港口裝卸機(jī)械是港口正常吞吐的主體起重裝卸
從鋼絲繩使用的角度認(rèn)識(shí),，港口裝卸機(jī)械的主要品種有：岸邊集裝箱起重機(jī),、輪胎式集裝箱起重機(jī)、門座起重機(jī)和多用途門機(jī)等,。
港口裝卸機(jī)械用鋼絲繩的工作特點(diǎn)
提升鋼絲繩受力狀態(tài)復(fù)雜
港口裝卸機(jī)械的主要特點(diǎn)是迅速起升,、降落,，且伴隨有較大的沖擊性載荷。
鋼絲繩通常在與裝卸貨船垂直方向有較大傾斜角的狀態(tài)下,，港機(jī)吊鉤伴隨貨物同時(shí)進(jìn)行垂直和橫向的的快速合成運(yùn)動(dòng),，有時(shí)合成運(yùn)動(dòng)在三維空間進(jìn)行。提升鋼絲繩受力狀態(tài)復(fù)雜,。
使用條件苛刻,、工作環(huán)境惡劣
港口裝卸用鋼絲繩多在露天且伴有較大腐蝕氣氛的濕度較大的環(huán)境或粉塵較大的環(huán)境下工作。要求鋼絲繩具有較大的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，良好的實(shí)物質(zhì)量水平,、使用性能,。要求鋼絲繩浸涂的潤(rùn)滑油的性能優(yōu)良、附著力強(qiáng),，且能較長(zhǎng)時(shí)間處于良好的狀態(tài),，不足時(shí)要及時(shí)補(bǔ)充。
芬蘭KONE公司主設(shè)計(jì)的2100t/n 繩索牽引模式抓斗卸船機(jī)設(shè)有鋼絲繩的
為協(xié)調(diào)有節(jié)奏地按設(shè)計(jì)程序完成港口裝卸機(jī)械的工藝程序,，使得鋼絲繩纏繞系統(tǒng)自然較為復(fù)雜,。鋼絲繩的正反方向改變多，從而大大縮短了使用壽命,。
港口裝卸機(jī)械繩輪通常偏小,，特別要求鋼絲繩具有較高的抗彎曲疲勞性能。多股多絲填塑鋼絲繩顯示出較大的結(jié)構(gòu)和使用性能優(yōu)勢(shì),。
鋼絲繩有超期服役現(xiàn)象
受船期緊迫因素制約,，防止壓船、壓港現(xiàn)象發(fā)生,，港口裝卸作業(yè)被 系不間斷作業(yè),，鋼絲繩超期服役，不得及時(shí)更換,，潛在發(fā)生斷繩事故的危險(xiǎn),。
沿海港口裝卸機(jī)械用鋼絲繩應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1 使用鋼絲繩結(jié)構(gòu)基本上先進(jìn)、合理
港口行業(yè)與其他行業(yè)相比,，使用優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼絲繩比例相對(duì)較高,。且能跟蹤國(guó)際港機(jī)用鋼絲繩發(fā)展態(tài)勢(shì)，快速推進(jìn)DIEPA PI371/S417等結(jié)構(gòu),。八股,、壓實(shí)、填塑類綜合性能更佳的鋼絲繩的應(yīng)用,。
港口裝卸機(jī)械是我國(guó)較早使用進(jìn)口鋼絲繩的主要用戶,，也是近期進(jìn)口鋼絲繩使用規(guī)格、品種較多,、數(shù)量較大的行業(yè),。也是國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)先進(jìn)、質(zhì)量?jī)?yōu)良的鋼絲繩性能得以充分展示的行業(yè),。
2.2 依據(jù)日本標(biāo)準(zhǔn)選用鋼絲繩
