クレーンの脆弱な部分の損傷と防止——ワイヤーロープ
Apr 26, 2023
クレーンの脆弱部分の損傷と防止 - ワイヤーロープ
鋼線ロープ機械で一般的に使用される柔軟な力伝達コンポーネントです。 クレーンに使用されるスチールワイヤーロープに関して言えば、仕様や種類が多く、使い方も比較的複雑です。 近年、これに起因する特殊かつ重大な揚重機事故が時折発生しています。
数あるクレーンのワイヤーロープの損傷の種類から予防と治療方法をお話ししましょう。
1. 消耗
摩耗はワイヤ ロープの最も一般的な損傷現象であり、一般に、外部摩耗、変形摩耗、および内部摩耗の 3 つのタイプに分けられます。
①外部摩耗潤滑
鋼線ロープの使用中に、その外周が滑車溝の表面、ドラム壁、フックヘッドなどと接触し、外部摩耗を引き起こし、ロープの直径が細くなり、細い鋼線が外周面を平らに研磨することで、荷重を受ける鋼線の断面積を減らします。 それに応じてワイヤロープの破断荷重も軽減されます。
1 週間の摩耗は全周の摩耗よりも深刻であり、1 週間の摩耗は可能な限り 1 週間の均一な摩耗に変更し、ワイヤ ロープの全長内で均一な摩耗を達成する必要があります。 使用途中でヘッドを交換すると、ワイヤーロープの寿命が30%～40%伸びます。
②変形摩耗
振動や衝突によるワイヤロープの表面損傷は局部摩耗現象です。
例えば、ドラム表面のワイヤーロープが他の物にぶつかったり、巻き上げワイヤーロープ同士が絡まったり、プーリーとドラム中心部のたわみによりロープが食い込む現象が起こります。ワイヤーロープの変形や摩耗。
③内部摩耗
使用中、鋼線ロープの曲げにより、内部の細い鋼線が相互作用して滑りが生じ、ストランド間の接触応力が増加し、隣接するストランド間の鋼線が局部的なへこみと深いくぼみを生成します。 繰返し伸びと曲げを繰り返すと深い窪みに応力集中が生じて破断することがあり、これが内部摩耗となります。
通常、細い鋼線の表面にかかる圧力は、鋼線ロープにかかる圧力に比例します。 同じ張力下では、圧縮領域が異なるため、単位面積あたりの圧力も異なります。
面圧摩耗の観点からは、鋼線ロープは点接触より線接触の方が有利であり、線接触より面接触の方が有利です。 したがって、線接触または面接触のワイヤロープを選択することは、内部摩耗を減らす効果的な方法です。
また、ワイヤロープの曲がり具合や移動速度も内部摩耗に影響を与えます。
2.疲労
使用中、スチール ワイヤ ロープは、主に曲げ疲労と、伸び、ねじれ、振動による疲労に耐えます。
①曲げ疲労潤滑
鋼線ロープは、何度も曲げたり、滑車やドラムを回ったりすると、鋼線が疲労し、靭性が低下し、やがて断線してしまいます。
疲労断線は、通常、ストランドの屈曲度が最も激しい側の外側の鋼線に発生します。 通常、ワイヤーの疲労による断線の出現は、スチール ワイヤー ロープが使用の終わりに近づいていることを意味します。
②伸び、ねじれ、振動による疲労
クレーンに束ねられたスチールワイヤロープは、発進・制動の始めと終わり、荷重を受ける前後で変化する引張応力が金属疲労の原因となります。 また、スチールワイヤロープはねじれや振動を受けることが多く、疲労の原因にもなっています。
疲労損傷の原理は、さまざまな応力の作用下で、さまざまな滑りにより細い鋼線の表面に初期亀裂が形成され、亀裂の先端がせん断応力の作用下で破断するまで塑性変形と拡大を繰り返すことです。
疲労による断線の破断は一般に平坦であり、そのほとんどは非常に規則的な表面の鋼線に現れます。
疲労による損傷を防ぐ主な方法:
1 つは、条件が許せば、リールとプーリーの直径を可能な限り大きくすることです。
2つ目は、滑車のレイアウトを整える際にワイヤーロープの逆曲がりを避けるためです。 テストでは、逆曲げの損傷は、同じ方向への曲げの約 2 倍であることが示されています。
3つ目は、WS、TX、その他のワイヤートロリワイヤーロープなど、可能な限り構造の良いスチールワイヤーロープを選択することです。
3.さび
スチール ワイヤ ロープは一般的に屋外で使用され、特に有害なガスや過酷な環境では、太陽や雨によって腐食されます。
損傷した鋼線ロープの表面は酸素親和力の違いにより、多数の小さな電池が形成され、円形の腐食孔が多数形成され、徐々に深くなっています。 このピットが応力集中点や疲労亀裂の元となります。
同時に、腐食によりワイヤーロープの断面積が減少し、弾力性と耐衝撃性が低下します。
ワイヤ ロープの腐食による損傷を防ぐには、次の 2 つの方法があります。
1 つは頻繁にオイルを塗布することです。
第二に、過酷な環境で使用され、比較的動きの少ない鋼線ロープには、亜鉛メッキ鋼線やアルミニウムメッキ鋼線などの特殊鋼線ロープが選択されます。腐食を効果的に防ぎます。
4.変形
ロープ断線事故の多くは、鋼線ロープが事前に変形・破損したものの、十分な再発がなく、大惨事に至ることが原因です。 変形の主な原因は次のとおりです。
①トラウマ
外傷は、運転中のワイヤロープと他の機器との異常な接触によって引き起こされます。
最も明らかなトラウマは、スチール ワイヤ ロープが滑車に滑り込み、ドラムのバッフルから飛び出すことです。 その結果、数十メートル、場合によっては数百メートルの鋼線ロープが部分的な破砕によって廃棄されます。
外傷防止の鍵は、クレーン設備の改善です。 プーリーには、信頼性の高い滑り止め溝の保持リングが装備されている必要があります。 止め輪とプーリの外輪との隙間は、ワイヤーロープ径の1/5以下にしてください。 飛び出しバッフルは、きつく巻くと潰れてしまいました。
②つぶす
スチールワイヤーロープがリールに巻き上げられた後、互いに転がり、クラッシュ現象が発生しやすく、操作中にきしみ音が発生し、一部にワイヤーが切れたり平らになったりした跡があります。 .
