钢丝引导

2024-05-16

钢丝引导（精选五篇）

钢丝引导篇1

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2008年3月~2010年9月来我院经逆行钢丝顺行换管器引导困难气管插管42例患者的临床资料,其中术前评测Mallampati分级,Ⅲ级7例,Ⅳ级21例,术前采用常规气管插管失败改用逆行钢丝顺行换管器引导困难气管插管者14例。手术类型:行颈椎手术者8例,行颅脑手术者4例,行颌面部手术者10例,行上腹部手术者15例,行四肢手术者5例。

1.2 器械材料

1.6 mm、3.4 mm换管器各1根,直径0.97 mm、长150 cm超滑导引钢丝1根,环甲膜穿刺针、表面麻醉药物等。

1.3 操作方法

术前取患者仰卧位,麻醉者站立于患者头前侧方。术前鉴定困难气管者采用2%利多卡因喷雾至舌根、咽喉和气管,完善表面的麻醉,视患者的情况予以咪唑安定l mg适当镇静;未鉴定困难气管者插管失败后,先予以面罩吸氧,利用12G的穿刺针局麻下给予环甲膜或者环甲膜下1~2或2~3气管环的间隙穿刺,成功后用2%利多卡因2 ml局部麻醉,头端倾斜30°进针。穿刺针行超滑导引钢丝的置入,从鼻腔或口腔引出,后沿导引钢丝顺行插入对应规格的气管导管换管器,并经前端侧孔引出。助手固定导引钢丝的下端并适当的反向牵引,操作人员上提钢丝,换管器顺导引钢丝进入气管。换管器的末端和呼气未二氧化碳分压(PETCO2)监测仪相连接,有波形显示即表明换管器顺利进入气管。换管器的末端连接至麻醉机的呼吸回路,进行辅助通气,将气管的导管顺行沿着换管器送入气管,换管器此时拔出,并调整导管的深度,进行妥善的固定。

2 结果

本研究中行逆行钢丝顺行换管器引导困难气管插管技术的42例患者均获成功,成功率为100%,插管过程中可维持血氧饱和度(SpO2)在95%之上,术后无一例出现相关并发症。

3 讨论

困难气道多由气道的先天性或后天性异常所引起,经面罩通气或直接喉镜下气管插管很难成功,发生几率在5%左右[3]。一些因为气道的生理解剖变异,或者局部、全身性疾病、颌面部创伤等原因导致的可检测出的困难气道患者,可在意识清醒状态中选择相应的插管技术。但部分困难气道具有隐匿性,无法在术前识别,或麻醉诱导、昏迷的患者,短时间内进行正确的气管插管、气道开放及控制对患者的救治有着重要的意义[4]。传统困难气道患者多采用逆行气管插管、纤维内镜的引导插管方式,逆行插管虽然准备简单,但导引管的外径和气管导管的内径差异较大,导致导管的前端受阻,因此失败的几率也较高,操作过程需要反复试探,对组织的损伤严重。此方法成功后导引管较难保留,且纤维内镜引导的技术较为复杂,很难在临床得到推广[5]。逆行钢丝顺行换管器引导困难气管插管技术,利用两次引导,先经过导引钢丝导入换管器,然后经过换管器导入气管导管,利用换管器外径和气管导管内径的相似性,极大地提高了1次成功率,减少了对组织的损伤,同时换管器硬度、韧性较好,便于术后的气管插管留置,操作简单。整个插管过程可同时进行面罩通气,监测仪的及时监测,可明确地判断换管器的位置是否成功到达气管之内,大大增加了其安全性[6]。

本文通过总结分析我院近年来逆行钢丝顺行换管器引导困难气管插管技术的临床应用,说明逆行钢丝顺行换管器引导气管插管技术的操作较为简便,且对组织的损伤小,有较高的成功率。

摘要：目的:总结分析逆行钢丝顺行换管器引导困难气管插管技术的临床应用体会。方法:选择术前预测困难气道患者42例为研究对象,分析其临床资料,对应困难气管特点后给予经环甲膜或其下12、23气管环的间隙行穿刺,予以逆行钢丝顺行换管器引导下气管插管,分析其操作方法及结果。结果:逆行钢丝顺行换管器引导困难气管插管技术42例均成功,成功率为100%,插管过程中可维持SpO2在95%之上,术后无1例出现相关并发症。结论:逆行钢丝顺行换管器引导气管插管技术操作较为简便,且对组织的损伤小,有较高的成功率。

关键词：逆行钢丝顺行换管器,气管插管技术,困难气管

参考文献

[1]薛富善.困难气管插管技术[M].北京:科学技术文献出版社,2002:28-42.

[2]吴鲍冲,方向东,胡俊杰,等.逆行引导气管插管在颈椎强直或损伤手术中的应用[J].安庆医学,2008,29(2):30.

[3]王军,蔡海河,李水清,等.可视喉罩CTrach在颈椎手术中的临床应用研究[J].中国微创外科杂志,2007,5(2):149.

[4]陈碧红,林李淼,马剑锋,等.盲探插管新技术与纤支镜插管技术在颈椎骨折患者中的应用效果比较[J].实用医学杂志,2008,24(12):2077.

[5]张涤非,张健.联合引导插管法在困难气管插管中的应用[J].安徽医药,2005,9(1):32-33.

