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客運(yùn)索道鋼絲繩有承載索(包括信號(hào)纜自承載)、牽引索、平衡索、運(yùn)載索、張緊索、懸索、錨固索等。鋼絲繩是索道的生命線,必須保證萬無一失,鋼絲繩的推薦壽命基本來自于實(shí)驗(yàn)
客運(yùn)索道鋼絲繩有承載索(包括信號(hào)纜自承載)、牽引索、平衡索、運(yùn)載索、張緊索、懸索、錨固索等。鋼絲繩是索道的生命線,必須保證萬無一失,鋼絲繩的推薦壽命基本來自于實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)值。
鋼絲繩的使用壽命不僅取決于制繩鋼絲的質(zhì)量、股和繩的捻制質(zhì)量、潤滑材料及繩芯材料的質(zhì)量,在很大程度上還取決于對(duì)鋼絲繩結(jié)構(gòu)參數(shù)的正確設(shè)計(jì)和計(jì)算,包括股中鋼絲捻向、鋼絲繩繩股的捻向、鋼絲直徑、股徑、繩徑、捻距、股芯直徑、繩芯直徑、鋼絲幾何形狀、股的幾何形狀、鋼絲繩結(jié)構(gòu)密度的計(jì)算等,不同結(jié)構(gòu)的鋼絲繩結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算方法不同。客運(yùn)索道鋼絲繩的壽命主要取決于鋼絲繩制造、連接工藝水平和自然災(zāi)害。
承載索使用密封鋼絲繩,國內(nèi)數(shù)條最早的往復(fù)式索道,使用的是日本生產(chǎn)的密封繩,除被雷擊出現(xiàn)約0.5mm×0.2mm的麻坑外,未出現(xiàn)大的缺陷,使用時(shí)間都在15a以上。更換是因?yàn)樗鞯酪聯(lián)Q代,換成運(yùn)量更大的循環(huán)式索道,適應(yīng)旅游業(yè)的高速發(fā)展。國外使用中的承載索更多,成熟的密封鋼絲繩工藝,足以讓承載索使用年限超過20a.
張緊索一般推薦使用壽命是4a.隨著液壓張緊技術(shù)的成熟,張緊索在客運(yùn)索道上基本已消失。張緊索由于其不旋轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì),以及行程短,在張緊滯輪彎折部位移動(dòng),超期服役很危險(xiǎn),必須遵照廠家給出的使用壽命來使用。某索道為了節(jié)約資金,超過廠家給出的壽命期限25%,在超期之間,不斷用無損探傷儀檢測(cè)診斷,一切正常,但拆下后發(fā)現(xiàn),在張緊滑輪輪部位的繩股,基本沒有一根整絲,所以絕對(duì)不允許超期服役。
牽引索作為往復(fù)式、35索道的動(dòng)力源,使用年限最早給出的建議是2a,20世紀(jì)90年代中期,隨著鋼絲繩無損探傷的應(yīng)用,依靠對(duì)因伸長截下的牽引索做的破斷力試驗(yàn),實(shí)際使用年限超過4a.
