钢丝绳起吊重量计算的方法

钢丝绳是各类起重机械必备的柔性零件，根据起重设备的使用条件选用钢丝绳，常用钢丝绳品种有锰系磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳或涂塑钢丝绳，以前使用数量最大的是光面钢丝绳，随着钢丝绳生产技术的进步，光面钢丝绳正在被淘汰，锰系磷化涂层钢丝绳取而代之。

大气环境中使用，专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长，是世界钢丝绳制造行业目前最先进技术，锰系磷化涂层可以大幅度提高制绳钢丝表面的耐磨性和耐蚀性，锰系磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构光面钢丝绳的3-5倍，随着对耐磨磷化液的研究，还有进一步提高锰系磷化涂层钢丝绳疲劳寿命的可能性。依据磷化涂层钢丝绳目前市场价格，锰系磷化涂层钢丝绳日均使用成本仅仅是光面钢丝绳的三分之一左右，锰系磷化涂层钢丝绳是光面钢丝绳的升级换代产品，仅供参考。

1、检查钢丝绳参数表。计算钢丝绳的最大破断拉力；

2.确定安全系数。用最大破断拉力除以安全系数，确定钢丝绳的提升重量。平时，设备维修和其他起重的安全系数不应小于3。绞车用于升降人员的，不小于9，用于升降物料的，不小于7.5。

3、旧钢丝绳，需要仔细检查绳的状况。

比如公称直径21mm为非标准规格，公称直径20mm为20.6-21.2mm，实际直径20.6-21.2mm，以6*19W结构为例，强度等级1570MPa，麻芯，GB8918-2006中重要用途钢丝绳最小破断拉力为207kN，约21.1吨。提升货物的安全系数一般为6，断丝最大提升重量。

扩展信息:

国家标准GB8918-2006《重要用途钢丝绳》，其中包括钢丝绳的破断拉力。破断拉力除以安全系数，即为单根钢丝绳的提升重量。然后根据移动滑轮组的钢滑轮组数量计算最终起重量，仅供参考。

起重机用户需要高质量的钢丝绳，钢丝绳应具有长寿命、高质量、稳定可靠。钢丝绳在大气环境中失效的主要原因是接触疲劳。

在该领域首次提出钢丝绳微疲劳的预防措施是采用专利技术生产的磷化涂层钢丝绳。钢丝绳经过锰系磷化或锌锰处理，耐磨性、耐腐蚀性和钢丝表面的改善，很难大幅度提高钢丝绳的疲劳寿命。结构疲劳寿命是光滑钢丝绳的三倍，最高实验对比惊人的四倍。在类似条件下，可以通过疲劳试验来验证。

起重钢丝绳的夹角在120°以内，在吊装作业规范里边可以找到依据。

这个没有专门的国家标准，只有安全规定，钢丝绳吊装的夹角一般不超过90度，最大不超过120度，否则很容易拉断钢丝绳。吊绳与水平夹角的夹角不得小于45°，若小于45°，必须在吊绳间加辅助支撑。

用途

钢丝绳夹头主要用于钢丝绳的临时连接和钢丝绳穿绕滑车组时后手绳的固定，以及扒杆上缆风绳绳头的固定等，包括磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳及光面钢丝绳。它是起重吊装作业中用的较广的钢丝绳夹具。

钢丝绳卡扣连接法一般常用夹头固定法。通常用的钢丝绳夹头，有骑马式、压板式和拳握式三种，其中骑马式连接力最强；应用也最广，压板式其次，拳握式由于没有底座，容易损坏钢丝绳，连接力也差，因此，只用于次要的地方。

