旋绕制成，首先各绳股由钢丝围着股芯绕成，然后绳股围着绳芯再一次旋绕而成钢丝绳。
储油，受载时可以挤出油脂润滑钢丝，一般都采用麻芯。
当卷筒做多层卷绕时，宜用金属绳芯的钢丝绳，因为它具有较好的承受横向挤压的承受能力。
当两次旋绕的绕向相同时，称为顺绕绳。
两种绕向相反时，则称交绕绳。
同时绳股在钢丝绳中的绕向还有左.右旋的区分.显然，顺绕绳在张紧状态下有显著的扭转趋势，这是在绕制时被掩盖着的倾向的暴露。
因此在物品的自由悬挂的起升机构中，多采用交绕绳作为起升绳。
这枢要是因为它不象顺绕绳那样有扭转的强烈趋向。
通过交顺绕两种钢丝绳的外形可以看出，顺绕两种钢丝绳的外形可以看出，交绕绳的钢丝的方向同钢丝绳中心线是接近于平行的，而顺绕绳的钢丝的方向则同钢丝绳中心线以较大的角度斜向交叉，因而顺绕的挠性较好，表面光滑耐磨，寿命较长。
所以当升降或牵引的物体，其扭转被约束时，可优先使用顺绕绳。
不过需注意到另一种倾向，就是在松弛状态下特别容易扭转缠结。
普通钢丝绳的结构是由相同直径的钢丝绕成的，其绳股中内外相邻绕层的钢丝的中心线相互交叉，钢丝间互相断续接触，通称点接触。
因此寿命低。
为改善钢丝间的接触情况，便出现了复合结构的钢丝绳。
起重机提升钢丝绳缠绕原因以及预防措施尹建利，王保卫(深圳市特种设备安全检验研究院，广东深圳518000)摘要：钢丝绳是起重机安全生产的主要部件之一，也是最容易发生故障并且损坏的部件，其中钢丝绳缠绕是最容易出 现的故障。
本文针对钢丝绳缠绕（桥头）产生的原因进行分析，并进一步提出预防措施。
关键词：起重机；钢丝绳；缠绕中图分类号：U653.921; U673.38 文献标识码：A文章编号：1671-0711 (2016) 11 (上）-0057-02Engi n e eri ng 工程0引言起重机钢丝绳实际操作的过程中，必然会出现同向捻与交互捻的情况，钢丝绳在受到一定程度的拉力之后，股与绳两者产生不同方向也不平衡的旋转力矩。
起重机主要利用钢丝绳来吊物体，吊物的 重量会影响到钢丝绳的旋转程度，因此，吊物的重 量越大，吊的高度越高，旋转现象便会加剧，严重 情况下钢丝绳就会出现缠绕的现象。
起重机钢丝绳一旦出现缠绕的情况，便会影响到实际操作的节奏, 情况严重时还会威胁到操作人员的安全。
在缠绕的 情况之下，起重机如果继续使用会加强其间的摩擦强度，最终会导致捻距被破坏。
如果运行的速度更快，导致出现短丝的情况，最终影响到起重机钢丝绳使用功能与寿命。
1造成钢丝绳缠绕的主要原因1.1不规范对起重机钢丝绳进行采购的过程中部分采购负责人没有按照起重机钢丝绳相关规范标准来进行才有，国家颁布的起重机钢丝绳必须要符合GB20118一2〇〇6《一般用途钢丝绳》与GB8918—2〇06《重 要用途钢丝绳》相关标准。
1.2安装不规范安装过程中没有进行拖线，在起重机上装置钢丝绳，当卷盘绕到起升机构时，必须要重视卷盘上缠绕的力量，如果这个力量没有得到相应的释放，即是在起重机上面装置了防扭功能，钢丝绳也有可能出现缠绕的情况。
1.3起重机滑轮不规范起重机属于大型施工设备，上面涉及到的滑轮非常多，如果起重机上面的滑轮太小，并且不灵活，起重机上面的定滑轮与动滑轮之间，钢丝绳与垂直方向必然会卷绕，而卷绕的过程中便会出现夹角，进而使其起重机的钢丝绳出现水平分力，在水平分力的作用之下，起重机上面围绕动滑轮的垂直中轴线就会开始旋转。
起升机构钢丝绳缠绕系统建模及摇摆仿真分析曹旭阳 付林生 邢 烨大连理工大学机械工程学院 大连 116024摘 要：通过虚拟样机技术建立了典型桥式起重机模型并仿真分析其不同工况下吊重的摇摆特性，以通用桥式起重机的三倍率起升机构钢丝绳缠绕系统为研究对象，采用虚拟样机技术，在ADAMS 中建立起升机构动力学仿真模型。
采用ADAMS/Cable 模块对钢丝绳缠绕系统建模，并对其添加约束和驱动以进行各种工况下的仿真运动，得到吊重的摇摆曲线。
对比仿真结果，得出了吊重的摇摆规律：急停工况时吊重的摇摆最大；大车单独运行工况次之。