予防策は、設計仕様に従ってプーリーとリールの間のたわみ角度を選択し、必要に応じて、巻き上げ機構にロープの引き手またはロープの押し付け装置を取り付けることです。
③キンク
局所的なねじれ後の鋼線ロープの永久変形はキンクと呼ばれ、ねじれの方向は鋼線ロープの回転方向と一致します。これは正のねじれと呼ばれ、それ以外の場合は負のねじれと呼ばれます。
通常のスチール ワイヤ ロープは自転します。 束ねずにストランドの端部に張力をかけると、ストランドは逆撚り方向に回転し、それがキンクを引き起こす内的要因です。
次の対策を講じて、よじれを防ぎます。
1 つは、重要な吊り上げ装置に回転しないワイヤ ロープを使用することです。
2つ目は、ワイヤーロープの自由端にローターをセットすることです。
3つ目は、キンクの兆候があればすぐに運転を停止し、回復を解除することです。
5. ロープを噛む
ワイヤーロープのロープ噛み込み現象は、一般に多層巻きの巻き上げドラム、特に溝のある二層巻きの巻き上げドラムで発生します。
多層巻きリールのロープ噛み込み現象を完全になくすことは困難ですが、巻き取り工程における鋼線ロープの軸方向変位方向を正しく選択するなど、その悪影響を軽減するためにいくつかの対策を講じることができます。 2層目のスチールワイヤーロープが食い込み現象を起こしているかどうかが大きく関係しています。 大きい。
リールのスチール ワイヤ ロープの最初のいくつかのコイルは頻繁には使用されないが不可欠であるという特性に従って、スチール ワイヤ ロープのこれらのコイルはドラムの片側に巻くことができ、作業頻度の高い重負荷セクションを使用できます。ワイヤーロープの接触状態を大幅に改善し、ロープ噛み込み現象を解消。
多層巻きのスチール ワイヤ ロープの場合、新しいスチール ワイヤ ロープを意識的に 2 ～ 3 ターン延長し、その後、定期的に端から半ターンを切断する規則的な切断方法を採用することもできます。ワイヤーロープがノードで壊れないように、状況に応じてロープを張ってください。 ダメージが速すぎる。
さらに、ドラム上のスチール ワイヤ ロープ全体の積載状況に応じて、可変セクション ドラムが使用され、スチール ワイヤ ロープの耐用年数を 4 ～ 5 倍に延ばすことができます。
6.過負荷
ワイヤーロープは荷重が増えると若干伸び、弾性限界を超えるとワイヤーロープが切れる場合があります。
過負荷で切れたワイヤーロープの破断がゆるい。 6本のワイヤーロープの破断位置がほとんど揃っておらず、ロープ芯が露出している。 これが過負荷によるワイヤロープの破断の特徴です。
ワイヤーロープの過負荷を防ぐために、次の対策を講じる必要があります。
① 安全率を正しく選定し、プーリやドラムの大径化による曲げ荷重の低減、ドライバーの操作性の向上による動荷重の低減など、静荷重以外のワイヤロープへの影響の低減に努めるクレーンのレベルと性能の向上、プーリーの調整、溝の形状、摩擦抵抗を減らすための補助潤滑油など。
②安全運転規則を厳守し、人為的な過負荷を防止する。
③ 荷重計、過負荷リミッタ、警報器を本体に取付けてください。天井クレーン過負荷現象を予測します。
上記の 6 つの基本的な損傷タイプに加えて、高温放射、性能指標、ワイヤ ロープの直径とねじり形状が寿命に影響します。
