信息摘要：
1汽车吊钢丝绳的应用 随着我国对外贸易的逐年增加，港口发展越来越快，汽车起重机（俗称汽车吊）作为港口装卸作业的重要起重机械之一，它具有机动灵活，不受场地和环境的限制
1汽车吊钢丝绳的应用
随着我国对外贸易的逐年增加，港口发展越来越快，汽车起重机（俗称汽车吊）作为港口装卸作业的重要起重机械之一，它具有机动灵活，不受场地和环境的限制，起重范围大等特点，在港口装卸作业中占据着重要的地位。
汽车吊的数量在港口起重机械中是最多的。如某港务集团下设8个分公司共317台起重机械中，汽车吊就有111台，占所有起重机械的35%。
表1某港务集团起重机械一览表
统计项汽车起重机（汽车吊）岸边集装箱起重机（岸桥）场地轮胎或轨道式起重机（场桥）门式起重机（门座）合计钢丝绳作为港口起重机械的重要组成部份，每年的消耗非常大，如某港务集团公司港口起重机械钢丝绳年用量（不包括索具绳）约1200t，虽然汽车吊用绳规格不大，每次换绳量小，但由于钢丝绳使用时间短，更换频繁，每年的消耗量达305t左右，占港口起重机械用绳总量的25.3%，而变幅用钢丝绳约250t，占汽车吊用绳总量的82%，所以如何选择好合适的汽车吊变幅用钢丝绳，延长其使用寿命，减少换绳次数，降低工人劳动强度，提高装卸作业率，减少钢丝绳消耗，节约成本是各港口用户急需解决的疑难问题。
2汽车吊变幅用钢丝绳主要失效形式与分析
2.1汽车吊变幅用钢丝绳的使用现状
汽车吊按起重量大小一般有10T、15T、20T、25T、40T、50T等型号，各港口最常用的是额定起重量为25T的汽车吊，如某港务集团大部分是从日本进口的“住友”UC-25型汽车吊，也有北京起重机厂和哈尔滨工程机械厂生产的汽车吊，不管是什么型号的汽车吊，虽然变幅钢绳的缠绕有一定区别，但钢丝绳的使用工况条件基本一致。两种起重机的外形和钢丝绳缠绕原理如图1所示。
汽车吊变幅用钢丝绳目前主要品种有6×37+FC、6×25Fi+FC、6×29Fi+FC（IWRC），如某港务集团公司大部份用6×29Fi+FC、强度等级为1670~1960MPa为主，其规格主要有④14mm、④15mm、16mm 3种。下面以某港务集团一公司日本进口的UC-25型汽车吊为例来谈谈变幅用钢丝绳性能分析及其选择。
UC-25型日本进口的汽车吊额定起重量为25t，实际使用时常有超载的现象，因此，从日本进口的14NAT6×29Fi+IWRC钢丝绳使用寿命也只达到300小时左右，而国产的15NAT6×29Fi+FC使用时间仅为170小时左右，可是从国外进口钢丝绳，订货、交货时间长，售后服务较差，并且其价格是国产同结构规格钢丝绳的3倍左右；国产钢丝绳价格较为便宜，订货和交货较为及时，售后服务较好，但由于使用寿命短，换绳频繁，工人换绳劳动强度大，汽车吊生产作业率低，使用成本较高，所以，如何对汽车吊变幅用钢丝绳作出性能分析并选择最佳结构的钢丝绳延长其使用寿命，是当前各港口用户急需解决的难题。
2.2汽车吊变幅用钢丝绳的工况条件和使用性能分析