吊重起降过程中吊重并非是竖直移动，而是与起升方向存在一定的角度。
关键词：起升机构；钢丝绳；ADAMS；缠绕系统中图分类号：TH215 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2020）18-0043-06Abstract: Based on the virtual prototype technology, a typical bridge crane model was established to simulate and analyze the swingcharacteristics of cranes under different working conditions. Taking the wire rope winding system of the three-fold lifting mechanism of common bridge cranes as the research object, using the virtual prototype technology, the dynamic simulation model of the lifting mechanism was established with ADAMS. The modeling of wire rope winding system was carried out with ADAMS/Cable module, and various constraints and driving devices were added to simulate the movement under various working conditions, and the swing curve of the hoisting load was obtained. By comparing with simulation results, the following swing law was obtained: under the emergency stop circumstances, the swing is the largest followed by when the travelling mechanism travels alone. During lifting, the lifting weight does not move vertically, but moves along a certain angle with the lifting direction.Keywords: lifting mechanism; wire rope; ADAMS; winding system0 引言起重机是能在一定范围内垂直起降和水平搬运重物的多动作起重机械[1]。
塔式起重机起升机构钢丝绳断裂原因总结与防范李建军（山西四建众源达机械施工有限公司）塔式起重机简称‘塔机’，塔机是建筑工程机械中最重要的设备之一，在塔机机械事故中起升机构钢丝绳断裂事故占较高比例，给人民的生命财产带来不可挽回的损失；也给企业的声誉和业务扩展，造成无法估量的影响。
笔者从事塔机安装、调试、检查、维修以及事故处理工作已有多年，通过典型实例对造成塔机起升机构钢丝绳断裂的原因分析与多年实践经验总结，并提出防范措施与建议。
一、实例分析例1》某项目施工地，使用C5013塔机在吊钢筋作业中，吊一捆钢筋上升途中，突然从离地面十多米处掉下，起升钢丝绳断裂，幸运是无人员伤亡。
经专业人员检查现场分析原因是信号工因工作不认真，起升卷筒上的钢丝绳已经搅乱脱出了卷筒防脱装置外，继续上升，最终把钢丝绳拉断。
例2》朔州市区某项目使用两台C5513型塔机，其中一台塔机在夜里吊灰斗打混凝土，在作业途中，钢丝绳断裂，灰斗从八十多米处掉下，造成灰斗与起升大钩报费。