电焊钢丝网的用处以及钢丝网介绍篇2

电焊钢丝网网面平滑整齐，结构坚固均匀，整体性能好，具有极强的防腐抗氧化等特点。特别适合用于养殖业。用电焊钢丝网做成的养鸡网不仅结构美观，更重要的是使用年限常。这样就降低了成本。

设计的养鸡笼笼底的坡度特别合理。过小，鸡蛋不易滚出或滚动太慢，容易被鸡踩破或啄破；过大，则滚动太快易碰破。对于坡度较大的可在集蛋槽内安装一定的缓冲材料。钢丝养鸡笼的底网有一定的弹性，两组养鸡笼连接处应用铁丝将盛蛋网连在一起，以免鸡蛋掉出。

钢丝养殖网在养殖也作出了很大的贡献。应该说在养殖场它的影子无处不在。

钢丝网从制作工艺上分为：编织钢丝网和焊接钢丝网。编织钢丝网主要有2种：防洪钢丝网和菱形钢丝网。防洪钢丝网主要是通过低碳重镀锌钢丝，铝锌合金，PVC包塑不同材质的钢丝经机器编织

成双绞状的重型六角网。防洪钢丝网可以做成箱体，填充石头，生态环保，可以生长植物，达到生态和谐。防洪钢丝网做成箱体，整体结构好；防洪钢丝网环境适应性好，不易坍塌；防洪钢丝网防锈效果好，使用寿命长，因其表面有镀锌层或者是PVC保护层；防洪钢丝网有很好的透气透水的功能；另外防洪钢丝网施工简单，成本低，周期短，适合用于抗洪抢险等自然灾害。菱形钢丝网常用于种植养殖，球场，围墙等，有防护，隔离等作用。菱形钢丝网还可以用于护坡，防止山上石头滑落；堤坡绿化用的菱形钢丝网，安装简单，环保实用。其中菱形钢丝网还可以用于水利工程，防洪防汛，堤坡防护，山体防护等自然灾害防护。矿井支护也常用优质的菱形钢丝网。焊接钢丝网分为：钢丝网网片，钢丝网护栏。钢丝网网片常用于煤矿支护，矿井安全护顶。钢丝网护栏用于高速公路，飞机场，铁路等道路交通隔离，钢丝网还可以用于种植养殖等隔离网，用处广泛。钢丝网的价格：防洪钢丝网7-22元不等，丝径从2-4毫米，网孔6*8,8*10,1*12,12*15,16*18，各种规格可以根据客户要求定做。钢丝网护栏网7-60元/平方米，规格上千种，从1.8-6毫米，网孔3*3公分-20公分。，当然规格不一样，价格不一样。

钢丝引导篇3

钢丝绳因重量轻、抗拉强度高而广泛应用于矿山机械的提升缆绳、运输机械的牵引缆绳、乘人索道的支撑缆绳、斜拉桥的承载钢索等。钢丝绳结构设计 (内部钢丝直径大小、捻距与钢丝之间间隙率合理设计等) 对于其柔度、强度及稳定性具有重要影响, 而钢丝绳在轴向载荷下的变形特性对摩擦轮上钢丝绳的变形特性及钢丝绳内部钢丝的滑动特性等同样具有重要的意义。单股钢丝绳既是独立的承载元件, 也是其他复杂钢丝绳的元件, 目前已有许多学者对其进行研究。文献[1,2,3,4,5,6,7,8]根据Love[9]的曲杆理论, 建立了钢丝绳内部钢丝6个非线性方程, 研究了螺旋钢丝截面近似椭圆时钢丝刚好接触的钢丝半径、接触角和线接触载荷表达式等。文献[10,11,12,13,14,15]也对钢丝绳进行了研究, 但这些研究对轴向载荷下钢丝刚好接触时的理论半径及钢丝之间的间隙特性等没有给出具体的表达式。目前国内关于钢丝绳内部钢丝接触半径、间隙角、间隙值和间隙率的定义不明确, 取值一般凭经验, 而且没有考虑轴向载荷下各层钢丝的变形特性。因此, 本文在上述学者的研究基础上进一步研究轴向载荷下钢丝绳内部钢丝变形特性。本文的分析基于以下假设:忽略相邻层钢丝接触压力引起的钢丝截面变形;螺旋钢丝和中心钢丝材料一样且均匀、各向同性。

1 轴向载荷下内部钢丝的轴向变形

点接触单股钢丝绳由中心直钢丝和围绕中心钢丝的螺旋钢丝组成, 其结构如图1所示。

钢丝绳受载后, 第i层螺旋钢丝的捻制半径为

$R_{i}^{´} = r_{0} + \sum_{j = 1}^{i - 1} 2 r_{j} + r_{i} - Δ R_{i} i = 1, 2, \dots (1)$

$Δ R_{i} = ν (r_{0} ξ_{0} + \sum_{j = 1}^{i - 1} 2 r_{j} ξ_{j} + r_{i} ξ_{i})$

式中, r0为中心钢丝半径;ri为第i层螺旋钢丝半径;ν为钢丝的泊松比;ξ0为中心钢丝轴应变, 是单股绳的轴应变;ξi为第i层螺旋钢丝轴应变。

当i-1<j时, $\sum_{j = 1}^{i - 1} (\cdot) = 0$ 。

根据文献[5], 钢丝绳轴应变ε及单位长度扭转角ϕ可表示为

$ε = ξ_{0} = \frac{h^{´} - h}{h} = (1 + ξ_{i}) \frac{\sin α_{i}^{´}}{\sin α_{i}} - 1 (2)$

