钢丝绳安全系数计算公式

钢丝绳的受力计算与选用钢丝绳按所受最大工作静拉力计算选用，要满足承载能力和寿命要求。

1．钢丝绳承载能力的计算钢丝绳承载能力的计算有两种方法，可根据具体情况选择其中一种。

（1）公式法（ISO推荐）：式中:d--钢丝绳最小直径，mm；S--钢丝绳最大工作静拉力；c--选择系数，mm/ ；n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定；k--钢丝绳捻制折减系数；ω--钢丝绳充满系数；--钢丝的公称抗拉强度，N/mm2。

（2）安全系数法F0≥Sn∑F0=k∑S丝式中:FO--所选钢丝绳的破断拉力，N；S--钢丝绳最大工作静拉力；n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定（见表6－3和表6－4）；k--钢丝绳捻制折减系数；∑S丝--钢丝破断拉力总和，根据钢丝绳的机构查钢丝绳性能手册。

机构工作级别M1，M2，M3 M4 M5M6 M7 M8安全系数（n） 4 4.5 5 6 7 9表6－3 工作机构用钢丝绳的安全系数用途支承动臂起重机械自身安装缆风绳吊挂和捆绑安全系数（n） 4 2.5 3.5 6表6－4 其他用途钢丝绳的安全系数注:对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级别的安全系数2．钢丝绳的寿命钢丝绳的使用寿命总是随着配套使用的滑轮和卷筒的卷绕直径的减小而降低的，所以，必须对影响其寿命的钢丝绳卷绕直径（即按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的卷绕直径）作出限制，不得低于设计规范规定的值，即：D0min≥hd式中:D0min--按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径，mm；d--钢丝绳直径，mm；h--滑轮或卷筒直径与钢丝绳直径的比值（见表6-5）。

机构工作级别M1,M2,M3 M4 M5 M6 M7 M8卷筒h1 14 16 18 20 22.4 25滑轮h2 16 18 20 22.4 25 28表6－5滑轮或卷筒的h值注:l 采用不旋转钢丝绳时，应按机构工作级别取高一档的数值。

2 对于流动式起重机，可不考虑工作级别，取h1＝16，h2=18。

钢丝绳安全系数计算
公式
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d 2 钢丝绳安全系数计算公式：
m ≤ Q q
｛z 〔G ＋G 0〕〔sin β＋ωcos β〕﹢pL 〔sin β＋ω′cos β〕｝g
m — 钢丝绳安全系数，升降物料为6，人员为9 Qq — 钢丝绳破断拉力总和（单位：N ）
z — 提升矿车数量
G — 矿车中载货质量（单位：kg ）
G0 — 矿车质量（单位：kg ）
β — 巷道坡度
ω — 矿车运行阻力系数，一般可取0.01～0.015 p — 钢丝绳每米质量(单位:kg/m)
L — 钢丝绳长度(单位:m)
ω′—钢丝绳运行阻力系数，与钢丝绳支撑情况有关。

钢丝绳全部支撑在地辊上，取0.15～0.2； 钢丝绳局部支撑在地辊上，取0.25～0.4； 钢丝绳全部在底板或枕木上，取0.4～0.6； g — 重力加速度9.8。

钢丝绳额定载荷计算公式
（最新版）
目录
1.钢丝绳的定义和分类
2.钢丝绳的额定载荷计算公式
3.影响钢丝绳载荷的因素
4.安全系数的选择
5.举例说明钢丝绳的额定载荷计算
6.钢丝绳的使用和维护注意事项
正文
钢丝绳是一种广泛应用于起重、牵引、支撑等领域的机械设备，其主要分为磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳和涂塑钢丝绳等。

在实际应用中，钢丝绳的额定载荷计算是一个重要的环节，其计算公式如下：额定载荷 = 钢丝绳直径（mm）×钢丝绳抗拉强度（MPa）×安全系数
其中，钢丝绳直径和抗拉强度决定了钢丝绳的承载能力，而安全系数则是为了保证使用过程中的安全而设置的系数。