以上内容参考；百度百科-钢丝绳夹头

光滑钢丝绳。

根据《起重机械安全规程》对钢丝绳的规定：

1、起重机械钢丝绳在一个捻节距内断丝数不得大于钢丝绳总丝数的10％。

2、钢丝径向磨损或腐蚀量超过原直径的40％则应报废，当不到40％时，可按规定折减断丝数报废。

3、起重机械吊运炽热金属或危险品的钢丝绳的报废丝数，取一般起重机用钢丝绳报废标准的一半。

4、对于符合ISO2408（一般用途钢丝绳特性》标准所规定的结构钢丝绳，报废的断丝数应按GB5972—86中规定数执行。

起重机钢丝绳使用注意事项

改向滑轮槽底部的槽径、包角和槽壁等磨损量应符合规定，否则会引起钢丝绳相应的弯曲应力和挤压力的增大。

滑轮或卷扬滚筒的位置保持适当，否则会引起钢丝绳绕进或绕出滑轮和滚筒时偏角增大，也就是钢丝绳中心线和垂直于滑轮或滚筒轴心的平面夹角大于4°。

滑轮或卷扬滚筒的材料性能应满足规定的使用要求，否则会导致钢丝绳的挤压应力过大，要防止钢丝绳跳绳。滑轮装置上如果没有设置防跳绳装置或防跳绳装置与滑轮之间的间隙过大，超过钢丝绳直径的20%或防跳绳装置刚度不能满足使用要求，钢丝绳会跳绳引起损伤。

以上内容参考  百度百科-中华人民共和国国家标准：起重机钢丝绳

如何正确选用钢丝绳

钢丝绳的构造  由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量的一层或多层股捻绕成螺旋状。钢丝是碳素钢或合金钢通过冷拉或冷轧而成的圆形(或异形)丝材，具有很高的强度(抗拉强度为1 400～2 000MPa)、韧性(根据耐弯折次数分为特级、Ⅰ级、Ⅱ级)，并根据使用条件不同可对钢丝表面进行防腐处理(一般场合可用光面钢丝，在腐蚀条件下可用镀锌钢丝，分甲、乙、丙三级)。绳芯采用有机纤维(如麻、棉)、合成纤维、石棉芯(高温条件)或软金属等材料，用来增加钢丝绳的弹性和韧性，储油润滑钢丝，减轻摩擦。   钢丝绳的类型  起重机用钢丝绳采用双捻多股圆钢丝绳。   (1)按捻制特性分为以下几种(图1)

图1  钢丝绳的类型

1)点接触钢丝绳(也称普通钢丝绳图1a)。采用等直径钢丝捻制，由于各层钢丝的捻距不等，各层钢丝与钢丝之间形成点接触。受载时钢丝的接触应力很高，容易磨损、折断，寿命较低。优点是制造工艺简单、价廉。常作为起重作业的捆绑吊索，起重机的工作机构也有采用。

2)线接触钢丝绳(图1b、c、d)。采用直径不等的钢丝捻制，将内外层钢丝适当配制，使不同层钢丝与钢丝之间形成线接触。这样，在受载时钢丝的接触应力降低。线接触钢丝绳承载力高、挠性好、寿命较长，常用有瓦林吞型(粗细式W，图1b)，西鲁型(外粗型X，图1c)，填充型(密集型T，图1d)等。《起重机设计规范》推荐使用，在起重机的工作机构中得到广泛应用。

3)面接触钢丝绳(也称密封钢丝绳，图1e)。通常以圆钢丝为股芯，最外一层或几层采用异形断面的钢丝，用挤压方法绕制而成。其特点是，表面光滑、挠性好、强度高、耐腐蚀，但制造工艺复杂，价高，起重机上很少使用。缆索起重机和架空索道的承载索必须采用。    (2)按钢丝绳由丝捻成股的方向，与由股捻成绳的方向可分以下几种