$ϕ = \frac{θ_{i}^{´} - θ_{i}}{h} = \frac{1}{R_{i}^{´}} (1 + ξ_{0}) \cot α_{i}^{´} - \frac{\cot α_{i}}{R_{i}} (3)$

式中, h、Ri、θi和αi分别为初始钢丝绳长度、第i层钢丝捻制半径、螺旋钢丝旋转角和螺旋角;上标“′”表示受载荷变形后的参数。

由式 (2) 和式 (3) 可知, 在ε和ϕ确定的情况下, α′i和ξi的解析表达式不能直接联立得到。另外, 根据文献[7]可知, 将式 (2) 和式 (3) 线性化表示得到的值与非线性的误差很小, 同时ξi的线性化有利于工程计算, 因此, 将sin α′i和 (cot α′i) /R′i泰勒级数展开, 并将式 (2) 和式 (3) 联立, 得到ξi关于ε和ϕ的显式表达式:

ξi=ηiε+λiϕ (4)

$η_{i} = \frac{R_{i} \tan α_{i} - ν (r_{0} + \sum_{j = 1}^{i - 1} 2 η_{j} r_{j}) \cot α_{i}}{R_{i} \tan α_{i} + (R_{i} + ν r_{i}) \cot α_{i}} (5)$

$λ_{i} = \frac{R_{i}^{2} - ν \sum_{j = 1}^{i - 1} 2 λ_{j} r_{j} \cot α_{i}}{R_{i} \tan α_{i} + (R_{i} + ν r_{i}) \cot α_{i}} (6)$

式中, ηi为轴向应变系数;λi为单位扭转角变化系数。

矿井运输提升等用的提升钢丝绳的两端一般约束旋转运动, 即ϕ=0, 因此下面仅针对这种情况分析。第i层螺旋钢丝的ξi、sin α′i和R′i的显式表达式为

ξi=ηiε

sin α′i=[ε (1-ηi) +1]sin αi

$R_{i}^{´} = r_{0} + \sum_{j = 1}^{i - 1} 2 r_{j} + r_{i} - ν (r_{0} + \sum_{j = 1}^{i - 1} 2 r_{j} η_{j} + r_{i} η_{i}) ε$

2 轴向载荷下螺旋钢丝半径及接触半径

2.1 理论螺旋钢丝半径及接触半径

由于双螺旋钢丝曲线组成的曲面可形成单螺旋钢丝的表面, 因此根据文献[14,15]关于双螺旋钢丝空间曲线的建立方法, 将坐标系建立在垂直于绳截面的中心, 其z轴沿着绳的轴线, x轴指向螺旋钢丝中心, y轴根据右手规则确定, 并将螺旋钢丝表面等价为双螺旋曲线组成的曲面, 则受载后螺旋钢丝曲面可表示为

$\begin{array}{l} x_{i} = a_{i} \cos θ_{i} + b_{i} \sin θ_{i} \\ y_{i} = a_{i} \sin θ_{i} - b_{i} \cos θ_{i} \\ z_{i} = R_{i}^{´} θ_{i} \tan α_{i}^{´} + r_{i}^{´} \cos α_{i}^{´} \sin φ_{i} \end{array}} (7)$

ai=R′i-r′icos φi

bi=r′isin α′isin φi

式中, φi为螺旋钢丝表面曲线的旋转角。

令式 (7) 中zi=0, 得到垂直于绳轴线的螺旋钢丝截面轮廓曲线表达式:

$\begin{array}{l} x_{i} = r_{e t i} \cos - ψ_{i} \\ y_{i} = r_{e t i} \sin - ψ_{i} \end{array}} (8)$

$r_{e t i} = \sqrt{a_{i}^{2} + b_{i}^{2}} (9)$

$ψ_{i} = \frac{r_{i}^{´} \cos α_{i}^{´} \sin φ_{i}}{R_{i}^{´} \tan α_{i}^{´}} + a r c$ $\tan \frac{b_{i}}{a_{i}} (10)$

其中, reti为螺旋钢丝截面轮廓曲线上点Ai到绳中心O的距离;ψi为OAi与x轴的夹角, 如图2所示。图2中, 间隙角γti为第i层相邻钢丝截面切点之间的夹角。当ψi趋于最大值时, 理论接触半径为

rcti=reti (11)

若在一定的轴向载荷下间隙角γti为零, 即同层钢丝正好满足相互接触, 则r′i和φi满足:

$\begin{array}{l} \frac{d y_{i}}{d x_{i}} = - \tan \frac{π}{m_{i}} \\ ψ_{i} = \frac{π}{m_{i}} = \frac{r_{i}^{´} \cos α_{i}^{´} \sin φ_{i}}{R_{i}^{´} \tan α_{i}^{´}} + a r c \tan \frac{b_{i}}{a_{i}} \end{array}} (12)$

式中, mi为第i层螺旋钢丝数。

根据式 (12) , 可数值迭代得到在轴向载荷下同层螺旋钢丝正好接触的理论半径。

2.2 近似螺旋钢丝半径及接触半径

目前使用的钢丝绳中螺旋钢丝的螺旋角一般大于60°, 钢丝被垂直于绳轴线所截的截面近似为椭圆, 如图3所示。图3中, 点Ai为过原点O的直线与钢丝截面的切点;γai为间隙角。