承載索鋼絲繩作為循環(huán)索道的生命線,廠家給出的使用年限建議也是20a,某索道使用23a,長度1050m的鋼絲繩,無損探傷發(fā)現(xiàn)只有5根斷絲,表面看到的只有2根,使用狀態(tài)完好。國內(nèi)使用到20a的承載索很少,其原因:1)由于對(duì)鋼絲繩的伸長沒有足夠的了解,以及自身運(yùn)行時(shí)間沒有把握好,造成繩能用,但是因?yàn)闆]有伸長,無法截繩重新編結(jié)。某索道使用英國布頓(BRI一DON)wS鋼絲繩作為運(yùn)載索,使用12a,運(yùn)行
3.3萬h,過驅(qū)動(dòng)、迂回輪次數(shù)達(dá)l8.6萬次,只出現(xiàn)了2根斷絲。因沒有截繩余量,不得不更換。
2)運(yùn)載索編結(jié)部位異常,因?yàn)榫幗Y(jié)部位繩股塌陷,造成股與股之間接觸摩擦出現(xiàn)壓痕而造成斷絲,由于斷絲增加太快,無法保證安全。3)由于制造過程控制出現(xiàn)問題,一股或多股在使用過程中出現(xiàn)松股,致使鋼絲繩變形,造成整體更換。某索道開業(yè)一年之后,發(fā)現(xiàn)運(yùn)載索的一段繩股異常,通知廠家后,迅速賠付一條新繩,并更換。
4)設(shè)備更新升級(jí)改造,需要更先進(jìn)的制造工藝的承載索。某索道使用八股鍛打圓形鋼絲繩(FaterDYFORM鋼絲繩),設(shè)備整體運(yùn)行更平穩(wěn),特別是支架輪組輪襯使用壽命延長三分之一以上,先進(jìn)技術(shù)就是生產(chǎn)力。
以上是國內(nèi)客運(yùn)鋼絲繩的使用現(xiàn)狀,客運(yùn)索道鋼絲繩的壽命隨著鋼絲繩制造工藝水平的提高,正在逐步打破原有的使用壽命經(jīng)驗(yàn)值。
近年來,密封鋼絲繩的鋼絲絲型在增加,強(qiáng)韌性提高很大。國外鋼絲繩生產(chǎn)廠家,如英國布頓(BRIDON)、德國蒂森(THYSSEN)、日本東京制鋼(TOKYO)、日本神岡(SHINKO)、日本帝國(TESAC)、瑞士(FATZER)、意大利耐得利(REDAELLI)等公司都在密封繩絲型的開發(fā)及性能的提高方面取得了很大的成績。1)承載索的鋼絲總數(shù)增加。客運(yùn)索道承載索的鋼絲總數(shù)比其他用途的密封鋼絲繩有所增加,直徑越大,絲數(shù)增加越多,在直徑30-76mm的范圍內(nèi),總絲數(shù)增加9.09%-66.5%。絲數(shù)的增加,使承載索變得柔軟,折彎性能提高,延長了使用壽命。2)承載索內(nèi)部貯油量增加。由于客運(yùn)承載索內(nèi)部圓形鋼絲所占的面積比其他用途的大,空隙也大,直徑越大,其空隙也越大。30-76mm的承載素,空隙面積比其他用途密封繩的大29.5%-87.4%。
因此貯油量增加,潤滑條件得到進(jìn)一步的改善,這也是客運(yùn)索道承載索使用壽命更長的原因之一。
3)鋼絲端面形狀由過去的細(xì)腰形Z型絲變?yōu)榇盅鸵倚徒z,克服了細(xì)腰型絲應(yīng)力集中大、極易斷絲的不足,粗腰絲壽命要長。承載素推薦使用壽命已延長至25a以上。
因固態(tài)聚合物繩芯(SPC)的廣泛應(yīng)用以及鍛打(DYFORM)繩股的出現(xiàn),使?fàn)恳骱瓦\(yùn)載索的使用壽命得到有效地延長,安全性也大大提高。采用單一高分子合成材料,通過熱壓或預(yù)成形工藝制成固態(tài)繩芯。其具體制造工藝各生產(chǎn)廠家又有所不同,奧地利拖飛寶(TEUFELBERGER)、日本東京制鋼(TOKYO)采用聚丙烯纖維繩,經(jīng)熱壓形成六角星形結(jié)構(gòu)的繩芯;歐洲鋼纜(Acelor-
Mittal)、意大利耐得利(REDAELLI)與瑞士法策(FATZER)采用聚乙烯棒熱壓形成繩芯;英國布頓(BRIDON)則采用尼龍預(yù)制成星形筒狀的繩芯。固態(tài)聚合物芯同纖維芯相比,最大的優(yōu)點(diǎn)是使鋼絲繩在很長的使用期內(nèi)直徑變化很小。由于其良好的股間隔離,避免了繩股之間的磨擦,鋼絲繩的壽命明顯延長。