主要依據(jù)日本JISG3525/3546標(biāo)準(zhǔn)接受鋼絲繩訂貨,。通常選用B類、鋼芯的線接觸結(jié)構(gòu)的西瓦型和填充式鋼絲繩,，以6X29Fi,6X36SW類鋼絲繩為主,。負(fù)荷JIS G3546的異型鋼絲繩應(yīng)用范圍有日漸擴(kuò)大,，應(yīng)用數(shù)量有日漸增加的態(tài)勢(shì)。目前相同品牌的線接觸鋼絲繩與股結(jié)構(gòu)的異型鋼絲繩價(jià)格比約為1：1.8,。
按破斷拉力區(qū)分的B類（1770N/mm2級(jí)）鋼絲繩最小破斷拉力比GB/T8918對(duì)應(yīng)的1870MJPa級(jí)的還高,。
2.3壓實(shí)類鋼絲繩的推廣應(yīng)用具有方向性
日本帝國(guó)生產(chǎn)制造的IWRC6XP.WS(36)結(jié)構(gòu)鋼絲繩使用壽命達(dá)10萬(wàn)TEU,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的線接觸鋼絲繩。
作為世界著名港口機(jī)械制造商的上海振華港機(jī)集團(tuán)在出口岸橋時(shí)隨機(jī)配置的涂（填）塑芯的DIEPA PI371鋼絲繩,。
南韓高麗制鋼株式會(huì)社生產(chǎn)制造的線,、面接觸鋼絲繩在SPCWT使用的結(jié)構(gòu)壽命比為1:1.52,價(jià)格比為1：1.44。
德國(guó)DIEPA PI371特種鋼絲繩已在國(guó)內(nèi)寧波,、廈門港,、深圳蛇口港的岸橋和場(chǎng)橋上使用。
根據(jù)發(fā)展態(tài)勢(shì)分析,，壓實(shí)類鋼絲繩推廣應(yīng)用有進(jìn)一步加快節(jié)奏的可能,。
2.4按實(shí)際作業(yè)量考核鋼絲繩使用壽命。
通常按裝卸噸位或TEU實(shí)際數(shù)量,、考核鋼絲繩的使用性能和使用壽命,，評(píng)估方法科學(xué)合理，利于增加國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品性能的可比性,，為準(zhǔn)確可靠的產(chǎn)品性價(jià)比提供依據(jù),。
2.5
港口裝卸機(jī)械種類、型號(hào)的多樣性,，及不同企業(yè)同一機(jī)型產(chǎn)品具備機(jī)構(gòu)的差異、形成同一設(shè)備不同部位鋼絲繩一次使用長(zhǎng)度的不等,。同一種機(jī)械不同機(jī)型鋼絲繩使用長(zhǎng)度的不同
表1 2100t/n牽引式 鋼絲繩用量表
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2.6 多因素綜合平衡選擇鋼絲繩
鋼絲繩的選用不僅考慮性價(jià)比（鋼絲繩結(jié)構(gòu)壽命比,、價(jià)格比），還考慮其他因素,，如停機(jī)產(chǎn)生的損失,、更換的費(fèi)用等。各港口基本上能根據(jù)自己的實(shí)際情況,，綜合考慮鋼絲繩,。
相同品牌的鋼絲繩在同一碼頭或同一設(shè)備上很少有一直沿用的，平均每一港口鋼絲繩品牌的選用至少
2.7相同鋼絲繩品牌在不同的起重機(jī)設(shè)備上使用壽命也是不同的,。
日本帝國(guó)生產(chǎn)制造的6X36SW+IWRC起升鋼絲繩在日本三井公司的設(shè)備上平均作業(yè)量約為10萬(wàn)TEU,而在振華的場(chǎng)橋或岸橋上平均作業(yè)箱量可達(dá)到13萬(wàn)TEU.