1)交互捻钢丝绳(也称交绕)。丝捻成股与股捻成绳的方向相反，由于股与绳的捻向相反(图2a、b)，使用中不易扭转和松散，在起重机上广泛使用。

2)同向捻钢丝绳(也称顺绕)。丝捻成股与股捻成绳的方向相同(图2c、d)，挠性和寿命都较交互捻绳要好，但因其易扭转、松散，所以只用作牵引绳。

3)不扭转钢丝绳。这种钢丝绳在设计时，使股与绳的扭转力矩相等，方向相反，克服了在使用中的扭转现象，在起升高度较大的起重机上已有使用，并越来越受到重视。

图2  钢丝绳的捻向

钢丝绳的选用  要满足足够的承载能力和寿命要求。  

(1)钢丝绳的计算，采用安全系数法，按工作状态下的最大静拉力计算，公式为：

式中  F0——钢丝计算破断拉力总和(查钢丝绳性能表)；  

Fmax——作用在钢丝绳上的最大拉力；  

——钢丝绳捻制损失系数(查钢丝绳性能表)；    

n——安全系数，根据工作机构的工作级别(见表1)或用途(见表2)确定。

注：对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级的工作级别的安全系数。

(2)钢丝绳的寿命。提高钢丝绳寿命，应在卷绕系统的设计上给予注意。配套使用的滑轮和卷筒的直径与钢丝绳的直径比D／d，对钢丝绳寿命影响很大，不得低于设计规范规定的值；滑轮和卷筒应选用铸铁的材料制造，防止由于材料太硬使钢丝绳损伤；应尽量减少钢丝绳弯折次数，避免反向弯折。在使用中加强对钢丝绳的保养和维护。

钢丝绳的使用和维护  

(1)使用检验合格的产品，保证其机械性能和规格符合设计要求，不使用报废钢丝绳。

(2)保证足够的安全系数，必要时，要做受力计算。

(3)起升、变幅机构不得使用编结接长的钢丝绳。  

(4)取物装置处于任何位置，卷筒上必须保留2～3圈的安全圈。

(5)使用中避免两钢丝绳的交叉、叠压受力，防止打结、扭曲、过度弯曲和划磨。  

(6)保持钢丝绳表面清洁和良好的润滑状态。  

(7)坚持每个作业班次对钢丝绳的检查(包括不易看到和不易接近的部位)。

钢丝绳的连接与固定  应与使用要求相符，并达到相应的强度和安全要求。

(1)绳卡连接

1)连接强度不小于钢丝绳破断拉力的85％。

2)绳卡数量根据钢丝绳直径满足要求(见表3)。

3)绳卡压板应在钢丝绳长头一边；绳卡间距不应小于钢丝绳直径的6倍。

(2)编结连接  

1)连接强度不小于钢丝绳破断拉力的75％。  

2)编结长度不应小于钢丝绳直径的15倍，并不应小于300mm。

(3)其他连接：用楔块楔套、锥形套浇铸法和铝合金套压缩法等的连接，应满足相应的工艺要求，且连接强度应达到钢丝绳的破断拉力。  

钢丝绳的报废

钢丝绳在使用过程中，因强大的拉应力、反复弯折和挤压造成的金属疲劳、由于运动引起的磨损等，使用一段时间后，会出现钢丝绳缺陷，表现在断丝、锈蚀磨损、变形等方面。一般情况下，钢丝绳的破坏首先发生在外层钢丝上。有下列情况之一，则予以报废。   (1)断丝与磨损指标    1)断丝的数达到表4的数值时。

