淺析起重機的滑輪輪槽磨損問題及檢驗檢測策略

孫亮亮

【摘 ?要】滑輪作為起重機重要的部件，被廣泛應用于起重機械上，然而滑輪在企業各種工況環境下出現壓痕磨損、大變形等問題，長期困擾著很多企業，滑輪磨損變形引起的安全事故給企業的生產工作及財產造成了嚴重的損失。基于此，筆者對起重機產生滑輪壓痕磨損的原因進行分析，并提出提高滑輪疲勞壽命和防止滑輪大變形的一些措施。

【關鍵詞】橋式起重機;滑輪繩槽;壓痕磨損;疲勞壽命

隨著現代工業生產的持續發展，起重機的使用越來越廣泛，作為起重機的重要結構，滑輪輪槽磨損會直接影響起重機的正常運作，對起重機使用安全造成影響。當起重機處于工作狀態時，滑輪組會受鋼絲繩拉力作用，達到一定時間后便會產生疲勞磨損，且會不斷加重直至斷裂，進而影響起重機正常起吊。所以分析起重機滑輪輪槽磨損程度，有助于制定合理的防治方案。如果起重機滑輪輪槽磨損問題因沒有得到重視而不斷加劇直至損壞，不僅容易影響起重機運行質量和效率，還可能埋下安全隱患，引發安全事故，因此必須借助合理有效的檢驗檢測技術及時發現解決問題。

一、起重機滑輪的工作機理

滑輪系統作為起重機運行的重要組成部分，對于起吊重物起著關鍵作用。通常情況下，可以將滑輪系統分為定滑輪、動滑輪和滑輪組。從本質上分析，定滑輪的工作機理就是等臂杠桿，起到杠桿作用和傳動力作用，其出現的動力、阻力與滑輪半徑相同，可以改變力的方向。根據杠桿平衡原理我們能夠了解定滑輪并不省力，主要是起到整個系統的協調作用。動滑輪的主要運行機理就是調整動力臂和阻力臂間的二者關系，這樣就能夠降低力的消耗量。動滑輪從本質上來說就是動力臂為阻力兩倍的杠桿，這樣理論上就可以降低50%的力，但需要改變滑輪的距離，通常情況下多延伸出一倍的距離。而滑輪組主要利用鋼絲繩來升降物體，雖然通過滑輪組能夠有效降低起重的時間，但也加大了重物的移動距離，所以起重機的吊梁才會設置的較長。因此我們可以把滑輪理解為是杠桿的一種變形，是一種典型的杠桿類施工機械，應用滑輪組不僅能夠大大節省升降力度，還能夠改變方向。在實際應用過程中主要是將一定數量的定滑輪和動滑輪進行多元化組合來形成最優配置，從而構成有效的滑輪組，在起重機工作時得到十分重要的作用。

二、引起起重機滑輪輪槽磨損的主要因素分析

2.1接觸循環應力過大或超過滑輪疲勞壽命

所謂的滑輪疲勞壽命是指當接觸體發生滾動或者相對滑動時，相應循環應力會逐漸增大直至超過材料疲勞強度，進而生成裂紋并繼續擴展最終造成斷裂。滑輪組磨損包括萌生、擴展和斷裂三個發展階段，故對滑輪疲勞壽命進行分析時可從下述幾點著手：首先是處于不同接觸力情況下的滑輪疲勞循環次數;其次是當滑輪淬火層存在磨損時，不同接觸力情況下的疲勞循環次數，此時滑輪槽會產生壓痕，并且在鋼絲繩壓力作用下因摩擦會造成輪槽中凸起位置逐漸磨平直至光滑;再次，計算初裝滑輪的疲勞使用壽命;最后，經鋼絲繩磨平后的滑輪淬火層再次存在壓痕時間。

2.2滑輪輪出現塑形形變，輪槽壓痕失效

滑輪壓痕在鋼絲繩作用下被磨平后，往往需要一定時間才會再次出現壓痕，并當達到某種程度后便會失效。這是因為滑輪輪槽受到的力不是一次性的，而是循環作用的，這樣的話便會出現塑形形變，同時輪槽表面還會留下印痕，且輪槽表面因經常性循環重復受力開始硬化或者軟化，此時塑形形變逐漸蔓延至同一平面多處位置，最終形成一塊滑移帶。另外，起重機的工作過程和特點決定了物體起吊時的搖動情況，同時與該動作相關的鋼絲繩與滑輪會形成一定擺動，若其接觸輪槽表面發生摩擦，就會導致輪槽磨損;加上起重機具有調轉方向功能，可進一步加重滑輪輪槽磨損程度。

