溪洛渡电站MQ900B高架门机起升钢丝绳扭转的原因分析及解决方法

王少伟　耿青波　赵亚楠

摘 要：介绍了奚落渡水电站MQ900B高架门座起重机在高扬程作业时，钢丝绳发生扭转的原因和解决方法，以期为后续产品和同类产品的安装使用提供经验。

关键词：起重机；钢丝绳；抗拉强度；扭转

中图分类号：TH213 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.084

文章编号：2095-6835（2015）15-0084-01

溪洛渡电站MQ900B高架门机是在MQ900/30吨门座起重机的基础上开发的变型产品，它是在保持原机型特点单臂架、圆筒门架的前提下，为了适应溪洛渡电站大坝浇筑的需要而改进设计的。该门机的浮动范围为19～45 m，最大起重量可以达到30 t，最大起升高度为120 m。该门机安装完成交付业主使用后，经常会在扬程大于45 m时出现钢丝绳扭转的情况，从而导致钢丝绳磨损严重，影响工作效率。下面主要分析了钢丝绳发生扭转的原因和具体的解决方法。

1 钢丝绳发生扭转的主要原因

起重机所使用的普通钢丝绳在受力时会产生扭矩。扭矩是由钢丝绳的制造方式引起的，先是钢丝螺旋地扭在一起而形成股，然后几股又螺旋地扭在一起形成钢丝绳。当受力后，钢丝和股都会被拉直，但是，在吊装作业时，钢丝绳的端头是固定的，这样钢丝绳内就形成了扭矩。扭矩的存在使钢丝绳有旋转的趋势，当负载质量增加时，产生的扭矩或转动就会增加；当起重高度增加时，钢丝绳转动的趋势也会增加。在多缠绕系统中，各条钢丝绳之间的距离越短，相互缠绕的趋势就会越大，这样就使得钢丝绳发生扭转。

在制造钢丝绳时都会有比较大的内力。一般情况下，钢丝绳在出厂时都会做80%的额定载荷预拉伸处理。现场穿绳时，需将钢丝绳全部放出滚架，以消除内部扭力后再穿钢丝绳。从卷盘卷绕到起升机构上时，如果在卷盘上卷绕的力量没有得到释放，那么，即便是防扭钢丝绳也容易发生缠绕。

滑轮组之间的钢丝绳除了承受垂直力之外，还存在一定的横向水平分力，这样就会产生合成转矩，从而促使这组钢丝绳发生旋转。钢丝绳产生横向水平分力的原因是滑轮组的卷绕方式设计不合理，在卷绕时，定滑轮和动滑轮之间的钢丝绳与垂直方向存在一定的夹角，而该夹角的存在会导致钢丝绳产生水平分力，进而导致动滑轮围绕垂直中轴线发生旋转。

有许多外部因素会直接导致钢丝绳扭转。例如，在吊装过程中，人力或风力等外力推动吊钩转动；司机操作不熟练导致吊钩和重物摆动，使得吊钩旋转；吊钩的穿绕方式也会使得吊钩不平衡，导致钢丝绳扭转等。

2 防扭转的方法

采用防扭钢丝绳是最基本的一种防回转方法。选择优质的不旋转多层股钢丝绳，比如18×7，35W×7，特别是当起重机起升高度比较高时，多层股钢丝绳能有效避免回转的发生。

安装钢丝绳时，要尽可能地将钢丝绳全部拉直放置在地面上，以破除应力。如果因为场地的原因无法全部拉直，则可以更换完毕后在未将钢丝绳两端固定在卷筒上之时，以起升设备上的定滑轮作为支点将两侧的钢丝绳拉直破除应力。

采用防扭装置，如图1所示，可以动态地释放钢丝绳的旋转内力。该装置是一个装有平面轴承的连接器，能够承受拉力而不能承受回转力矩，而被连接的两物体之间可以通过防扭装置相互旋转，从而有效释放钢丝绳的回转内力。

加大钢丝绳固定端与定滑轮之间的距离，如图2所示。加大钢丝绳固定端与定滑轮之间的距离后，固定端会在钢丝绳旋转时出现一个反方向的拉力，从而有效地减少了钢丝绳的回转。

3 结束语

在溪洛渡MQ900B高架门机的设计、选型和施工过程中，钢丝绳采用了6×37+IWR的普通单层钢丝绳。在安装时，钢丝绳内力没有释放，吊钩钩体转动也不灵活。所以，在高扬程作业时，导致钢丝绳发生了回转。为了避免钢丝绳的回转，在这台门机和后续的此类产品中，采用了35 W×7+IWR的多层股不旋转钢丝绳。在安装前，要求必须释放钢丝绳内力，同时，检查吊钩和滑轮组能否灵活转动。这样做，能够有效解决这类门机钢丝绳扭转的问题。

参考文献

[1]张质文.起重机设计手册[M].北京：中国铁道出版社，1997.

[2]鞍钢集团钢绳厂，贵州钢绳股份有限公司，郑州金属制品研究院，等.GB/T 8918—2006 重要用途钢丝绳[S].北京：中国标准出版社，2006.

〔编辑：白洁〕