经询问塔司与现场分析：塔司违章操作,造成起升钢丝绳脱轮，使钢丝绳与轴摩擦，由断丝到断股，最终钢丝绳拉断。
例3》某工地使用一台4509塔机在吊钢筋上升/下降时正常，当空钩钢丝绳上升途中，突然大钩从三十米处的高度掉下，摔倒地面上，重伤一人。
经现场检查专业人员分析原因：大钩在吊钢筋之前，小车上的起升钢丝绳滑轮组内的钢丝跳槽，塔司不清楚，继续使用最终使钢丝绳断裂,大鈎掉下。
例4》某工地塔机吊补料机配重起升过程中，突然间大钩与补料机配重，距离地面三十多米高掉下来，幸运的是下面没有工作人员伤亡.经过专业技术人员分析现场原因是塔司操作不当，使钢丝绳脱轮，继续作业，就会发生此类事故，这种现象普遍存在。
例5》某工地塔机坏了，我在检修中发现力矩重量限位及安全装置全部被拆了，塔机就在这样的环境中工作，项目上的管理人员就一点也不知道，这样吊重物会使塔机超负荷工作，没有任何安全保护装置，会拉倒塔吊、钢丝绳断裂，甚至会造成不可估量的塔机事故，这是事故中最大的安全隐患，应以重中之重来严格管理。
塔机起升机构绕绳问题的探讨
发表时间：2018-11-03T12:25:26.527Z 来源：《建筑模拟》2018年第22期作者：周海栋
[导读] 塔机是工程建设中不可或缺的起重设备。
随着工程项目对施工进度要求的加快，以及施工工艺的变化，塔机使用越来越频繁，利用率大为提高，这就对塔机各部件（元器件）特别是塔机起升机构的可靠性提出了更高要求。
周海栋
浙江省特种设备检验研究院浙江省杭州市 310020
摘要：升机构是用来实现物料的垂直升降，是起重机最主要、最根基的机构。
通常来讲大多数的起重机起升机构都会选择使用卷扬机与钢丝绳组成的提升系统，因为钢丝绳结构是旋转捻制的，在负载作用下钢丝绳将会有旋转力矩，该旋转力矩如过无法有效释放或抵消，就会引起吊钩、吊具或起重物在负载状态下的旋转并在圆周方向摆动，对吊装精度、施工效率有直接影响。
基于此，下面就塔机起升机构绕绳问题展开详细的分析和探讨。
关键词：塔机；起升机构；绕绳问题；解决措施
引言
塔机是工程建设中不可或缺的起重设备。
随着工程项目对施工进度要求的加快，以及施工工艺的变化，塔机使用越来越频繁，利用率大为提高，这就对塔机各部件（元器件）特别是塔机起升机构的可靠性提出了更高要求。
而起升机构钢丝绳绕绳的可靠性直接影响到塔机的安全、施工效率和使用成本，这是广大塔机用户越来越关心的问题。
在塔机的故障中，起升机构的绕绳问题也是困扰行业已久的难题，各生产厂家也在积极探索中。
1起升机构概述
1.1起升机构组成
典型的起升机构包括以下装置：
（1）驱动装置。
桥式起重机一般采用电动机驱动，能够很方便的进行布置、安装和检修工作；
（2）传动装置。
有减速器、联轴器和传动轴等；
（3）卷绕体系。
有卷筒、钢丝绳、滑轮组等；
（4）取物装置。
根据被吊物料的种类、形态不同，采用不同种类的取物装置；
（5）制动器及平安装皿。
制动器既是机构工作的控制装盆，又是平安装置，因是平安检查的重点。
此外，起升机构还装备超载限制器、上升极限位置限制器等平安装置。
1.2起升机构的工作原理
在塔机起升机构中，大多是以电动机作为动力源。
电动机一般都是通过联轴器与减速器的高速轴相连，减速器的低速轴带动卷简，钢丝绳缠绕在卷筒上，并通过滑轮组与吊具装置相连。
电动机将正反两个方向的活动传送给卷筒时，通过卷筒不同方向的旋转将钢丝绳卷人或放出，从而使吊具与吊重实现升降活动。
钢丝绳使用过程中，应防止出现钢丝绳过载使用及剧烈冲击和振动，钢丝绳跳槽，钢丝绳挤压变形，运行的钢丝绳和外界物体刮擦，钢丝绳排列散乱等影响其使用寿命的情况。
1.3钢丝绳
在实际应用中，常用于塔式起重机的钢丝绳结构有6×37M类、18×7类、35W×7类、4V×39S类等。
6×37M类属于旋转类钢丝绳，不适宜用于高扬程塔式起重机。
起升用钢丝绳应优先采用不旋转钢丝绳；在腐蚀较大的环境采用镀锌钢丝绳。
钢丝绳工作过程中，当其上端固定，下端承受张拉载荷时，钢丝绳要围绕自身的中心线旋转，开始提升重物时，钢丝绳转动方向首先与捻制方向相反，然后与捻制方向相同，这样反复旋转将加速钢丝绳的损坏，并产生“拧扣”或“打扭”，以致无法工作，甚至可能发生突然折断。
