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摘要：桥式抓斗卸船机是一种具有高生产率的特殊卸船机，在我国沿海和沿江地区得到了广泛的应用。它在能源、电力、冶金、港口等行业的高速、稳定、收集效率和滚动发展过程中起着重要的作用(特别是散货散货中心)。本文分析了提高卸荷机起闭钢丝绳使用寿命的途径。
关键词：抓斗卸船机；钢丝绳；结构
钢丝绳中马氏体结构的出现是导致钢丝绳寿命缩短的原因。桥式抓斗卸船机主要由行走机构、钢丝绳缠绕系统、连接系统、电气控制系统和钢结构组成。钢丝绳缠绕系统是由汽车运行机构、升降开闭机构和俯仰机构组成的主要系统。
1卸船机用钢丝绳的工作特点
卸船机用钢丝绳的选择依据：(1)工作环境和设备性能；(2)钢丝绳的失效形式；(3)钢丝绳丝股间的接触状态；(4)滑轮槽的硬度。卸船机用钢丝绳的工作特点如下。
1.1钢丝绳受力状态复杂，主要有拉伸力，钢丝绳绕过滑轮的弯曲力、挤压力、扭转力以及摩擦力等，常有多个力同时作用。卸船机工作的主要特点是抓斗工作循环周期短，钢丝绳需要迅速起升、降落，且伴有横向运行，不时有较大的冲击载荷发生。冲击载荷大多出现在抓斗突然起升、突然降落、开斗、闭斗、小车的突然行走和停止等时刻。冲击载荷不仅会对钢丝绳产生很大的拉伸力，还会加大钢丝绳自身的扭转程度。钢丝绳通常作业在与装卸货船垂直方向有较大倾斜角的状态下，卸船机抓斗伴随货物同时进行垂直、横向、前后空间的快速合成运动，有时合成运动在三维空间同步进行，致使提升钢丝绳受力状态复杂。
1.2钢丝绳使用条件苛刻、工作环境恶劣。港口装卸用钢丝绳多在露天且伴有较大腐蚀气氛及湿度较大或粉尘较多的环境下工作，要求钢丝绳具有较大的结构优势，良好的实物质量及使用性能。
1.3钢丝绳缠绕系统较为复杂。卸船机有节奏、短周期的频繁作业，通常一个作业周期不足一分钟，按设计程序完成散货抓、运、卸等程序，使得钢丝绳缠绕系统较为复杂，并且钢丝绳运行方向改变多且迅速，从而大大缩短了使用寿命。
1.4钢丝绳既要处于良好的润滑状态，又要有效阻隔周围飞扬的煤粉、矿粉细微颗粒，防止其进入钢丝绳的股间隙、钢丝间隙，导致钢丝绳产生其他磨损伤害。要求钢丝绳浸涂的润滑油性能优良、附着力强，且能较长时间处于良好的状态，不足时要及时补充。
2桥式抓斗卸船机钢丝绳使用
钢丝绳的使用寿命与其设计、使用维护等因素有关。关键因素是钢丝绳与卸船机的合理匹配，即钢丝绳的个性设计与生产，或称为符合性设计与生产。相同结构的钢丝绳在不同场合使用，由于决定钢丝绳使用寿命的要因不同，即钢丝绳报废、更换的原因不同，而应该体现出与不同的实物性能指标、捻制参数的合理匹配。钢丝绳在挖掘机和卸船机上使用应体现出相应的性能差距。挖掘机和卸船机用钢丝绳同属重要用途钢丝绳，应符合实践证明，挖掘机用钢丝绳直径偏差完全可以控制在规定的范围内，根据卸船机具体使用工况，已经有用户提出具体高于标准的控制要求。直径36mm钢丝绳用户要求钢丝绳直径不超过37.4mm，即实测直径偏差最大值为3.89%。卸船机用钢丝绳实测直径偏差的合理控制就是具体需要掌握的问题之一。由于不同冲击载荷的作用，以相同工艺技术生产相同结构、不同用途、不同具体使用工况条件下的钢丝绳，其产品的实际使用性能难于控制。国内钢丝绳企业的部分工程技术人员很少有机会亲临港口处理质量异议或在现场对产品进行质量跟踪，难以准确观察、了解、掌握港口卸船机的使用情况，分析、探讨钢丝绳使用中的状态及变化规律，分析钢丝绳失效形式和成因。这种脱离实际情况闭门造车式设计、指导生产出的港口卸船机用钢丝绳，很难会有优异的使用性能和预期的使用寿命。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆要努力缩短国内卸船机钢丝绳与国外同类产品的差距，还有很多的技术难题需要破解，其中包括相同结构钢丝绳在不同使用条件下的特殊设计、生产制造，还有新结构钢丝绳的设计、开发和钢丝绳填塑技术的研究、开发等，这些应该是致力于研发卸船机用钢丝绳的企业聚力关注的焦点。带塑料芯的迪帕特殊钢丝绳一般会抵抗由卷筒绳槽方向决定的错误旋向钢丝绳所带来的反旋转。该类钢丝绳是国内钢丝绳研发的弱项，国内正处于起步阶段，值得重点关注，聚力发展。