三、防范或減少起重機滑輪輪槽磨損的有效措施

3.1加強鋼絲繩與滑輪的接觸應力，合理控制鋼絲繩吊運加速度，

通過對鋼絲繩和滑輪的作用機理研究可知，由于起重機在實際工作中，滑輪槽底部會承受到非常大的應力，并且在鋼絲繩的交變作用下，導致滑輪槽出現疲勞磨損問題，從而形成滑輪壓痕。因此，需要作業人員在實際操作過程中，能夠降低滑輪槽表面的接觸應力，并根據表層安裝以及鋼絲繩直徑襯墊更換調整，來對整個滑輪組系統進行改良工作。這樣就能夠進一步加強鋼絲繩和滑輪的接觸應力，減少與滑輪槽之間的摩擦。另外，在起重機實際應用過程中，需要控制加速度，這樣能夠有效降低滑輪承受的沖擊負荷，并且能夠在吊運過程中降低點動操作頻率，從而降低滑輪、鋼絲繩與輪槽的摩擦系數。

3.2保證鋼絲繩和滑輪槽的潤滑，降低絕緣受損

通過分析滑輪槽表面磨損機理可以發現，待到滑輪槽出現磨損之后，由于磨損掉落下來的雜質會融入到潤滑脂當中，這樣就會提高鋼絲繩和滑輪槽之間的阻力，從而提高磨損程度，基于此，可以在磨損程度達到一定標準后，及時更換潤滑脂，這樣就能夠有效降低磨損消耗。只有在日常工作中，定期進行檢測，才能保證電解槽絕緣不會受到破壞。同時，還要重視電解槽周絕緣破損的及時修復工作，減少絕緣缺損對電解槽接地的影響。

四、起重機滑輪輪槽磨損的檢驗檢測策略

要想提高起重機滑輪輪槽磨損檢驗檢測效果和水平，必須以切實合理的實施方案為基礎和參考，其中準確掌握滑輪輪槽磨損程度至關重要。在滑輪組正常的情況下，通過人力就能夠掰動滑輪，如果用手無法掰動滑輪，則說明磨損比較嚴重。需要定期對軸上的潤滑油槽和油孔中雜質進行清除，分析油孔和軸承間隔套上的油槽是否安裝正確。起重機滑輪輪槽磨損檢驗檢測不能盲目進行，既需要 遵守相關規定、參考檢測方案，又要掌握其中的檢測要點，如果在檢查過程中發現滑輪上出現裂痕問題，需要及時更換滑輪或不再使用，否則容易造成嚴重的意外事故。檢測滑輪槽和繩徑之間的比例關系，通常情況下滑輪槽直徑在繩徑的1/3以內。起重機零件安裝工作必須要按照相關標準進行。對起重機各個滑輪進行清理工作，觀測滑輪的具體磨損狀況，如果部分滑輪出現磨損問題但不至于報廢，則需要時刻關注滑輪的使用狀況，一旦磨損加劇則需要立即更滑滑輪。同時，有些滑輪需要重鑄再投入運行，如果是鐵質的滑輪出現裂縫問題則不能進行焊接再使用，需要直接報廢，這樣才能夠全面發揮滑輪組的積極作用，同時也能夠為起重機工作情況提供有效依據。在滑輪組檢測過程中，需要保障滑輪和鋼絲繩的接觸靈活性，并在二者的表層具備一定的潤滑效果。同時，也要保障輪槽的平滑度，輪槽內不能出現裂紋問題，鋼絲繩不能有所損害，其磨損程度也必須要在允許范圍內，否則立即更換。

五、結束語

綜上所述，近年來起重機在工業生產中的應用愈加廣泛，作為一種重要的運輸電氣設備，在實際應用需要承載著大量負荷。起重機滑輪系統作為實現起重功能的關鍵，但由于起重機使用環境惡劣，所以會提高起重機的受損程度，特別是滑輪輪槽磨損問題，需要特別關注和注意。通過熟悉了解了起重機滑輪輪槽的磨損因素，可以采取相應的檢驗檢測技術措施進行防范或者減少滑輪輪槽的磨損，保障起重機的安全正常運作。

參考文獻：

[1]滑輪直徑對鋼絲繩壽命影響研究[D].胡茂.港口科技.2018（05）

[2]淺談起重機的設計與制造[J].郭學玲.科技創新與應用.2018（26）

[3]鋼絲繩的疲勞行為特征與損傷機理研究[D].廖紅衛.金屬制品.2019（03）

（作者單位：廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院）