浅谈城市高杆灯升降绳设计改进

浅谈城市高杆灯升降绳设计改进

厉乐乐

浙江省特种设备科学研究院 浙江杭州 310020

简要：根据相关统计，大多数立交桥和机场停机坪的高杆灯，灯杆高度都有30米以上。正因为高度高，很多的灯杆都需要做成升降式的，故升降式高杆灯在城市中应用的非常广泛。本文我们重点研究下城市高杆灯升降绳的设计改进。

关键词：城市高杆灯；升降绳；设计改进

引言

升降式高杆灯的升降系统是通过电动机、（电磁制动式）蜗轮蜗杆减速器、安全联轴器、主钢丝绳、副钢丝绳、分绳器及动滑轮组等部件驱动，其中主副钢丝绳就是城市高杆灯的升降绳，高杆灯对主副钢丝绳的要求是高强度耐腐蚀耐磨损，下文我们重点研究下提高钢丝绳强度、耐腐蚀性和耐磨性的改进措施。

一 提高钢丝绳强度的设计改进措施

提升钢丝的抗拉强度，有两种方法，第一是选择含碳量高、含锰量高的盘条为原料，第二是通过大压缩率的冷拉加工，通过形变强化提高抗拉强度。这两种方法在钢丝制造行业普遍应用，如生产锰系磷化耐磨涂层钢丝绳或预应力钢绞线等等。但是这两种方法会使钢丝绳的生产成本进一步提升，想要在不提高生产成本的情况下，可以在钢丝绳上加钢丝扣。

钢丝绳加扣是为了在端部形成一个环，这样好放入挂勾。扣的作用就是通过夹紧的方式，增大最大静摩擦力而使两段绳子连在一起。钢丝绳的扣一般是通过螺栓加压来实现夹紧的，当然，扣也要有足够的强度，因为它也会受到拉力，如果把钢制的扣换成塑料扣，那就可能被拉断而弹开。钢丝绳的扣一般不具有自收紧性。钢丝绳不能打结，因为打了结就很难再解开了。而我们曰常用的线绳、麻绳、化纤绳等等通常是可以打结的，在结上会有自收紧功能，也就是在拉力下，结会缩小，使结中绳上的正压力增大，从而使最大静摩擦力进一步增大，这完全可以做到即使绳子被拉断了，打结的地方也不会滑脱。首先这个钢丝绳扣的摩擦力非常大，这类扣有外张力使摩擦力更加大的作用。综上所述，“自攻紧”+原本摩擦力就很大=越拽越紧，直到扣的切变力受不了了，或者极限摩擦力不够了。

二 提高钢丝绳耐磨损性的改进措施

可以借鉴采用品质更好的钢丝绳设计理念。比如三角股钢丝绳。采用多层钢丝缠绕的方法可以大大降低因为多层挤压造成的钢丝绳磨损，寿命成倍的提高。钢丝绳断丝断股与磨损存在关联性的，高杆灯每一次上下移动都会造成钢丝绳表面的磨损，随着磨损次数的增加，钢丝绳会变得越来越细，表面也会有裂纹，钢丝受力增大加快微裂纹的扩展，钢丝加快断裂。钢丝绳耐磨，能够大幅度推迟发生断丝的时间，也就是延长使用寿命。在钢丝绳设计中，使用多层钢丝围绕股芯缠绕的方法，提高与卷筒或滑轮的接触面积，降低压力，减小钢丝绳的摩擦力。在股芯之外围绕三根钢丝绳，在高杆灯的上升下降过程中，三根钢丝绳旋转上升，这样等于是三根钢丝绳轮流承受摩擦应力，原本一根钢丝绳受到的磨损被三根钢丝绳均分，可以有效延缓钢丝绳的磨损程度，提高钢丝绳使用寿命。

还有一种方法是在钢丝绳表面设置一层锰系磷化膜，这种膜不但可以提高钢丝绳抗磨损性，还能提高钢丝绳的使用寿命，钢丝绳的损坏失效过程，是微动磨损与疲劳和锈蚀综合作用的结果，钢丝绳不耐磨，是造成钢丝绳使用时间短的一个主要原因。通过相关试验证明，较高的膜重有利于提高耐磨性与耐蚀性，一些企业通过签约已经获得专利许可大批量生产，目前生产商提供的产品以锰系磷化膜膜重15-30克/平米的居多，且价格较低，同高档钢丝绳相比，这种在钢丝绳表面贴锰系磷化膜的方法可以节省2/3，基本可以满足大部分用户和工程的要求。在钢丝绳设计工艺中，在最后一步添加一个涂膜工序即可，即在钢丝绳表面增加一层锰系磷化膜，即可大幅度提制绳钢丝的抗磨损能力，然后这种表面涂模的钢丝再与磷化处理的钢丝直接糅合在一起，制成的钢丝绳同传统的钢丝绳相比，疲劳寿命提高2-3倍，这还是保守估计，实际使用估计使用寿命更长。

三 提高钢丝绳耐腐蚀性的措施

目前钢丝绳抗腐蚀方式有三种:1. 钢丝镀锌: 拉拔镀锌效果最好；2. 钢丝绳表面涂防锈油脂。在生产过程中，可以在绳芯沾防锈油脂，钢丝表面可以涂油，搓股的过程中可以涂油，合绳的过程中可以涂油。根据用途和生产工艺需要钢丝绳生产者，选择在上述工序中或涂油或不涂。钢丝绳在使用过程中，可以定期在表面涂油脂防锈。摩擦式提升机，涂挥发性摩擦油脂可以防水防锈；3.塑料密封，将钢丝绳用优质工程所料，用高压下将溶化的工程塑料压注入钢丝绳内部，同时包覆于钢丝绳表面，通过塑料密封，达到防锈、提高工作抗磨损能力，提高钢丝绳的使用表现。如果腐蚀严重的环境，建议采用A级镀锌钢丝绳并且涂海洋用防护油脂进行防腐；一般的采用镀锌钢丝绳和涂普通表面油脂进行防腐；腐蚀更轻的钢丝绳采用涂普通表面油脂进行防腐。

表面涂油或镀锌是目前性价比最高的防腐蚀措施。涂油的目的是在钢丝绳表面形成一层油膜，隔绝空气中的水或其他离子的侵蚀，故最好使用抗水性最强的黑油油脂，也可使用红油油脂。在钢丝绳表面涂抹油脂的时候，不能涂的太厚，要均匀的薄薄的涂一层，这样不影响钢丝绳的使用还能有效提高钢丝绳耐腐蚀性能。镀锌主要是针对钢丝，在钢丝设计工艺上增加一个镀锌，表面电镀一层锌层，利用锌化学性质不活泼的特性，在钢丝表面形成保护层，阻止钢丝与空气中的水发生氧化还原反应。

四 结语

从上文我们知道提高城市高杆灯的升降绳的质量，重点是提升主副钢丝绳的强度、耐腐蚀性和耐磨损性。提高升降绳的质量可以有效降低高杆灯的使用成本，高杆灯的高度并不是固定的，需要根据实际情况作适时的调整，这就需要频繁的使用升降绳，如果升降绳的设计较差，使用的几十次后断裂或生锈，那么高杆灯只能更换升降装置，这是一笔很大的维修费用。

参考文献

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