根据椭圆截面上切点坐标Ai (pi, qi) , 可得到接触半径为

rcai= (p $_{i}^{2}$ +q $_{i}^{2}$ ) 1/2 (13)

$p_{i} = R_{i}^{´} - \frac{d_{i}^{2}}{R_{i}^{´}}$

$q_{i} = - \frac{c_{i}}{R_{i}^{´}} \sqrt{R_{i}^{´ 2} - d_{i}^{2}}$

ci=r′i/sin α′idi=r′i

若螺旋钢丝正好满足相互接触, 即γai为零, 则qi/pi=-tan (π/mi) , 从而得

$\begin{array}{l} \frac{r_{0} + \sum_{j = 1}^{i - 1} 2 r_{j} + r_{i} - ν (r_{0} + \sum_{j = 1}^{i - 1} 2 r_{j} η_{j} + r_{i} η_{i}) ε}{r_{i} - ν r_{i} η_{i} ε} = \\ [1 + \frac{\tan^{2} (π / 2 - π / m_{i})}{\sin^{2} α_{i} + 2 (1 - η_{i}) ε \sin^{2} α_{i}}]^{1 / 2} (14) \end{array}$

由于ηi含有ri, 因此式 (14) 是关于ri的代数方程, 可通过数值求解得到在轴向载荷下同层螺旋钢丝正好接触的钢丝半径。

若钢丝绳未受载荷, 即ε=0, 则根据式 (14) 得到与文献[1]一致的ri表达式:

$\begin{array}{l} r_{i} = (r_{0} + \sum_{j = 1}^{i - 1} 2 r_{j}) / {[1 + \\ \tan^{2} (π / 2 - π / m_{i}) / \sin^{2} α_{i}]^{1 / 2} - 1} (15) \end{array}$

3 轴向载荷下同层钢丝间隙特性

在设计钢丝绳时, 同层钢丝之间的间隙大小直接影响到钢丝绳在轴向载荷下的接触特性。若确定了第i层钢丝半径ri, 则轴向载荷下螺旋钢丝间隙角、间隙值 (相邻钢丝切点之间的弧长在垂直于螺旋钢丝轴线截面上的距离) 和间隙率 (同层螺旋钢丝之间间隙角和在圆周上占的比值) 的理论值和近似值分别表示为

4 应用分析

选择如下钢丝绳参数:单股钢丝绳结构为1×37 (1+6+12+18) ;中心钢丝直径为3.1mm;内层、次外层、外层钢丝直径和螺旋角均相同, 分别为2.8mm和73.65°;钢丝泊松比为0.3。

根据式 (5) , 得到ηi (i=1, 2, 3) 随螺旋角变化的曲线, 如图4所示。

从图4可知:随着螺旋角的增大, 各层钢丝的轴应变系数增大, 并逐渐趋于1;螺旋角相同的情况下, 轴应变系数从内层到外层逐渐增大。

同样根据式 (5) 可知, 各层螺旋钢丝直径的较小变化对轴应变系数的影响微小, 考虑到式 (14) 迭代较麻烦, 将式 (15) 代入式 (5) 得到轴应变系数ηi, 并将得到的ηi代入式 (14) , 从而得到轴向载荷下第i层钢丝截面正好满足接触时的近似半径为

$r_{i} = \frac{r_{0} + \sum_{j = 1}^{i - 1} 2 r_{j} - ν (r_{0} + \sum_{j = 1}^{i - 1} 2 r_{j} η_{j}) ε}{{[1 + \frac{\tan^{2} (π / 2 - π / m_{i})}{\sin^{2} α_{i} + 2 (1 - η_{i}) ε \sin^{2} α_{i}}]^{1 / 2} - 1} (1 - ν η_{i} ε)} (19)$

当钢丝绳受到的最大轴应变ε为0.007时, 根据式 (12) 、式 (14) 、式 (19) 和式 (15) 可分别得到间隙角为零时第i层螺旋钢丝的半径, 如表1所示。

通过表1可知, 式 (12) 得到的理论ri值最小, 文献[1]得到的近似值次之, 而式 (14) 和式 (19) 得到的值最大, 且式 (14) 和式 (19) 值一样。工程上对于多层大直径、内部纤维或螺旋角较小的钢丝绳, 可根据式 (12) 得到轴向载荷下同层钢丝正好满足接触的钢丝半径精确值。对于小直径、少层且螺旋角较大的钢丝绳, 钢丝的截面可近似为椭圆, 工程上可直接应用文献[1]给出的式 (15) 或式 (14) 和式 (19) 得到合理的近似值, 若要提高精度, 可采用式 (12) 。

通过式 (11) 、式 (13) 、式 (16) ～式 (18) 可计算出不同轴应变下各层钢丝的理论与近似接触半径、间隙角、间隙值和间隙率变化特性。由于间隙角、间隙值和间隙率三者可以各独自反映钢丝之间的间隙特性, 且间隙率最直观, 因此下面只给出接触半径和间隙率在不同轴应变下的曲线, 如图5所示。

根据计算可知:螺旋钢丝的直径相同, 各层钢丝的间隙角、间隙值和间隙率不同;随着轴向载荷的增大, 各层钢丝的接触半径、间隙角、间隙值和间隙率变化缓慢, 但近似值相对理论值其幅度变化较大;随着钢丝层数的增加, 外层钢丝的近似接触半径值与理论值误差缓慢变化。

