對客運索道鋼絲繩的深入研析

孫銘揚，蔡進，楊武元

（云南省特種設備安全檢測研究院，云南 昆明 650228）

客運索道，是指動力驅動，利用柔性繩索牽引箱體等運載工具運送人員的機電設備，包括客運架空索道、客運纜車、客運拖牽索道等。其中，客運架空索道分為往復式客運架空索道和循環式客運架空索道，客運纜車分為往復式客運纜車和循環式客運纜車，客運拖牽索道分為低位客運拖牽索道和高位客運拖牽索道。這一設施主要運用在城市交通運輸、旅游觀光游覽中，是通過繃緊鋼絲繩來承載和牽引吊椅、吊廂等運載工具的運輸設施。由此可見，鋼絲繩的質量往往就決定了客運索道的質量，并成為保障乘客人身安全的關鍵部件。隨著我國第三產業旅游業的發展，2017 年年底，我國的客運索道已經達1000 多條，其中主要分布在各大山岳型旅游景點中，作為該風景區主要的交通工具。同時，客運索道也正向著線路更長、落差更高、載客量更大的方向發展，這對鋼絲繩的結構、性能、質量都提出了更高的要求。

1 客運索道鋼絲繩的類型

客運索道鋼絲繩主要可分為三類。

第一類是用作載客吊廂、吊椅等承載索的鋼絲繩。它一方面承載吊廂、吊椅等載客工具，另一方面，還要方便嵌輪在其上面滾動行走。這類鋼絲繩要求使用全部由鋼絲捻制而成的密封型鋼絲繩，不允許使用帶有任何類型的纖維芯以及不允許敞開式螺旋型的鋼絲繩，以保證承載索鋼絲繩有足夠高的抗拉強度和韌性，從而使得乘客的生命安全得到保障。

第二類是使得客運索道得以運行的牽引索、平衡索和運載索。盡管這三類索道擁有不同的名字，具體功用也不同，但這三種索道都是為了保證客運索道得以運行，將其合并為一類。這一類索道對鋼絲繩的要求是抗彎曲和耐磨損，小直徑的該類型索道通常使用西魯型鋼絲繩，大直徑的使用填充型鋼絲繩。

第三類是專用于索道重錘拉緊的張緊索。這類型索道對鋼絲繩的要求與承載索完全相反，它要求鋼絲繩特別耐彎曲、撓性強。并且由于它與前兩類不一樣，通常不在露天使用，對耐腐蝕性的要求沒有前兩者那么高。

2 客運索道鋼絲繩的要求

2.1 鋼絲繩的伸長與強度

客運索道通過繃緊承載索，通過拉力使吊廂懸于空中，這一拉力會使得鋼絲繩有所伸長，其中伸長分為彈性伸長和永久伸長兩種。鋼絲繩的伸長量與鋼絲繩選用的內芯、鋼絲材質、捻制方式等有關。由于鋼絲繩的伸長會帶來客運索道維護的困難，所以業界對于鋼絲繩伸長量的要求都是越小越好?？嚲o帶來的另一個問題是鋼絲繩的強度問題，即鋼絲繩的破斷拉力，也稱作鋼絲繩的抗拉強度?？估瓘姸鹊奶岣呖梢允沟娩摻z繩的抗磨損和抗擠壓能力同時得到提高，但會同時降低鋼絲彎曲后的抗疲勞能力，所以業界通常根據鋼絲使用的場景和用途有不同的要求，承載索通常是疲勞載荷，所以承載索對抗拉強度的要求較低，而牽引索等對抗拉強度的要求會更高。

2.2 鋼絲繩的潤滑和摩擦系數

客運索道在其沿線會設置支架，支架上設置驅動輪，驅動輪能驅動鋼絲帶動吊廂等載客工具移動，鋼絲繩在經過驅動輪的時候會有摩擦，一方面要保證鋼絲繩的潤滑，減少摩擦磨損，提高鋼絲繩的使用壽命，另一方面也需要有一定的摩擦系數，保證其防滑的性能，才能實現運載乘客的目的。而影響鋼絲繩潤滑和摩擦系數的重要因素的是繩芯和潤滑油。如使用優質的鋼絲繩芯，可以減少甚至不需要添加潤滑油，如使用較好的鍍鋅鋼絲繩，一方面保護環境避免滴油污染，另一方面可以保證使用壽命的前提下，提高摩擦系數以使得驅動輪能正常工作。又比如使用優質的潤滑油，一方面潤滑油可以減少鋼絲間的接觸摩擦力，另一方面優質的潤滑油可以減少鋼絲繩收到腐蝕的情況，提高使用壽命。

2.3 鋼絲繩的振動與反彈波

在索道運行過程中，會有許多因素導致鋼絲繩上某一端產生振動，而這一振動會傳遞到繃緊的鋼絲繩的另一端，再如此往返，若干次后恢復平靜，又稱為反彈波，少量的反彈波問題不大，但由于索道運行過程中，各游客的行為往往是不可控的，即便是正常轉身移動都會產生較大的振動，多個吊廂或吊椅發生振動時，一同產生的振動有可能會導致索道無法正常工作。對比，一方面可以更換有較高不圓度的驅動輪和導向輪等配件，另一方面增加防震阻尼，降低振動。另外根據反彈波速度公式，降低索道鋼絲繩拉力和提高鋼絲繩重量都能在一定程度上減少振動及其反彈波。