3卸船机用钢丝绳常用结构
国内卸船机特别是沿江码头有用18×7结构钢丝绳的实例，由于18×7类钢丝绳自身结构的不稳定性、生产制造的困难性，该种结构钢丝绳可以用于卸船机，但不为钢丝绳生产制造企业推荐。国内沿江码头卸船机用钢丝绳的应用实践证实：18股钢芯钢丝绳是使用较多的一种，由于其组绳的钢丝直径较细，为延长其使用寿命，减缓与滑轮、卷筒及钢丝之间的磨损，可以用钢丝直径较粗的6股钢丝绳或者压实股钢丝绳替代。6×36SW+IWR，6×29Fi+IWR等结构6股钢芯线接触钢丝绳为国内卸船机主用钢丝绳结构。从技术上以及今后的发展角度来看，压实类钢丝绳、多股多丝填塑钢丝绳显示出较大的结构和使用性能优势，在使用寿命上也具有绝对的优势，是卸船机用钢丝绳发展趋势。国内品牌钢丝绳在抗拉强度等指标上不低于进口品牌产品，同时在普通小直径钢丝绳或静态拉索钢丝绳制造上已经走在世界的前沿。但在卸船机用钢丝绳的制造上，产品的疲劳性能和性能稳定性与进口品牌还有差距，特别是压实填塑钢丝绳上还没有能与世界名牌抗衡的产品，这是国内钢丝绳企业需要聚力攻关的课题。进口与国产优质钢丝绳都采用合股前淋油工艺，润滑水平无太大的区别。在海边盐雾环境使用过程中，发现国产钢丝绳表面较易锈蚀，股绳之间结合较为松散，绳体柔性差，经过长距离缠绕或运行抖动后外层钢丝易发生疲劳折损，从而对使用寿命造成一定影响。从使用情况看，同种结构进口钢丝绳使用寿命明显高于国产钢丝绳。从失效形式对比可以看出，进口钢丝绳失效主要为磨损断丝，国产钢丝绳失效形式以钢丝折损为主。
4卸船机用钢丝绳的生产控制
4.1优化抓斗上承梁结构，由于煤堆的形状各种各样，抓斗落在煤堆上如发生倾斜，则松弛的钢丝绳更容易剐蹭抓斗上承梁。如果将抓斗上承梁上容易与钢丝绳剐蹭的部位倒角，可以减少对钢丝绳的伤害。规范甩斗清仓动作在甩斗清理船舱底部边沿物料时，控制甩斗距离，并且在抓取物料的同时通过大车或小车的配合，将抓斗从船舱底部边沿拖拽出一定距离，这样能有效避免易损段钢丝绳与舱口碰撞。
4.2优化小车滑轮布置，减小钢丝绳出绳偏角。起升开闭滑轮错开对角布置，并且将开闭滑轮置于内侧，以便与抓斗开闭绳入绳点对应，起升滑轮放在外侧，正好可以匹配抓斗的承重索位置。滑轮的间距可以根据抓斗承重索位置以及开闭绳入绳点的位置调整，同时保证起升开闭滑轮的出绳点在一条直线上。由于起升开闭滑轮的出绳点在一条直线上，抓斗承重索连接点和开闭绳入绳点也在一条直线上，使得4根起升开闭绳位于同一平面。同时，滑轮间距与抓斗承重索连接点、开闭绳入绳点的间距相同，钢丝绳从滑轮绕出时就没有偏角，不会产生偏磨现象。根据现场采集的数据，这种布置使得钢丝绳易损段的寿命至少提高一倍以上，具有实际意义。
应根据工作环境和设备性能、钢丝绳的失效形式、钢丝绳丝股间的接触状态硬度选择卸船机用钢丝绳。卸船机用钢丝绳生产时应注意钢丝绳与卸船机的匹配，加强钢丝绳生产制造全过程的质量控制，并以备件的形式定尺供应钢丝绳。
参考文献
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[2]缑庆林，曹家麟.海港装卸机械用钢丝绳的选择[J].港口装卸，2016(1):1－6.
[3]缑庆林.不旋转钢丝绳结构特点[J].金属制品，2017(6):16－18.
论文作者:余琪琳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/13
标签：钢丝绳论文; 抓斗论文; 滑轮论文; 结构论文; 使用寿命论文; 直径论文; 性能论文; 《电力设备》2018年第17期论文;