5 结论

(1) 给出了单股钢丝绳内部钢丝轴应变显式表达式、轴向载荷下螺旋钢丝截面曲线表达式、同层钢丝正好接触时的钢丝半径及接触半径、间隙角、间隙值和间隙率表达式, 从而更加全面合理描述螺旋钢丝在轴向载荷下的变形特性。

(2) 若钢丝绳层数较少、各层钢丝材料相同, 在轴向载荷下钢丝的理论接触半径、间隙角、间隙值和间隙率变化很小, 可将钢丝截面近似为椭圆并采用未受载荷下的钢丝初始值计算;若多层或螺旋角较小, 建议采用本文给出的理论表达式计算;若初始各层钢丝之间为分离状态, 在轴向载荷下钢丝之间可认为依然分离。

(3) 设计复杂截面钢丝绳时, 可将螺旋股等价为螺旋钢丝, 根据本文分析单股钢丝绳内部钢丝变形特性的方法进行研究。

钢丝绳上的信任美文篇4

第三次出场时，布隆丹又问大家：“这次我要扛着一个真人走过峡谷，你们相信吗？”“相信，相信……”人群中又响起了欢呼声。面对观众高涨的热情，布隆丹笑了，他挥手示意大家安静下来。他又问：“我想在你们中间寻找一个合作者，谁愿意骑到我肩膀上，让我扛过去吗？”下面鸦雀无声，无人应答，唯有谷底传来瀑布倾泻的轰鸣声。每个人都愿意看到布隆丹扛着一个真人穿过大瀑布的峡谷，可是没有人敢冒风险，拿自己的生命做实验。

布隆丹问了好几遍，终于有人愿意参加这次特技表演。这个自告奋勇的人是布隆丹的经纪人。

经纪人骑上布隆丹的脖子，表演即将开始。就在踩上钢丝绳前的那一刻，布隆丹极其严肃地告诫经纪人：“你一定要无条件地信任我，跟着我的感觉行事，随我而动，万万不可自作主张。如果你仅凭自己的感觉，我们就会摔下万丈深渊，粉身碎骨。所以，请你一定要记住：只要踏上钢丝绳，我们就成为一体，你就是我身体的一部分。”

在大家提心吊胆的注视下，他们终于通过了尼亚加拉大瀑布峡谷。顿时掌声，欢呼声又在大瀑布的上空久久回荡……

钢丝引导篇5

钢丝绳是由优质钢丝按一定规律加上绳芯或钢芯捻制而成, 具有卷绕性好、承载能力大、质量轻、工作平稳无噪声、耐冲击及安全可靠等优点, 广泛用于起重机以及各种张拉支承装置和装卸工索具中。保证起重机高速重载和高可靠性的条件之一, 就是对钢丝绳状态的良好维护。

二、钢丝绳损伤形式和预防

钢丝绳使用的安全性是人们关心的问题, 因为钢丝绳的损伤或破断会引发重大事故。为了确保使用中的钢丝绳安全运行, 掌握钢丝绳的损伤规律及防治方法是很有必要的。就起重机钢丝绳而言, 其规格品种繁多、使用千差万别, 随着使用时间的持续, 都会出现损伤现象。主要损伤为磨损、疲劳、锈蚀、变形及过载。

1. 磨损及预防

钢丝绳在操作时与其他物体接触并有相对运动, 产生摩擦。在机械的、物理的和化学的作用下, 钢丝绳的表面不断磨损。磨损是钢丝绳最常见的损伤方式, 一般分为外部磨损、变形磨损和内部磨损3种情况, 相应断面形状如图1所示。

(1) 外部磨损。外部磨损是钢丝绳在使用过程中其外周与滑轮槽、卷筒壁、钩头等物体表面接触而引起的磨损。在外部磨损后绳径变细, 外周表面的细钢丝被磨平。钢丝绳的外部磨损使承受载荷的钢丝截面积减小, 钢丝绳的破断载荷也相应降低。

由图2可以看出, 单周磨损较全周磨损更恶劣, 所以应尽可能使单周磨损的钢丝改为全周均匀磨损。如滑轮有螺旋形磨损槽会影响钢丝绳转动, 出现异常磨损或单周磨损, 日常检查中如发现有单周磨损就应查找原因并降低更换标准。

(2) 变形磨损。变形磨损是由于振动、碰撞造成的钢丝绳表面撞损, 这是一种局部磨损现象。实际操作中, 容易产生变形磨损的情况是桥吊“挖井”作业时, 起升钢丝绳动绳部分容易与集装箱摩擦和勾挂;检查时应让吊具放在地板上, 钢丝绳放松, 这时变形的钢丝绳便会显现, 应对变形处钢丝进行仔细检查。一般对起升钢丝绳采用交叉绕法, 让动绳处于内侧, 减少钢丝绳和集装箱摩擦的机会。

(3) 内部磨损。在使用过程中, 钢丝绳经过卷筒或滑轮时所承受的全部负荷压在钢丝绳的一侧, 每根细钢丝的曲率半径不完全相同, 且由于钢丝绳的弯曲, 钢丝绳内部各细钢丝就会相互产生作用力并且产生滑移, 这时股与股之间接触应力增大, 使相邻股间的钢丝产生局部压痕深凹, 构成了内部磨损。通常, 选择线接触或面接触型的钢丝绳是减少内部磨损的有效途径。