一般来说，安全系数的取值范围在 5 到 6 之间，具体取值需要根据实际情况和使用要求来确定。

影响钢丝绳载荷的因素主要有钢丝绳的直径、抗拉强度、安全系数和钢丝绳的结构等。

其中，钢丝绳的直径和抗拉强度是决定钢丝绳承载能力的主要因素，而安全系数则是为了保证使用过程中的安全而设置的系数。

不同的钢丝绳结构也会对钢丝绳的载荷产生影响，例如，619s 结构钢丝绳和 1870mpa 强度级钢芯钢丝绳的承载能力就明显高于普通钢丝绳。

在实际计算中，例如一条直径为 18mm 的 619s 结构钢丝绳，其抗拉强度为 1570mpa，按照安全系数 6 计算，其额定载荷为：
额定载荷 = 18mm × 1570mpa × 6 = 171920N 折合为吨，约为 17.19 吨。

钢丝绳安全系数验算相关参数：使用地点相关参数：主立井井筒直径为6m，井深486m（包含井架及井底下口高度），使用两台JZ-16/1000凿井绞车提升吊盘用作井筒装备安装。

选用凿井绞车性能参数：绞车型号：JZ-16/1000凿井绞车额定牵引力F额=160kN；凿井绞车钢丝绳直径28mm（18×7+FC-1670，合成纤维芯钢丝绳），长度取486m，查《一般用途钢丝绳》（GBT20118-2006）绞车用钢丝绳每米重量3.06kg （q=3.06kg/m）；绞车用钢丝绳最小破断拉力Q=406kN。

1、选型计算实际提升时最大静拉力Pmax= W×g；其中W：绳端载荷（提升物的总质量），kg；g：重力加速度，9.8m/s；对提升物的总质量进行分析：（1）吊盘质量：7979kg；（2）吊桶质量：350kg；（3）起吊吊盘单根钢丝绳质量：486m×3.06kg/m =1487kg；两根钢丝绳的总质量：2根×1487kg/根=2974kg；（4）施工用的信号临时电缆质量：300 kg；（5）施工人员8人：75kg/人×8人=600kg；（6）风管、氧气乙炔瓶、电焊机、工具及其他杂物质量：400 kg；则W=（1）+（2）+（3）+（4）+（5）+（6）=7979+350+2974+300+600+400kg =12603kg实际提升时最大静拉力PmaxPmax= W×g=12603kg×9.8 m/s =123509N=123.5kN。

2、钢丝绳使用安全系数验算吊盘提升采用Φ28mm钢丝绳（型号：18×7+FC-1670），单位重量为3.06kg/m，凿井绞车提升吊盘用单根钢丝绳最小破断拉力Q=406kN 。

单根钢丝绳的最小钢丝破断拉力总和Q 总=钢丝绳最小破断拉力Q ×1.283=406×1.283kN=521kN ； 悬挂吊盘钢丝绳使用安全系数K ：式中，g F ⎡⎤⎣⎦——钢丝绳的承载拉力（kN ），即实际提升时最大静拉力Pmax ， g F —钢丝绳的最小钢丝破断拉力总和（kN ）；g F =Q 总=521kN ；α—考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，α取0.85；K —钢丝绳使用安全系数；则 K=（0.85×521）*2÷123.5=7.17 根据《煤矿安全规程》第四百零八条悬吊吊盘用钢丝绳安全系统不低于6倍的规定。

主井钢丝绳验算主井垂深250米，提升机型号为2JK-2×1，钢丝绳型号为18×7-φ26mm。

箕斗自重2t、容重3t。

一、提升最大载重量时，钢丝绳最大静张力Fjm=(Q+QZ) +PLc=（2000+3000）×9.8+2.444×9.8×360=5000×9.8+8622=49000+8622=57622N=57.6KN绞车最大静张力为90KN＞57.6KN，满足要求二、提物时钢丝绳实际安全系数为：m=Qd/Fjm=538.36/57.6=9.3＞6.5钢丝绳安全系数符合要求Fjm——最大静张力，KN；Q——容器有益载重量，按3000Kg计算；QZ——容器自身重量，每节按2000Kg计算；P——每米钢丝绳重，26mm钢丝绳每米按2.444kg×9.8=23.95N计算；Lc——钢丝绳长度。