3 客運索道鋼絲繩的應用

3.1 鋼絲繩的使用

在選定適合的鋼絲繩后，合理地使用能有效地提高鋼絲繩的使用壽命。首先，驅動輪、導向輪、托壓索輪等要有合理的直徑，這樣鋼絲繩在其中能形成較為合理的折角，能一定程度減少其多次彎曲形成的疲勞載荷。其次，抱索器要有合理的夾緊力，抱索器夾緊鋼絲是為了讓索道能有爬坡能力，這是要求抱索器有一個最低限度的夾緊力，但這個夾緊力并不是越高越好，因為過度的夾緊力會夾傷鋼絲繩，鋼絲繩的壽命也會因此而減少。最后，最小鋼絲繩張力要合理。鋼絲繩在承載吊廂、吊椅等的時候，必然在該處會形成一個折角，為了索道能較好地工作，也為了有利于延長索道鋼絲繩的壽命，必須保證其有著合理的最小鋼絲繩張力。

3.2 鋼絲繩的維護

鋼絲繩的維護主要是指定期的潤滑，維護的目的是提高鋼絲繩的壽命和提供索道試用期間的安全保障。潤滑能使得鋼絲繩的表面和縫隙中有保護油膜，一方面這一油膜首先可以減少鋼絲之間的摩擦磨損，提高其使用期限，另一方面，油膜使得鋼絲繩與空氣水分隔絕，能有效防止鋼絲繩氧化、受潮以及接觸到腐蝕物遭到侵蝕。對維護鋼絲繩的潤滑油也有一定的要求，根據潤滑油的功能，一方面要求潤滑油能夠形成油膜并黏附在鋼絲繩表面和縫隙間，另一方面，是潤滑劑本身不存在腐蝕鋼絲繩的可能，最后是其相對不容易滴落造成污染，也不容易揮發使得保護效果降低。

3.3 鋼絲繩的檢查

為了維護索道乘客的生命安全，鋼絲繩的日常檢查是必不可少的。首先是日常運行中帶來的鋼絲繩的磨損，其次是雨季、海邊等水分充足、腐蝕性較強的情況上對鋼絲繩帶來的腐蝕損壞也是一大問題。檢查分為兩類，一類是目測檢查，這種檢查方法屬于日常檢查，檢察人員檢查鋼絲繩通過目測檢查鋼絲繩是否有斷絲、松動等異常現象，還有在驅動輪、導向輪等地方檢查是否有滑動等情況。另外由于鋼絲繩的伸長問題，還需檢查鋼絲繩的伸長量、直徑變化等，看是否有超出鋼絲繩本身安全的伸長量范圍。另一類是無損探傷檢查，這一檢查是彌補目測無法檢查到的鋼絲繩內部的問題，無損探傷可以通過超聲波、電磁法等方法對鋼絲繩內部進行探傷，當鋼絲繩某一部分出現損壞時，鋼絲繩該處的磁場會有不同，就能及時發現鋼絲繩存在的問題。

4 客運索道鋼絲繩的發展

改革開放40 多年來，我國經濟結構慢慢轉向第三產業，其中旅游業尤為突出。另外扶貧工作中幫助部分貧困地區脫貧的一大方法便是開展旅游業。為此不難推測，未來旅游業的發展必然獲得良好發展。而旅游業的發展也會為客運索道的發展帶來新的推動力，促進客運索道的發展。而關于客運索道鋼絲繩的發展趨勢，本文從以下3 個方面進行推測。（1）數量上增加?？瓦\索道的增加帶來鋼絲繩數量的增加，近年來，我國客運索道的數量早在2017 年便突破了1000 條，未來還有繼續增加的趨勢，同時，索道的運維帶來的鋼絲繩的更新，也為鋼絲繩行業的發展帶來了生機。（2）規格上以西魯型為主，直徑大約分布在30.5～42.5mm。這一預測依據現有客運索道鋼絲繩推測而得，在鋼絲繩工藝未獲得突破性改變的基礎上，現在市場主要需求和供給的鋼絲繩仍以這些為主。（3）以提高鋼絲繩質量為改進方向。隨著世界范圍內對客運索道鋼絲繩的要求越來越高，性能、環境保護等成為日益關注的重點，提高鋼絲繩質量主要指滿足如今對鋼絲繩更耐用、更防腐蝕的要求的基礎上，改進滴油污染的問題。

5 結語

我國的旅游資源十分豐富，并且仍有較大發掘空間，即該行業還有較高的天花板，客運索道仍有很高的市場潛力。隨著經濟和我國旅游業的發展，客運索道必然會得以高速發展，而在客運索道中有著關鍵地位的鋼絲繩，也必然迎來巨大的機遇和挑戰。我們必須總結已有的技術和經驗，對質量嚴格把控，不斷提高相關產品的技術含量和質量，做好迎接未來挑戰的準備。