经过试用发现, 1770 MPa以上强度等级钢丝绳及8股钢丝绳使用寿命, 并没有明显比6股的1770 MPa强度等级的钢丝绳长, 且1770 MPa以上强度等级钢丝绳僵性更大且操作不便。经综合比较, 采用6股线接触1770 MPa强度等级的钢丝绳更为有利。

2. 疲劳及预防

(1) 弯曲疲劳。钢丝绳重复通过滑轮或卷筒, 无数次的弯曲, 容易使钢丝产生疲劳、韧性下降, 最终导致断丝。而疲劳断丝出现在股的弯曲程度最厉害的一侧外层钢丝上。通常情况下, 疲劳断丝的出现意味着钢丝绳已经接近使用后期。

钢丝绳的弯曲疲劳寿命与D/d比值, 即卷筒直径或滑轮直径D与钢丝绳直径d的比值应>30, 安全系数和钢丝绳结构均有密切的关系, 设备订购时应尽量选择大的D/d比值。

(2) 拉伸、扭曲和振动引起的疲劳。起重机钢丝绳在起动和制动时, 变化的拉伸应力会引起金属疲劳, 钢丝绳经常受到扭曲和振动也是产生疲劳的原因。疲劳损伤引起的断丝一般断口平齐, 多半出现在表层钢丝上。

(3) 防止钢丝绳疲劳损伤的途径。有条件的情况下, 应尽可能选择大的D/d比值;在安排滑轮布局时, 应尽量避免使钢丝绳反向弯曲, 反向弯曲的破坏约为同向弯曲的2倍;尽可能选择结构好的钢丝绳, 如WS, TX型等线接触钢丝绳。

3. 锈蚀及预防

钢丝绳一般在露天使用, 日晒雨淋会使钢丝绳腐蚀。因腐蚀而形成的腐蚀坑成为应力集中点、疲劳裂纹的来源, 腐蚀使钢丝绳的截面积减小、弹性和承受冲击的能力降低。

防止钢丝绳锈蚀损伤的方法有两种, 一种是勤涂油, 对于经常处于运动状态的钢丝绳涂油是必不可少的。实际操作中要根据实际情况定, 一般在使用2个月后钢丝绳最初的含油量即干枯, 钢芯绳则变短, 其后如不加油则断丝现象会加剧。另一种是对使用环境恶劣、相对运动较少的钢丝绳可选择镀锌、镀铝等形式的绳, 能有效地防止钢丝绳的腐蚀。

4. 变形及预防

很多钢丝绳严重损坏是因为钢丝绳事先受到塑性变形损伤而没有引起人们的足够注意引起。变形的主要原因有多种。

(1) 外伤。在操作过程中, 钢丝绳与其他部件不正常的接触容易造成外伤。最明显的外伤是钢丝绳在滑轮里脱槽或在卷筒上跳出绳槽, 使钢丝绳局部轧坏。对设备上没有防脱槽措施的滑轮进行防脱槽挡板加装 (主要有拖缆小车牵引绳滑轮、前大梁倾转滑轮和吊具上架起升滑轮等) , 改进后效果明显, 未再出现跳槽现象。

(2) 压溃。钢丝绳在卷筒上卷乱后容易产生压溃现象, 由压溃造成的钢丝绳损伤会在局部迅速出现断丝与压扁的痕迹, 强度急剧下降。防止的措施是应按设计规范选择滑轮与卷筒的偏角, 必要时可在起升机构中设置排绳器或者压绳装置, 防止钢丝绳出现卷乱现象。

(3) 扭结。钢丝绳在局部扭曲后产生的永久变形叫做扭结。扭曲的方向与钢丝绳旋向一致的为正扭结, 反之为负扭结。普通钢丝绳带有自转性, 绳受拉力时绳股会向倒捻方向旋转, 这是造成钢丝绳扭结的原因。钢丝绳在扭结损伤后强度将显著降低, 正扭结的强度只有原强度的60%~80%, 负扭结的强度还不到原强度的50%, 严重时强度将降低到只有原来的10%~20%。

实际操作中, 发生扭结的情况大部分发生在更换钢丝绳等需大量放松钢丝绳后再拉紧的工况, 试用过发生较严重正扭结的钢丝绳, 使用寿命只有1个月。因此为安全起见, 一旦钢丝绳发生扭结就必须报废。为防止钢丝绳扭结可采取一些措施, 如加强换绳松绳时的监护, 主要是在吊具的周围, 发现有扭结迹象立即停止操作、释放还原。

5. 过载及预防

钢丝绳随着载荷的增加会有微量的伸长, 当载荷超过弹性极限时, 钢丝绳就可能断裂。通常把钢丝绳承受的静载荷控制在破断载荷的1/10~l/5, 叫安全负荷 (钢丝绳允许承受的额定静负荷) 。但钢丝绳实际上处于运动状态, 钢丝绳在工作时除了要承受货物、自重等静载荷外, 还要受到因加速度和冲击引起的动载荷, 因弯曲、摩擦引起的附加载荷等。因此, 除了静载荷以外的其他载荷增多时, 实际的安全系数就降低了, 钢丝绳往往由此而发生过载。

因过载而破断的钢丝绳, 其断口呈松散状, 钢丝断口位置大多数不在一起, 绳芯外露。过载的钢丝绳即使不发生断裂事故, 也会大大地缩短其使用寿命。为了防止钢丝绳过载, 应采取一些措施。

(1) 正确选用安全系数, 力求减少静载荷以外的其他载荷对钢丝绳的影响。弯曲载荷可以通过加大滑轮和卷筒直径来减小;动载荷可以通过提高起重机司机的操作水平、改进起重机性能来减少;摩擦阻力可以通过及时补充润滑油来减少等。