按360米计算（井筒深度250米）；Qd——钢丝绳最大破断拉力，KN；（实测为538.36KN）m——《煤矿安全规程》规定，新绳升降物料安全系数不小于6.5；副井提升矿车时钢丝绳验算副井为斜巷串车提升，斜巷长度329米，坡度28度，提升机型号为JK-2.5×2，钢丝绳型号为6T×7-φ28mm。

每次提升矿车5辆（特殊车辆1辆），矿车自重0.6t、容重2t（矸石车）。

一、提升五辆矸石车时钢丝绳最大静张力Fjm=(Q+QZ)(sina+f1cosa)+PLc(sina+f2cosa)=（2000+600）×5×9.8（sin28+0.012cos28）+2.74×9.8×350(sin28+0.17cos28)=127400×0.48+9398×0.628=61152+5902=67054N=67KN二、提物时钢丝绳实际安全系数为：m=Qd/Fjm=576.8/67=8.6＞7.5钢丝绳安全系数符合要求Fjm——最大静张力，KN；Q——容器有益载重量，按每矿车装矸石2t计算；QZ——容器自身重量，按0.6t计算；a——倾角。

钢丝绳计算常用数据
钢丝绳最大许用拉力计算
(1)拉力计算公式：[F ] S p*A/K
公式中[F ]――钢丝绳允许用拉力(KN
艺S p -------------- 钢丝绳破断拉力(KN
K ——钢丝绳的安全系数
A ——折减系数
(2)钢丝绳安全系数：
)考虑到钢丝绳在承载时各钢丝受力不均匀，绳芯及钢丝绳弯曲，挤压所
产生的应力的影响，其理论破断拉力可按下式计算:
S p=艺s p*A
式中：艺S P为破断拉力总和，A为考虑各种附加因素和受力不均匀的折减系数,
、钢丝绳破断拉力
2、6X 37钢丝绳破断拉力
钢丝绳报废标准
(1) 、钢丝绳直径减少，当直径磨损不超过30%,可允许降低拉力使用，如
果超过30%，要进行报废处理。

(2) 、钢丝绳经过长期使用后，由于受自然条件和化学腐蚀，当整个钢丝绳
外表面受腐蚀的麻面，从外观检查明显时，则该钢丝绳已不能使用。

另一方面，整根钢丝绳纤维芯被挤出，使钢丝绳结构受到破坏时，也不能继续使用。

(3)、钢丝断丝后的报废标准，见下表:
)、如果钢丝绳外表面钢丝有磨损时，报废断丝数应该按上表查出的数值乘以折减系数，折减系数如下表:。

安全系数钢丝绳
安全系数是指工程设计和操作中为了预防事故和超载，对材料或设备承载能力进行的合理扣减。

对于钢丝绳来说，安全系数是指钢丝绳的破断强度与实际使用强度之间的比值。

钢丝绳的安全系数通常由相关标准或规范规定，一般情况下建议的安全系数为5或8，这取决于具体的应用和工程要求。

假设钢丝绳的破断强度为Fb，实际使用强度为Fr，那么钢丝绳的安全系数可以计算为：
安全系数= Fb / Fr
例如，如果钢丝绳的破断强度为1000千牛顿，实际使用强度为200千牛顿，那么安全系数就是1000/200 = 5。

安全系数越大，表示钢丝绳的承载能力相对较高，安全性更可靠。

但是，安全系数过大也会导致材料成本的增加，因此在选择安全系数时需要综合考虑经济性和实际需求。

钢丝绳按所受最大工作静拉力计算选用，要满足承载能力和寿命要求。

1．钢丝绳承载能力的计算钢丝绳承载能力的计算有两种方法，可根据具体情况选择其中一种。

（1）公式法（ISO推荐）：式中:d--钢丝绳最小直径，mm；S--钢丝绳最大工作静拉力；c--选择系数，mm/ ；n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定；k--钢丝绳捻制折减系数；ω--钢丝绳充满系数；--钢丝的公称抗拉强度，N/mm2。