2钢丝绳的旋转特性与自转特性
根据钢丝绳的直径、绳股捻向、捻制结构以及捻角的不同，钢丝绳会反映出不同的扭转特性。
钢丝绳的扭转力矩在小范围变化时，扭矩与扭转角度的关系遵循式（1）。
（1）
式中，M为扭转力矩（N·m）；Jr为断面极惯性矩（N·m）；Gr为扭转刚性弹性系数；φ为钢丝绳扭转角度（°）；l为钢丝绳长度（m）。
对于给定直径的钢丝绳，Gr主要受钢丝绳捻制规格与捻制方式的影响。
主要影响因素有两点：一是捻角越大，钢绳越难旋转，即Gr越大；二是同捻向扭转时的Gr比逆捻向扭转时的大。
钢丝绳的自转特性是指钢丝绳在张力作用下绕自身轴线的自旋转特性，钢丝绳自转性能主要有以下两种度量方式。
2.1扭矩系数K
扭矩系数K的测定是在钢丝绳梁段两端固定不能自由旋转的情况下测定的，与钢丝绳长度无关。
（2）
其中：K为扭矩系数（10-3）；M为扭矩（N·m）；P为钢丝绳张力（kN）；Dr为钢丝绳公称直径（mm）。
2.2自转角Δφ
自转角是在一端固定、另一端可自由旋转的情况下，在受到钢丝绳最小破断拉力20%的作用力下单位绳长内钢丝绳自由旋转的角度，此参数与钢丝绳绳径无关，只受钢丝绳结构影响。
2.3扭矩系数K与扭转角度Δφ的关系
经试验测定，在一定拉力下，钢丝绳扭转刚性弹性系数Gr没有较大变化，能够看成定值。
也就是说一定拉力状态下，钢丝绳自转扭矩与相对于最远位置的转角Δφ存在着比例关系，定义该比值为k。
3塔机起升机构绕绳问题案例分析
在进行故障分析、采取针对性改进措施方面，坚持分析——纠正——试验验证的方法。
从实际的塔机起升机构钢丝绳乱绳的情况来看，乱绳没有很强的规律性，有某种型号塔机排绳不规则乱绳的；有某种型号塔机大多数台份排绳较好，偶尔出现一两例故障的；有轻载时正常，重载时嵌绳的，这说明影响排绳的因素较多。
从排绳的效果来看，当起升机构绕绳出现如下情况时，即判断为绕绳出现故障（模式）：
（1）排绳出现堆积、单边情况；
（2）排绳出现嵌绳情况。
针对这些故障模式，对影响塔机起升机构绕绳效果的因素进行分析研究，包括：
（1）对绕绳系统、折线绳槽卷筒进行优化设计研究；
（2）对卷筒、绕绳系统加工工艺进行研究；
（3）试验验证。
根据市场调研和已有的故障处理方法，将不同的故障模式产生的原因可以归纳为6种主要的“故障因素”，如钢丝绳偏角、卷筒、排绳轴与卷筒平行度等因素产生的不同故障。
对在使用和试验过程中起升机构绕绳的故障统计情况，对不同故障因素造成的故障模式进行分析，形成故障模式和影响分析FMEA 表。
影响排绳效果的6大因素所产生的不同故障模式是相互交织、错综复杂的。
为较好地解决排绳问题，验证改进措施的有效性，按2种情况来加以区别对待：一种是以往用户在使用过程中有效处理绕绳乱绳的方案（如钢丝绳偏角、卷筒、排绳轴与卷筒平行度等因素），这已从用户使用情况得到了验证，表明所采取的改进措施是行之有效的，绕绳故障也得到了解决；另外就是在公司厂内进行的塔机相关验证试验，也取得了较好的试验结果，达到了解决绕绳故障的目的。
结语
目前，行业中普遍采用设置排绳装置或导向轮等方式来改善绕绳效果。
在验证试验中，针对排绳装置的设置问题也进行了试验，在保证钢丝绳入绳角的情况下，取消排绳装置，绕绳更为紧密。
因此，在钢丝绳入绳角得到保证、钢丝绳运行较平稳（如采用变频调速方式、操作时不越挡）的情况下，不必设置排绳装置或导向轮。
如果结构上无法解决钢丝绳入绳角的问题，钢丝绳运行也不平稳（如采用三速电机等挡级速差较大、钢丝绳入卷筒时跳荡较为严重的机构，或操作时频繁越挡），可设置排绳装置或导向轮来解决入绳角和钢丝绳跳荡的问题。
参考文献：
[1]张彦.桥机起升机构主要零部件实时寿命评估方法研究[D].太原科技大学，2015.
[2]李丽，赵爽，张纪鹏.影响起升机构钢丝绳使用寿命的因素分析[J].工程机械，2004（10）：45-47+2.。
