旋挖钻机钢丝绳的选用及保养

发布时间：2021-04-12 10:05　文章来源：未知　文章作者：admin　点击数：

旋挖钻机使用的国产钢丝绳每根的平均使用寿命为施工进尺800~1 000 m，最长达3 500 m，最短仅15 m。

合理优选钢丝绳，首先必须了解旋挖钻机使用钢丝绳的种类和特点。要针对不同机型的额定提升能力确定钢丝绳的类型和直径，以保证设备在施工过程中的安全。

1.钢丝绳类型的选择

旋挖钻机使用的钢丝绳一端用楔固定在卷扬机的卷筒上，另一端固定在钻杆上端的提引器上。在动力头带动钻杆旋转钻进施工过程中，提引器的下端随钻杆一起旋转，而上端不旋转，将钻杆旋转应力减到最小。一般用途的钢丝绳在受到扭转载荷时都会沿着绳芯旋转，使钢丝绳本身变得松散。如果选择抗旋转或非旋转的钢丝绳，对于提高钢丝绳的使用寿命，保障工作人员和设备的安全，增加工作效率均会收到显著效果。这种钢丝绳的抗旋转性是通过改变其结构以及捻制方向而实现。它可以使钢丝绳的自旋转趋势最小。因为抗旋转钢丝绳有一个独立的绳芯，其捻向与外股的相反。这种结构，即使在提升高度大、负载面宽的情况下，钢丝绳绳芯与外股之间的力矩也会互相抵消，钢丝绳不会发生扭转。由于目前国内外旋挖钻机都没有安装动滑轮，所以钢丝绳单绳拉力较大。这样就应该配备柔韧性好、抗磨损性能佳、抗旋转且抗挤压性能好的钢丝绳。尤其是对于多层缠绕的前置卷扬卷筒，推荐使用同捻向的钢丝绳，以避免内股产生印痕。

异型股钢丝绳绳股断面为三角形、椭圆形或扇形。异型股钢丝绳与同一直径、同一强度的圆股钢丝绳整绳相比，破断拉力可提高20%，使用寿命可高出2~3倍。其原因在于异型股钢丝绳的支撑面积比圆形股钢丝绳的要高出3~4倍，与绳槽的接触面积大，故接触应力小。此外，异型股钢丝绳因股与股间接触点多，金属填充系数大，因此具有抗挤压、耐疲劳性能好的特点。有些类型钢丝绳在钢芯和外股之间布有一层塑料层，减少了钢芯与外股之间的摩擦，提高了钢丝绳的抗疲劳性，并使钢丝绳的结构更紧凑，不仅抗挤压、抗高温，而且吸收冲击载荷的能力大大提高。圆型股钢丝绳与异型股钢丝绳断面结构的比较如图1所示。

图1  圆型股钢丝绳与异型股钢丝绳断面结构的比较

2.钢丝绳直径的选择

钢丝绳的使用寿命主要取决于绳槽尺寸，以及钢丝绳直径和卷筒直径比率的正确选择。旋挖钻机通常选择：D/d≥20，D/φ≥250。

式中：d为卷筒或滑轮底部直径；

D为钢丝绳的直径；

φ为钢丝绳最外层钢丝直径。

(1)钢丝绳与卷筒绳槽的形状和直径的匹配

当钢丝绳在卷筒上缠绕了几层之后，在缠绕交叉点和互相接触的部位会受到集中的压力和摩擦力。为了减少磨损，延长钢丝绳的使用寿命，建议当钢丝绳使用了一段时间后，切掉固定在卷筒上的那一段。这样，状况良好的部分将取代原磨损位置。这种切割操作应该在重载提升系统中周期性地进行，而不用等到钢丝绳完全损坏，要选择那种能够支撑螺旋之间压力和摩擦力的钢丝绳，因此应该是带钢芯的、多股式的钢丝绳。钢丝绳与卷筒绳槽的匹配参数(见图2)应按下式确定：

p=1.15×（D最大为10 mm的钢丝绳）；

p=1.12×（D最大为20 mm的钢丝绳）；

p=1.11×（D超过20 mm的钢丝绳）；h=0.4×D；r=0.55×D。

式中：D为钢丝绳直径；p为绳槽中心距；H为绳槽高度；R为绳槽半径。

(2)钢丝绳与滑轮绳槽的形状和直径的匹配

合理选择滑轮绳槽的尺寸对于钢丝绳的使用寿命至关重要。滑轮绳槽直径必须大于钢丝绳的公称直径，底部必须光滑，呈圆形，没有凹凸，并且两边要有完整匀称的侧边。滑轮绳槽不必考虑减小钢丝绳的侧向压力，它的直径必须始终比钢丝绳的直径大。滑轮绳槽尺寸参数如图3所示，正确的绳槽尺寸参数必须按下式计算(尺寸误差为0~4%)：

新滑轮绳槽的最小直径φmin=1.05 D;

新滑轮绳槽的最大直径φmax=1.10 D;

新滑轮绳槽的推荐直径φ2=1.08D;

绳槽的侧边开角应为30°~60°，比倾角的值要大。

图3中：φ为滑轮绳槽直径，g=1.08D，h=1.75 Dhmin=1.41Dσ=45°~60°