UC-25型汽车吊设备紧凑，轻便灵活，滑轮和卷筒尺寸均较小，因此变幅用钢丝绳的工况条件受设备的限制，主要有以下5个方面。
2.2.1钢丝绳经过的滑轮较多
UC-25型汽车吊额定起重量为25t，可是变幅钢丝绳设计直径为①14mm，为了满足提升要求，设计为6个动滑轮和6个定滑轮构成的滑轮组，因此变幅钢丝绳绕过的滑轮数较多，所以要求钢丝绳要具有良好的柔软性和较好的耐磨性。
2.2.2钢丝绳在卷筒上为多层缠绕
为了使汽车吊本身的重量减轻，便于行走，加上受滑轮偏角的限制，UC-25型汽车吊变幅绳的卷筒直径和宽度均较小（直径300mm、宽度140mm），当起重臂伸到最高时，钢丝绳在卷筒上缠绕9层，汽车吊在作业时，卷筒上钢丝绳所受的力是非常大的，由于是多层缠绕，钢丝绳各层互相挤压，如果钢丝绳排绳不好或过载使用，将急速加剧其被挤压变形程度、内部钢丝之间及外部钢丝与轮槽之间的磨损程度。因此要求钢丝绳要具有良好的耐挤压性和耐磨性。
2.2.3钢丝绳在局部运行速度快
UC-25型汽车吊变幅绳在卷筒上的第四层时钢丝绳的线速度是60m/min，由于变幅钢丝绳在离卷筒最近的滑轮转速比最远的滑轮高得多，钢丝绳在此点高速运行时与轮槽发生摩擦所产生的瞬间摩擦热，导致钢丝表层出现马氏体组织，而这种组织上的变化虽然无法通过肉眼辨别；然而却是引起钢丝早期断裂的主要原因。运转速度越低，钢丝绳的损伤越小。随着运转速度的加快，钢丝绳的损伤相应增加。在运行中速度急剧变化，突然、剧烈加载以及猛烈地剩车，都将增加钢丝绳的损伤。钢丝绳在中等运转速度最大负荷下工作与在高速运转中等负荷下工作相比，前者的使用寿命要长得多。为减少这种局部摩擦热引起的损坏，外层锅丝直径应尽量大一些。
2.2.4钢丝绳易受冲击载荷
变幅钢丝绳在使用过程中运行速度频繁发生急剧变化，造成冲击载荷。每次冲击虽然只是瞬间加载，但隐含着极大的危害性。冲击负荷超过钢丝允许使用工作应力时就会产生断绳现象。即使冲击载荷不一定导致钢丝绳断裂，但多次冲击，将会严重缩短钢丝绳的使用寿命。对于使用一段时间的钢丝绳，与新绳相比，由于伸缩性较小，耐冲击性会更低。因此要求钢丝绳要有耐冲击的性能。
2.2.5钢丝绳使用频繁
由于汽车吊在许多港口是四班三倒，人休机不休，随着港机装卸作业量的增加，钢丝绳承受反复弯曲的交变应力很频繁，钢丝的摩擦损伤非常严重，从而直接导致锅丝过早疲劳断裂。因此要求钢丝绳具有良好的耐疲劳性、耐磨性等综合性能。
3汽车吊变幅用钢丝绳结构与规格的选择
正确选择钢丝绳首先在购买钢丝绳前确定钢丝绳的用途。由于汽车吊变幅用钢丝绳工况条件的特殊性，选择钢丝绳时需要综合考虑钢丝绳的柔软性、耐疲劳性、耐磨性、耐挤压性和抗冲击性。
3.1钢丝绳绳径的选择
绳径的选择必须按设计要求，根据滑轮和卷筒的尺寸来确定。有的用户认为将绳径增大，钢丝绳的破断拉力增加，钢丝绳就耐用，这是不正确的。日本进口的UC-25型汽车吊变幅用钢丝绳按原设计要求选用014mm的钢丝绳，某港口选用国产钢丝绳时将直径改为015mm，结果使用寿命反而明显缩短。钢丝绳直径增大，破断拉力是可以增加，但由于钢丝绳直径与滑轮槽尺寸和卷筒不匹配，反而加大了钢丝绳的挤压和磨损，最终导致钢丝过早疲劳断裂，缩短钢丝绳的使用寿命。