(2) 严格遵守安全操作规程, 杜绝人为的超负荷现象。

(3) 在起重机上安装负荷指示器、超负荷限制器或报警器, 消除过载现象。

曾发现设备司机在遇到起吊超重箱发生保护跳停后, 采取频繁复位的操作方式继续吊超重箱, 这将对设备包括钢丝绳产生不良影响。经过技术员修改程序, 超载后不再允许司机自行复位, 可有效防止此种现象的发生。

三、岸桥钢丝绳使用经验

除了上述几种钢丝绳的基本损伤类型外, 容易被忽视的是滑轮对钢丝绳寿命的影响。公司在长期实践当中发现, 金属滑轮的硬度太高或太低都对钢丝绳不利。滑轮硬度太高, 显然对钢丝绳的磨损比较大;滑轮的硬度太低, 钢丝绳容易在滑轮槽上刻出螺纹状的槽, 同时在钢丝绳的压力作用下, 等于对螺纹槽进行硬化处理, 当钢丝绳运动时, 螺纹槽就像锯子一样损坏钢丝绳并使钢丝绳的各绳股受力不均衡。这种情况下, 钢丝绳的损坏主要表现为单股绷紧和单周磨损, 在1#、2#桥原机配的滑轮中就有出现过, 一般新钢丝绳更换后使用1个月便出现这种情况, 在更换滑轮后故障便会消失。现在, 公司自己制图送外加工滑轮, 滑轮槽的硬度在45~50 HRC, 比钢丝绳的硬度略高。实践证明, 这样的硬度可以保证滑轮和钢丝绳寿命的合理使用;另外, 对于滑轮和钢丝绳的直径比例, 起升机构应选择30∶1至少要28∶1以上, 否则将显著的影响钢丝绳的使用寿命。

1. 钢丝绳的检查方法

钢丝绳的检查主要是查看钢丝绳的使用情况是否已经达到更换标准, 但判断钢丝绳是否应该更换比较复杂。实际使用中, 钢丝绳并不是处于理想的容易判断的状态。可能磨损不大但却有断丝;有断丝却分布很广, 但都没有达到更换标准;磨损不大但使用时间比较长、有锈蚀现象等。所以一般不能根据单一的更换标准, 必须积累比较丰富的经验, 根据各个参数来判断, 比如使用时间、箱量、钢丝绳磨损后的直径等标准综合判断, 才能充分利用钢丝绳的使用价值。

钢丝绳的检查因不同的设备而有所不同, 应根据钢丝绳的绕法和桥吊频繁作业的范围来判断钢丝绳中最薄弱的位置, 起升绳一般在前门框横梁前后15 m的范围内, 让桥吊动作来检查钢丝绳, 一般直径最小、断丝数最多的绳段在这里就能查出;而牵引绳则在主小车处于最前端和最后端时钢丝绳最细。

钢丝绳的直径检查是用游标卡尺在最细的钢丝绳段测量股和股之间的距离, 取多点测量后平均后得出;断丝数按1根粗丝折算1.7根丝细计算;其他参数如使用时间和箱量则靠记录和统计得知。另外, 严重塑性变形或其他严重损伤的必须马上更换。

2. 钢丝绳的更换

钢丝绳的更换标准详细参照国标, 其中起升绳的更换标准可适当放宽。钢丝绳的更换是起重机维护量最大的工作项目, 在起重机维修成本中占很大部分并且关系到设备的安全使用, 因此更换钢丝绳标准必须足够准确, 才能在成本和安全之间达到平衡。

(1) 起升和小车牵引绳。公司2004年之前全部使用日本制造的钢丝绳, 柔韧性较好、残余应力小、质量比较稳定。一般要求磨损达到7%时更换。实践中发现, 小车牵引钢丝绳按照这个标准更换比较准确, 一旦超过, 钢丝绳破断可能性就很大;对起升绳, 一般是延长到10%更换, 这时偶尔会出现断丝, 但断丝数均在允许范围内, 而当磨损超10%之后, 钢丝绳强度急剧下降, 不能再继续使用。2004年之后, 钢丝绳全部采用国产绳。国产绳和进口绳的性能明显不一样, 国产绳表面硬度较大、柔韧性较差, 钢丝绳制造时的残余应力比较大、容易打结, 这点从钢丝绳更换时就可以明显看出。国产钢丝绳在使用中磨损不明显而断丝明显, 因此国产钢丝绳的更换主要按照断丝数进行。

公司的国产小车牵引绳在1#、2#、3#桥吊上试用过, 直径16 mm的绳, 一般使用3~4个月就达到更换标准, 即断丝数量达到更换标准;进口绳一般可达到10~12个月。因此, 建议小车牵引绳 (小直径绳) 采用进口。

(2) 俯仰钢丝绳。俯仰钢丝绳因为工作量不大, 因此磨损量也不大, 直径减少量很小, 其损伤主要是疲劳和锈蚀。

公司所有桥吊的俯仰钢丝绳均换过, 经过对钢丝绳的观察、解剖对比, 积累了一些使用经验。对各桥吊俯仰绳进行几次专项检查, 1#、2#曾因意外损伤有断丝, 4#、5#因使用时间长有断丝, 6#、7#使用5年没有断丝。因为俯仰钢丝绳的特殊性, 建议对俯仰钢丝绳的更换标准进行规定, 根据使用经验, 俯仰钢丝绳使用寿命可定在7年。

