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鋼絲繩散股和“鳥籠”的形成及預防措施

鋼絲繩散股和“鳥籠”的形成及預防措施

每個起重機使用者都會遇到鋼絲繩散股和形成“鳥籠”的情況。這種鋼絲繩的變形通常被解釋為是由于鋼絲繩在沖擊載荷下產生的（甚至在老版本的ISO4309標準中也是如此）。但是在多數情況下這種鋼絲繩散股和“鳥籠”的缺陷是由其他的力學原因造成的，鋼絲繩繞著自身的軸扭轉是產生這種缺陷的最常見的原因。

以圖1和2中的一小段鋼絲繩為例，如果將它的兩端固定，然后在中間部位將其繞著中線扭轉，鋼繩的一端被拉長了，而另一端變短了，其結果是：一邊的外層繩股過長，而另一邊的內層股過長了，如圖3和4所示。

但是起重機械上的鋼絲繩怎么會繞自身的軸扭轉呢？每個滑輪和卷筒都會產生這種情況，當鋼絲繩以一個偏轉角進入滑輪的時候，它是首先與繩槽的側面邊緣接續，然后向下邊滾動，并滑動到繩槽底部的，如圖5所示。在這個過程中鋼絲繩會繞自身的軸扭轉，期間偏轉角越大，鋼絲繩扭轉的角度也就越大。

圖6和7是進入滑輪的鋼絲繩的橫截面示意圖，其中繩槽的開口度都是35° (根據美國標準)，當鋼絲繩以1° 的偏轉角進入時，它與繩槽的接觸點很低，接近繩槽底部，其扭轉角度也非常小，只有5°的偏轉角進入同樣的滑輪時，它將在比較高的部位就與繩槽的側面接觸了，向下滾動后鋼繩扭轉的角度將達到50°。

當然與齒輪在齒條上運動不同，由于鋼絲繩由繩槽側面滾落到槽底的運動是滾動和滑動相結合的過程，因此鋼絲繩扭轉角的大小很大程度上還取決于鋼絲繩和轉盤之間的摩擦系數。

解決辦法1：
潤滑鋼絲繩
最簡單的辦法就是潤滑鋼絲繩，從而降低鋼絲繩和轉盤之間的摩擦系數，經過很好潤滑的鋼絲繩進入轉盤時產生的扭轉比干涸的和銹蝕的鋼絲繩要小很多。

解決辦法2：
用鋼制滑輪代替塑料滑輪
鋼和塑料之間的摩擦系數比鋼與鋼之間的大，因而在同樣的幾何條件下鋼絲繩進入鋼質滑輪時產生的扭轉比進入塑料滑輪小得多，因此塑料滑輪僅適合使用在偏轉角較小的情況下。

解決辦法3：
采用帶有內部塑料墊層的鋼絲繩
擁有內部塑料襯層的鋼絲繩抵抗單根繩股散股和“鳥籠”缺陷的能力比其他形式的鋼絲繩都強。

解決辦法4：
使用繩槽開口度大的滑輪
當繩槽的開口度比較大時，鋼絲繩在與繩槽側面接觸之前就已經進入繩槽比較深的部位了。圖8是一個鋼絲繩以5°的偏轉角進入一個開口度為60°的繩槽的過程的橫斷面示意圖。鋼絲繩與繩槽側面接觸的部位比圖7中的低很多，鋼絲繩的扭轉角也只有25°。由此可見，通過將繩槽的開口度由35°擴大到60°，鋼絲繩扭轉角減小了50%。因此德國標準DIN15061標準中規定轉盤繩槽的最小開口度是45°，開口度達到52°就更好了。

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