3.2钢丝绳绳芯的选择
麻芯的储油性较好，钢丝绳较柔软，但抗挤压性能不如金属芯，况且UC-25型汽车吊变幅钢丝绳的使用时间一般为300小时，因此金属芯的储油在短期内足以给锅丝绳较好的润滑，金属芯钢丝绳具有抗挤压、耐冲击和较大破断力的性能，所以选择金属芯钢丝绳较为合适。
3.3钢丝绳结构的选择
钢丝绳结构是决定钢丝绳使用性能的重要因素之一。合理地选择、正确使用以及妥善养护等都是延长钢丝绳使用寿命的手段，而合理选择钢丝绳的结构则是正确使用的基础。实验试验和现场实践证明，同样工作条件下由于选择不同结构的钢丝绳，使用寿命有成倍差别。工业发达国家对钢丝绳结构设计、研究起步较早，并相继形成各自特点和产品体系。我国虽然对钢丝绳结构设计较迟，但近年来各厂家都在大力开发新产品，不管是钢丝绳的品种结构还是钢丝绳的产品质量都有大幅提高。
点接触钢丝绳由于股中最外层钢丝与次外层钢丝间呈点状接触，钢丝绳在绕滑轮或卷筒弯曲时，各层锅丝间产生的二次弯曲应力易造成外层钢丝严重的疲劳断丝。
线接触钢丝绳的股中各层钢丝间呈线状接触，钢丝绳在绕滑轮或卷筒弯曲时，各层钢丝间不产生二次弯曲应力，因此钢丝绳的耐疲劳性能有较大的提高。线接触钢丝绳的股在结构上较为紧密，钢丝绳的密度系数较大，在同一直径和强度时，线接触钢丝绳比点接触钢丝绳的破断拉力提高10%左右。
异型股和面接触钢丝绳虽然胶结构紧密，耐磨性好，抗挤压性能好，破断拉力大，但价格太贵，再加上它们的柔软性较差，所以大部份港口企业的汽车吊都选择线接触钢丝绳。
线接触钢丝绳的结构繁多，性能各异。西鲁式钢丝线外层钢丝直径粗耐磨损；瓦林吞式钢丝绳外层钢丝粗细相间，弯曲性能优于西鲁式，而且有较大的破断力；填充式锅丝绳弯曲性能好，但耐磨性不如西鲁式。由于汽车吊变幅用钢丝缆工况的特殊性，要求钢丝绳既要耐疲劳，又要耐磨，还要求钢丝绳有较好的柔软性，因此上述3种基本的线接触钢丝绳均不是最佳选择，而选择复合式线接触钢丝绳，能较好地满足这些综合性能。西瓦复合式钢丝绳具有西鲁式钢丝绳外层钢丝直径粗、耐磨损的特点，又兼有瓦林吞式钢丝绳的耐疲劳、较柔软等优点。特别是6×26SW更为突出，优势更加明显。6×26SW和其它线接触相比的优势主要体现在配丝上。
4结束语
随着港口不断的发展、港口行业对优质钢丝缆推广应用的重视，线接触钢丝绳替代点接触钢丝绳是发展的趋势。在结构众多的线接触钢丝绳中，6×26SW+IWR结构钢丝绳用在汽车吊变幅机构上比较理想，其结构优势得以充分体现。科学、合理地选择钢丝绳的结构，能够提高钢丝绳的使用寿命，减少换绳次数，减轻劳动强度，提高作业率。为了抢占港口起重机械用钢丝绳这块市场，各钢丝绳生产厂家纷纷委派工艺技术人员深入钢丝绳使用现场，及时和使用单位沟通，调查了解钢丝绳的使用工况条件，分析并选择合适的钢丝绳结构向用户推荐，架起生产、销售、用户三方之间的桥梁，以良好的售前、售中、售后服务赢得用户的信赖。这种以技术服务的形式促进生产技术的进步和销售业绩的提升值得借鉴和推广。