如4#、5#的俯仰钢丝绳从1994年开始使用到2005年更换, 使用周期约为10年, 断丝数符合更换标准 (后来均采用7年一换的标准) , 断丝位置在梯形架上的钢丝绳固定头与前大梁上的第一个滑轮之间, 这段钢丝绳是俯仰钢丝绳的盲点, 它不通过任何滑轮, 处于静止状态, 因为位置比较特殊, 平时检查、润滑不到, 所有的桥吊都有这样的问题。

2012年公司更换了10#桥的俯仰钢丝绳, 截取前大梁挂钩时第一个滑轮之间的一段钢丝绳并解剖拍照 (图3) , 状态比较好, 该钢丝绳为进口绳, 共使用7年, 从实际使用情况看, 采用7年一换的标准比较安全和经济。

(3) 钢丝绳的润滑保养。钢丝绳的使用寿命与钢丝绳的润滑保养密切相关, 钢丝绳在工作时与滑轮等接触并有相对运动, 产生摩擦, 对钢丝绳钢丝产生磨损, 加油后降低绳与卷筒和滑轮的摩擦同时降低钢丝绳内部摩擦, 从而降低钢丝绳的磨损, 延长钢丝绳的使用寿命。钢丝绳一般在露天使用, 日晒雨淋会使钢丝绳腐蚀。涂油后阻断电锈蚀介质和钢丝绳接触, 可以有效减少钢丝绳锈蚀, 减少钢丝绳的表面应力集中, 防止钢丝绳强度降低。

(4) 钢丝绳润滑油性能的一般要求。附着力强, 能克服钢绳高速运动甩油、滴油现象;润滑性好, 始终保持钢丝、股绳间处于良好的润滑状态;防锈性好, 能有效延长钢丝绳的使用寿命;通用性强, 适应多种用途钢丝绳和宽广的温度范围。

公司在6#桥吊做过试验, 在4条起升绳上涂不同品牌的润滑油 (分别为鹰牌、超化、安致) , 观察使用效果。根据试验结果, 目前采用超化牌润滑油性价比较高。根据有关资料, 钢丝绳最初的含油量可维持寿命的40%。但实际使用中是根据实际情况定, 一般在使用2个月后, 钢丝绳最初的表面含油量即干枯, 钢芯绳则变短, 一般只有1个月左右, 表面就很干了, 其后如不加油则出现断丝的可能性很大。

目前, 在钢丝绳更换的第一个月不涂润滑油, 依靠钢丝绳自身的含油量维持润滑, 第二个月开始保养, 根据作业情况, 一般可以维持3~4个月, 一台设备的钢丝绳一般共做3次润滑, 随着润滑次数的增多, 钢丝绳表面的润滑油结皮现象增多、效果变差, 这时钢丝绳也到达使用寿命后期。如果润滑油容易结皮, 只涂一次油便结皮严重, 会影响后续润滑, 明显影响钢丝绳的使用寿命和检查。因此, 选择润滑油的标准, 除了价格外, 是否容易结皮也是一个容易判断的重要标准。

3. 钢丝绳的国产化

钢丝绳的国产化同其他配件国产化一样, 都是公司精细化管理和成本控制的需要, 进口配件供货周期长、不一定完全符合实际需求, 国产配件质量和工艺不断提高, 部分配件性价比甚至超过进口配件, 供货周期短, 因此国产化是一条必由之路。

公司海天码头的桥吊使用的钢丝绳2004年实现了国产化, 由于该码头的桥吊品种规格较多, 相应使用的钢丝绳品牌、规格也较多。对比了钢丝绳的使用情况 (起升绳) , 每米国产钢丝绳是日本进口钢丝绳价格的57%, 但使用寿命是进口钢丝绳的70.34%, 因此国产钢丝绳是可以替代日本进口钢丝绳并且在性价比上存在优势, 但国产钢丝绳质量稳定性不佳, 具体使用时需要注意, 特别在其使用寿命后期更应倍加注意, 需加强日常巡检工作。

目前国产钢丝绳用于桥吊起升和俯仰机构, 起升更换主要按照断丝数更换, 更换时钢丝绳的表面磨损情况还比较好, 这是区别进口绳的一个特点, 应加以注意;俯仰绳因磨损和断丝都不明显, 其失效主要为锈蚀, 更换主要按照年限更换。小车绳根据实际使用情况, 考虑安全, 仍然采用进口钢丝绳。

四、结论

钢丝绳的几种损伤形式及相应预防措施以及基于多年的使用经验, 对岸桥钢丝绳的润滑保养进行总结。随着国内生产技术的提高, 国产绳的质量有了很大提高, 对比国产和日本产的钢丝绳的使用情况, 大直径钢丝绳的性价比已经超过进口绳, 因此公司现在使用的大直径钢丝绳已经全部采用国产绳, 但是国内的细钢丝的生产水平和国外仍有差距, 实际使用也不理想, 因此小直径钢丝绳仍然使用进口绳。

摘要：钢丝绳是起重设备中的重要部件, 其安全使用是起重设备的重中之重。分析钢丝绳几种主要的损伤方式以及相应的简单预防方法, 并对厦门集装箱码头集团有限公司海天码头钢丝绳的使用进行了总结, 最后对岸桥钢丝绳的国产化提出相关建议。

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