注：表中断丝数是指细钢丝，粗钢丝每根相当于1．7根细钢丝。

2)钢丝绳锈蚀或磨损时，应将表4断丝数按表5折减，并按折减后的断丝数报废。

3)吊运炽热金属或危险晶的钢丝绳的报废断丝数，取一般起重机钢丝绳报废断丝数的一半，其中包括钢丝表面磨蚀进行的折减。

4)绳端部断丝。当绳端或其附近出现断丝，即使数量少，如果绳长允许，应将断丝部位切去，重新安装。

5)断丝的局部聚集程度。如果断丝聚集在小于一个节距的绳长内，或集中在任一绳股里，即使断丝数比上面表所列数值少，也应予以报废。

6)断丝的增长率。当断丝数逐渐增加，其时间间隔趋短，应认真检查并记录断丝增长情况，判明规律，确定报废日期。

7)钢丝绳某一绳股整股断裂。、 8)磨损。当外层钢丝磨损达40％，或由于磨损引起钢丝绳直径减小7％。

9)腐蚀。当钢丝表面出现腐蚀深坑，或由于绳股生锈引起的绳径增加或减小。

(2)绳芯损坏。由于绳芯损坏引起绳径显著减小、绳芯外露、绳芯挤出。

(3)弹性降低。一般伴随有下述现象：绳径减小、绳节距伸长、钢丝或绳股

之间空隙减小、绳股凹处出现细微褐色粉末、钢丝绳明显不易弯曲。

(4)变形。钢丝绳失去正常形状产生可见畸变，从外观上看可分为以下几种：波浪形、笼形畸变、绳股挤出、钢丝挤出、绳径局部增大、扭结、局部被压扁、弯折。

(5)过热。受到电弧打击、过烧，或外表出现可识别的颜色改变等。

起重钢丝绳的安全系数是：

（1）用于固定起重设备为3.5；  

（2）用于人力起重为4.5；  

（3）用于机动起重为5-6；  

（4）用于绑扎起重物为10；  

（5）用于供人升降用为14

起重机在吊运重物的时候，一般是通过钢丝绳和吊钩连接，然后吊运物品，钢丝绳是必备的起重机配件，起重机用的钢丝绳必须符合相关安全标准，钢丝绳的选择正确与否，直接影响绳的使用寿命并使绳产生结构变形、断裂和意外的失效等。

起重机起重机可采用6×19，但宜用6×37型钢丝绳制作成环式或8股头式，其长度和直径应根据吊物的几何尺寸、重量和所用的吊装工具、吊装方法予以确定。使用时可采用单根、双根、四根或多根悬吊形式。

吊索的安全系数：当利用吊索上的吊钩、卡环钩挂重物上的起重吊环时，不应小于6；当用吊索直接捆绑重物，且吊索与重物棱角间采取了妥善的保护措施时，应取6~8；当吊重、大或精密的重物时，除应采取妥善保护措施外，安全系数应取10。

操作员在起重机的日常使用中要经常检查钢丝绳的磨损情况，磨损严重的要及时更换，保证机器的安全运行。

吊索的绳环或两端的绳套应采用编插接头，编插接头的长度不应小于钢丝绳直径的20倍。8股头吊索两端的绳套可根据工作需要装上桃形环、卡环或吊钩等吊索附件。

参考资料来源：百度百科-钢丝绳安全系数

安全系数

是6

因为起重用钢丝绳承受的载荷属于拉伸载荷，提升时钢丝绳受到拉力不超过本身的抵抗力才能保证钢丝绳在使用完后能恢复到原来的形状，从而反复使。简单说最主要的要符合在

弹性形变

内使用。具体说明如下。

用上图钢丝绳的抗拉力试验得到的应力与形变的曲线来说明

（一）首先解释几个名词

1）.比例限度：这条直线说明钢丝绳受到的拉力与本身的的伸长量成正比，也就是此时撤去拉

力钢丝绳的伸长量可以完全消失。

2）.

弹性限度

：这个点区分了弹性形变和

塑性形变

，不光是钢丝绳，所有材料的使用都要保证

在弹性形变内使用，只有在弹性形变内才能安全的反复使用。

3）.降伏点：这个点随着拉力的不断增加伸长量不规则变化。超过降伏点材料的伸长量与拉力

成曲线变化，此时撤去拉力后材料的伸长量不会全部消失，也就是所说的进入了塑性形变，表明材料本身的分子构造被破坏。

4）.拉断点：在这个点材料被拉断。

（二）其次对安全系数是6的分析

分析:也就是说起重用钢丝绳要在弹性形变内使用才能保证安全，简单举例18t拉断的情况下安全系数是6，那么允许起重的质量就是

3t

结合上图伸长量在弹性形变内。作业结束后钢丝绳的变形可以完全消失。

（三）最后对弹性形变的补充

补充:上图里弹性形变的范围要比规定的范围大，可能是考虑材料的疲劳度，更加确保作业安全规定了安全系数是6。但本人的观点不同，因为钢丝绳在做抗拉力试验的时候，没有经过真空烧钝和表面处理，也就是用加工后的成品直接做抗拉力试验得到的数据是不准确的。所以为了弥补数据的不准确将弹性形变的范围变小。