2.8鋼絲繩在岸橋設(shè)備上使用的結(jié)構(gòu)形式比較多,，規(guī)格達(dá)幾十種。
目前結(jié)構(gòu)形式主要以6X36SW+IWRC和6X29Fi+IWRC為主,。鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式的相近或相同為港口用戶批量采購(gòu)提供了便利,。也為港口單位之間相互交流奠定了基礎(chǔ)。
岸橋鋼絲繩雖然是以6股結(jié)構(gòu)為主,，由于股結(jié)構(gòu)相同的6股和8股抗彎曲疲勞性能的較大差異,，8X26SW+IWRC等結(jié)構(gòu)鋼絲繩日漸被越來(lái)越多的廣東用戶認(rèn)可,、選用。岸橋用鋼絲繩已出現(xiàn)由6股向8股轉(zhuǎn)換的鮮明態(tài)勢(shì),。國(guó)產(chǎn)8股填塑鋼絲繩在SCT場(chǎng)橋上試用也初見(jiàn)成效,。
隨著港口機(jī)械投用時(shí)間、工作環(huán)境,、設(shè)備（主要與鋼絲繩接觸的滑輪,、卷筒、 在傾斜處的鋼絲繩夾板）的改變,，都會(huì)引發(fā)輪繩直徑比值的改變和實(shí)際變化量的積累,。選擇鋼絲繩的實(shí)用直徑，可適當(dāng)?shù)母蹆?nèi)調(diào)整,。這種調(diào)整數(shù)值完全可能是微小,，但其對(duì)鋼絲繩使用性能的正常選擇和鋼絲繩使用壽命的提高還是有作用的。有時(shí)還是較大的,。
可以有效防止鋼絲繩跳槽,，使用過(guò)程中的咬繩現(xiàn)象，改變鋼絲繩工作 ,。寧波北侖國(guó)際集裝箱碼頭有限公司進(jìn)行的“岸橋鋼絲繩 緊機(jī)構(gòu)輪繩徑比的優(yōu)化選擇”是有價(jià)值的良好開端,。還有較多內(nèi)容有待展開討論。
充分了解設(shè)備的狀況,，有助于鋼絲繩的更加科學(xué)合理的選擇,、使用。用戶的每一批次的鋼絲繩的訂貨,，不再是簡(jiǎn)單 批次訂貨的重復(fù)與再現(xiàn),。是針對(duì)不同型號(hào)設(shè)備，不同時(shí)段狀況的所需用鋼絲繩有的放矢的選擇,。不獵奇每一次訂貨的差異,，追求有的放矢選擇鋼絲繩對(duì)使用性能的有效提高的研究。
提高小車牽引鋼絲繩的實(shí)際使用壽命和報(bào)廢形式,，剖析提高鋼絲繩使用壽命的關(guān)鍵因素,。提出優(yōu)化輪繩徑比的設(shè)想。
3.1選擇鋼絲繩的依據(jù)
（1）按工作環(huán)境和設(shè)備性能
溫度,、粉塵,、濕度、工作半徑,、 安全系統(tǒng),、鋼絲繩 設(shè)備提升方式，額定起重量,、起重高度,、外 距,，起升速度。
（2）按鋼絲繩失效方式
疲勞為主要原因時(shí)應(yīng)選擇較為柔軟的鋼絲繩,，磨損為主要原因時(shí)應(yīng)選擇外層鋼絲較粗的鋼絲繩,，或選用對(duì)繩股進(jìn)行成型加工的異型鋼絲繩。
銹蝕為主要原因時(shí),，理論上應(yīng)選擇鍍鋅鋼絲繩或涂塑鋼絲繩,。目前國(guó)內(nèi)港機(jī)用鋼絲繩基本上不使用此兩類鋼絲繩。
（3）根據(jù)鋼絲繩元件之間的接觸狀態(tài),，鋼絲繩元件之間的接觸狀態(tài)也是影響鋼絲繩使用性能和壽命的重要因素之一,。
對(duì)鋼芯鋼絲繩實(shí)施填塑特殊處理（加襯墊）工藝，目的是將主股與主股鋼芯與外股機(jī)械隔離,。通過(guò)使繩股間保持合理間隙,，避免或減少因相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦，生熱而對(duì)制繩鋼絲性能的損傷,。同時(shí)隔離層作為緩沖墊對(duì)沖擊載荷起緩沖作用,。目前這種特殊工藝已在集裝箱鋼絲繩生產(chǎn)上顯示出推廣應(yīng)用價(jià)值。如DIEPA PI371,DIEPA PI399
(4)借鑒同行經(jīng)驗(yàn),，更加科學(xué)合理的選擇鋼絲繩
