随着社会经济的快速发展与现代化技术革新，国际物流机械设备领域不断涌现出诸多智能化、数字化的新兴设备，如具有监控系统的装卸桥、桥门式起重机、集装箱正面起重机、激光导航AGV叉车、大吨位货梯与全自动立体货架、智能立体自动货柜等智能仓储设备，国际物流机械设备实现了对货物的装卸、吊运、存储、运输、拣选、配送等，提高了国际物流能力、转运效率及服务质量，真正达成优质、高效、低成本的国际物流全过程管控，极大地推动了国际物流行业的高速发展。

在物流机械设备实际使用时，由于钢丝绳具有高强度、挠性好、韧性好、自重轻等特点，且在受力时整根钢丝绳受力均匀，全长无应力集中，极少出现突然断裂折断等不良现象，作为最基础的机械零部件在物流机械设备中大量运用，例如在货运码头的港口门座式起重机、装卸桥，仓库的大吨位货梯及货物升降机（如垂直升降类机械式停车设备）等设备上采用钢丝绳来提拉或升降物体，但是钢丝绳的端部固定（即绳头组合）是相对容易出现安全隐患的部位。

1绳头组合适用分类

根据钢丝绳使用场所及钢丝绳端部与其他部件连接方式来确定钢丝绳绳头组合适用分类。根据物流机械设备种类不同，在港口门座式起重机、装卸桥等起重机械设备上多采用压板固定、编结连接、绳夹连接、铝合金套压缩法连接等绳套固定在货梯、货物升降机等设备使用，若为曳引驱动方式，采用压板固定或单一的绳套固定。考虑到压板固定形式较为单一，本文不再进行相关讨论。各个绳头组合相关要求见表1，绳套固定示意图见图1，常见绳头组合见图2。表1绳头组合要求

钢丝绳端部固定和连接|强度比|常规要求压板固定|≥80%|压板数不小于2个编结连接|≥75%|编结长度不小于倒线通直径的15倍，且不小于300mm套|绳夹连接|≥85%|绳夹数不小于3个定|铝合金套压缩法连接|≥90%

锥形套浇铸法连接|≥100%|

注：强度比=钢丝绳固接强度/钢丝绳最小破断拉力编适模形套管锥形害流铸锥形基添诗铝合金喜压缩图1绳套固定示意图

非八-

图2常见绳头组合图2从左至右的各部件分别为开口销、双螺母、弹簧、拉杆、模套及钢丝绳，其中模套形式可选择编结连接、绳夹连接、铝合金套压缩法连接等绳套固定方式。绳头组合与钢丝绳配对使用，是国际物流机械设备最为常见的机械部件，相对于钢丝绳而言，绳头组合较为复杂，也是容易出现安全使用隐患的部位，特别是在弹簧、拉杆等部位。

2绳头组合常见问题

开口销与双螺母用于防止与固定弹簧压缩量；弹簧用于调节钢丝绳的张力大小；拉杆用于力的传递等。绳头组合各部件的作用不同导致绳头组合安全隐患部位多，例如开口销缺失、螺母松动与缺失、弹簧压缩量不一、弹簧选配不同、拉杆尺寸不一、绳套固定不牢固等，从其实际使用与安全监管角度，开口销、螺母与绳套固定的安全使用隐患可目测排查并快速解决，弹簧与拉杆的安全使用隐患也可目测排查，其使用安全隐患对钢丝绳的张力影响大小量化是难点。本文重点研究分析绳头组合的弹簧、拉杆安全风险，其常见风险问题有弹簧压缩量不一和选型不同（包括弹簧选型、拉杆选型等）。

3问题探讨及量化分析

3.1弹簧问题

3.1.1弹簧压缩量问题。绳头组合中的弹簧相关要求：悬挂钢丝绳的一端绳头组合应能平衡各钢丝绳的张力，使任何一根钢丝绳的张力与所有钢丝绳张力平均值的偏差均不大于5%。可理解为每个钢丝绳绳头组合的弹簧压缩量与所有弹簧压缩量平均值的偏差均不大于5%。