（2）安全系数法F0≥Sn∑F0=k∑S丝式中:FO--所选钢丝绳的破断拉力，N；S--钢丝绳最大工作静拉力；n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定（见表6－3和表6－4）；k--钢丝绳捻制折减系数；∑S丝--钢丝破断拉力总和，根据钢丝绳的机构查钢丝绳性能手册。

机构工作级别M1，M2，M3 M4 M5 M6 M7 M8安全系数（n）4 4.5 5 6 7 9表6－3 工作机构用钢丝绳的安全系数用途支承动臂起重机械自身安装缆风绳吊挂和捆绑安全系数（n）4 2.5 3.5 6表6－4 其他用途钢丝绳的安全系数注:对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级别的安全系数2．钢丝绳的寿命钢丝绳的使用寿命总是随着配套使用的滑轮和卷筒的卷绕直径的减小而降低的，所以，必须对影响其寿命的钢丝绳卷绕直径（即按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的卷绕直径）作出限制，不得低于设计规范规定的值，即：D0min≥hd式中:D0min--按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径，mm；d--钢丝绳直径，mm；h--滑轮或卷筒直径与钢丝绳直径的比值（见表6-5）。

机构工作级别M1,M2,M3 M4 M5 M6 M7 M8卷筒h1 14 16 18 20 22.4 25滑轮h2 16 18 20 22.4 25 28表6－5滑轮或卷筒的h值注:l 采用不旋转钢丝绳时，应按机构工作级别取高一档的数值。

2 对于流动式起重机，可不考虑工作级别，取h1＝16，h2=18。

钢丝绳的安全系数计算一、前言钢丝绳被广泛应用在吊装、牵引、索道、钓鱼、游艇等领域，因其强度高、耐磨、抗腐蚀等特性，在安全系数计算中也具有重要的地位。

本文将对钢丝绳的安全系数计算进行详细阐述。

二、钢丝绳的构成钢丝绳由若干股钢丝组成，每股钢丝又由若干个钢丝捻合而成。

根据构成不同，将钢丝绳分为普通钢丝绳和抗拉钢丝绳两类，普通钢丝绳的构成为“1+6+12”或“1+6+18”，抗拉钢丝绳则为平行排列的钢绞线。

三、安全系数的定义安全系数是指标准载荷与材料抗拉强度比值的倒数。

即：安全系数=材料抗拉强度/标准载荷四、钢丝绳的抗拉强度钢丝绳的抗拉强度受材料、直径、构造等因素影响。

通常情况下，钢丝绳的抗拉强度可以通过查阅相关标准进行确定。

五、钢丝绳的标准载荷钢丝绳承受的最大载荷称为标准载荷。

标准载荷受钢丝绳的型号、构造、抗拉强度等因素的影响。

钢丝绳的标准载荷可通过查阅相关标准进行确定。

六、安全系数的计算安全系数的计算公式为：安全系数=材料抗拉强度/标准载荷以某型号的抗拉钢丝绳为例，其抗拉强度为1960MPa，标准载荷为10t，计算该抗拉钢丝绳的安全系数：安全系数=1960/10=196该抗拉钢丝绳的安全系数为196，超出了常规安全系数，可以放心应用。

七、安全系数的应用在实际应用中，安全系数的大小与钢丝绳的使用寿命和使用效果直接相关。

安全系数过小可能导致钢丝绳在承受负荷时的断裂、拉伸等问题，影响到设备的正常使用，甚至引发安全事故。

钢丝绳的安全系数应根据实际情况进行选择。

一般来说，吊装、牵引等应用场景下的钢丝绳安全系数应大于8，索道、钓鱼等应用场景下的钢丝绳安全系数应大于5。

八、结语本文介绍了钢丝绳的组成、抗拉强度、标准载荷以及安全系数计算的相关知识，并阐述了安全系数在钢丝绳中的重要性和应用。

在选用钢丝绳时，应选择符合实际使用需求的型号和规格，并严格按照安全系数要求进行使用。