3.2
在同等的作業(yè)規(guī)模和作業(yè)強(qiáng)度,，相同的機(jī)構(gòu)纏繞方式，相同的張緊機(jī)構(gòu)和張緊系統(tǒng)的壓力下,，不同品牌的港口機(jī)械有不同的輪繩徑比,。在用戶無(wú)條件改變滑輪設(shè)計(jì)和選型，或更換鋼絲繩卷筒時(shí)通過(guò)鋼絲繩的結(jié)構(gòu)直徑合理選擇,，可以優(yōu)化輪繩徑比,，提高鋼絲繩使用壽命。
通常設(shè)計(jì)規(guī)范要求,，要求輪繩徑比取28-32
表2
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港口裝卸機(jī)械用鋼絲繩按JISG3525選擇通常為B類（1770N/ mm2 級(jí)）標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于鋼絲繩實(shí)際直徑的允許偏差，對(duì)于公稱直徑大于等于10mm表
即鋼絲繩實(shí)際直徑范圍：
ф20mm 20~21.4mm
ф22.4mm 22.4～23.968mm
輪繩徑比按鋼絲繩公稱直徑設(shè)計(jì)
若同取鋼絲繩上限直徑,，品牌岸橋輪繩徑比降為645/23.968＝26.6
已低于規(guī)范要求 品牌岸橋輪繩徑比降為630/21.4＝27.44
合格的,，完全可能還是優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，但在使用中不會(huì)有理想的使用性能和壽命,。類似問(wèn)題在石油鉆機(jī)用鋼絲繩的選擇,，使用中是有 的，案例顯示供需雙方加強(qiáng)溝通,，選擇適宜直徑鋼絲繩的重要性,。如果把鋼絲繩實(shí)際直徑的允許偏差控制在＋3％，這樣的高于標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求,，自然會(huì)給鋼絲繩生產(chǎn)制造企業(yè)增加一定的技術(shù)難度,，真正奉行用戶為上帝的企業(yè),，是努力做到的。
在滿足小車牽引要求的條件下,，重新校核鋼絲繩直徑也不失為有利 ,。
3.3港口裝卸機(jī)械用鋼絲繩的結(jié)構(gòu)選擇
3.3.1多用途門式起重機(jī)
卷?yè)P(yáng)提升用鋼絲繩主推薦結(jié)構(gòu)
K4X39Ses K4X48Ses 131SZ
K4X48Ses 較K4X39Ses 有更好的柔軟性，耐疲勞性能,，但由于同規(guī)格鋼絲繩,外層直徑小,耐磨性能遜于4XK39Ses.4XK48Ses 結(jié)構(gòu)鋼絲繩,適用于耐疲勞性能高的場(chǎng)合,。
卷?yè)P(yáng)提升用鋼絲繩輔助結(jié)構(gòu)
18X19S+IWRC, 18X7+IWRC, 35X7, 6X31SW+IWRC, 6X29Fi+IWRC
各種港口裝卸機(jī)械用鋼絲繩直徑
機(jī) 18.5～53mm
集裝箱岸橋 13～38mm
托架小車 12～16mm
小車牽引 20～28mm
起升纏繞 28～32mm
俯仰纏繞 30～38mm
集裝箱場(chǎng)橋 起升纏繞 24～28mm
分4繩和8繩起升纏繞兩種方法，因此一次用繩各不相同,。8繩起升纏繞約需400m,，4繩起升纏繞約需260m。
3.3.2 卸船機(jī)
牽引,、連接,、張緊、支持,、開閉用鋼絲繩一般采用結(jié)構(gòu)相同鋼絲繩,。一般牽引式卸船機(jī)的小車采用雙繩牽引、牽引繩的張力約為起升繩的兩倍,，所以牽引繩直徑比起升繩的粗,。如北侖港 1500t/n.牽引式卸船機(jī)起升繩和開閉繩直徑為36mm,牽引繩直徑為50mm.該廠曾使用德國(guó)DIEPA生產(chǎn)的8X19S+4X19S/4X4+-36mm壓實(shí)鋼絲繩。
KONE公司的2100t/n繩索牽引橋式抓斗卸船機(jī)采用4繩牽引,，從 起升繩,，開閉繩和牽引繩通用，鋼絲繩直徑均為48mm.