弹簧弹力计算公式为：F=KL式中，F为弹簧拉力，K为弹簧弹性系数，L弹簧压缩量。

圆柱形弹簧的弹性系数计算公式为：K=Gr4

=AVRT式中，G为材料的切变模量，N为弹簧有效圈数，r为弹簧丝半径，R为弹簧中心半径。针对压缩量问题，若弹簧的弹性系数K一致，据不完全测量各弹簧的压缩量分别为38.2mm、38.4

mm、38.3mm、38.2mm、40.8mm，压缩量平均值为38.78mm，允许偏差范围在36.8~40.7mm，可知40.8mm不在范围内，故其压缩量不符合要求。

3.1.2弹簧选型问题。弹簧的压缩量大致相同，不能简单认为每根钢丝绳的张力与所有钢丝绳张力平均值的偏差均不大于5%，需计算弹簧弹力大小来判断，即计算圆柱形弹簧的弹性系数是否一致。为便于计算比较，弹簧的材料切变模量为G、有效圈数N参数相同。①若当弹簧丝半径r相同、弹簧中心半径R的偏差在5%内时，K的偏差范围为（0.86-~1.16）K。②若当弹簧中心半径R相同、弹簧丝半径r的偏差在5%内时，K的偏差范围为（0.81~

1.21）K。③若当弹簧中心半径R与弹簧丝半径r的偏差在5%内时，K的偏差范围为（0.70-1.42）K。

均发现K的偏差范围都超出5%，不符合要求。弹簧丝半径r相同，但弹簧中心半径R，其中3个旧弹簧是45mm，另外两个新弹簧是35mm，新、旧不同弹簧的K值变化为R=45mm，认定为Kl=K；R=35mm，K2=2.13K，即为所产生的弹簧弹力增加了2.13倍，其钢丝绳张力偏差已超过要求范围。

3.2拉杆问题

绳头组合至少能承受钢丝绳最小破断负载的80%，而拉杆用于绳头组合的力传递，需承受钢丝绳与弹簧间的拉力，需考量拉杆的抗拉强度，即拉杆的抗拉强度不能低于钢丝绳最小破断负载的80%。

抗拉强度计算公式为：Ra=F./5。

式中，R。为抗拉强度，F。为最大试验力，S。

为原始横截面积。

拉杆的原始横截面面积与螺母、螺纹螺距有关，M10螺纹有效应力横截面面积约为58.7mm2，M8螺纹有效应力横截面面积约为34.7mm2，二者有效横截面面积减少约41%，相应的最大承载能力也减少约41%，导致无法满足绳头组合至少能承受钢丝绳最小破断负载80%的要求。

4问题成因及整改措施

弹簧问题和拉杆问题成因为国际物流机械设备维修人员对其相关规范要求内容了解不深。当多条钢丝绳受力不均匀时，可通过调整绳头组合来维持受力平衡，但不可随意调整弹簧压缩量、更换不同类型的弹簧；若发现个别钢丝绳的绳头组合破损需更换时，应更换同规格同型号的绳头组合以确保其使用安全，不应简单认为能保证绳头组合弹簧压缩量即可，而忽视拉杆的抗拉强度要求。

在国际物流机械设备安全监管时，发现钢丝绳绳头组合存在使用风险后的整改措施为：首先停机检修，通过松紧螺母来微调绳头组合各钢丝绳的张力偏差；若无法满足，可通过剪切个别钢丝绳长度和微调绳头组合来确保使用安全。其次，当发现个别钢丝绳的绳头组合破损无维修价值，应更换同规格同型号的绳头组合并调整其弹簧压缩量。最后，做好绳头组合的相关维修或更换记录以备溯源。

5结束语

钢丝绳与其绳头组合是物流机械设备中最为基础的机械部件，尽管较小，但关乎到物流机械设备的使用安全。在实际使用与安全监管时，钢丝绳端部固定不牢影响物流机械设备的装卸、吊运、储存等工作效能，应多检查发现其安全风险点，采取恰当的整改措施来确保绳头组合的安全性能，从而提升物流机械设备的安全管理质量与水平。