卸船機(jī)主用鋼絲繩結(jié)構(gòu)：
6X36SW+IWRC 6X29Fi+IWRC
3.3.3岸橋,、場(chǎng)橋
現(xiàn)主要鋼絲繩結(jié)構(gòu)：6X36SW+IWRC,6X29FI+IWRC
推薦使用DIEPA PI371, 6XP.WS(36)+IWRC, 8XP.WS(36)+IWRC
部分結(jié)構(gòu)鋼絲繩性能介紹
4.1 18X7
18X7類鋼絲繩是由內(nèi)外兩股鋼絲繩以相反方向捻制而成,，在承受拉力時(shí)，改結(jié)構(gòu)鋼絲繩是有較好的低旋轉(zhuǎn)性,。
18X7類鋼絲繩內(nèi)外層股數(shù)相差較多,，難于保證鋼絲繩受力時(shí)內(nèi)外層股均勻承受載荷，內(nèi)層繩股鋼絲在鋼絲繩工作過(guò)程中處于高應(yīng)力狀態(tài),。內(nèi)層繩股鋼絲存在相對(duì)嚴(yán)重的機(jī)械損傷,。內(nèi)層繩股鋼絲容易過(guò)載。結(jié)構(gòu)存在的缺陷是造成內(nèi)層股繩 發(fā)生難以觀察到,，而潛在較大危險(xiǎn)的斷裂的主要原因,。
4.2 4KX39Ses, 4KX48Ses
在使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)起 和 跳出或內(nèi)芯 鋼絲繩突然斷裂現(xiàn)象。
該類鋼絲繩經(jīng)過(guò)特殊加工,， 耐磨性能優(yōu)良,，與繩輪或卷筒的配合。接觸壓力小,，破斷載荷大,，柔軟性能好,，耐磨性能優(yōu)異。
4.3 IWRC 6XFi(29),IWRC 6XWS(36)
耐疲勞性能,，耐磨損性能好,，對(duì)抗卷筒繩槽內(nèi)的鋼絲繩壓實(shí)能力較弱，在港口裝卸機(jī)械得到廣泛應(yīng)用,，是 主用鋼絲繩,。
結(jié)構(gòu)：1X19++X26SW/6X7+15X7K
抗沖擊性能好，防旋轉(zhuǎn)性能優(yōu)異,，耐磨損,，鋼絲繩柔軟性能好。
4.5 G IWRC6XWS(31), G IWRC6XWS(36)
是對(duì)繩股進(jìn)行過(guò)成型加工的異型鋼絲繩
由于繩股表面平滑,，耐磨損及耐壓潰性好,，耐疲勞性能好。柔軟性較差,，適用于集裝箱起重機(jī)各部位,。
5.國(guó)外的相關(guān)觀點(diǎn)及推薦
5.1 日本神鋼鋼線工業(yè)株式會(huì)社
（1）將6X31SW, 6X29Fi 類一般鋼絲繩定義為難自轉(zhuǎn)鋼絲繩。
（2）將6X31SW, 6X36SW 類鋼絲繩定位為耐磨耗性鋼絲繩,。
（3）將UB ΣIWRC6XWS(31),UB-ΣIWRC6XWS(36)定義為難自轉(zhuǎn)鋼絲繩Σ型,。該類鋼絲繩與一般鋼絲繩相比，各繩股的捻距小,，鋼絲繩捻距大,。因而耐疲勞性優(yōu)異，與一般鋼絲繩相比,，抗自轉(zhuǎn)性及耐壓潰性提高,。
（4）推薦集裝箱起重機(jī)用DF IWRC6X36WS鋼絲繩。
（5）推薦 起重機(jī)用U4XSTS(39)鋼絲繩
（6）推薦6XP.WS(36)+IWRC 鋼絲繩用作岸橋主鉤鋼絲繩,。
5.2德國(guó)迪帕（DIEPA）公司
DIEPA-PI371 專用于所有的集裝箱起重機(jī),、門機(jī)、移動(dòng)式港口起重機(jī),。目前歐洲的許多港口和國(guó)內(nèi)的寧波港,、廈門港、深圳蛇口港的許多岸橋和場(chǎng)橋都是使用DIEPA-PI31 特種鋼絲繩,。目前，NOELL 生產(chǎn)的岸橋和場(chǎng)橋全部采用迪帕鋼絲繩,。
DIEPA-PI371,交互捻,、塑料墊襯鋼絲繩直徑ф7～70mm,抗拉強(qiáng)度分為1770，1960,，2160N/mm2三個(gè)級(jí)別,。
5.3南韓高麗制鋼株式會(huì)社
港口裝卸機(jī)械用鋼絲繩推薦使用6XP.S(19)+IWRC,、6XPFI(25)+IWRC、6XP.WS(26)+IWRC,、 6XP.Fi(29)+IWRC,、6XP.WS(36)+IWRC 或相同結(jié)構(gòu)纖維芯鋼絲繩。
還推薦使用8XP.Fi(25)+IWRC,8XP.Fi(29)+IWRC,8XP.WS(26)+IWRC,8XP.WS(36)+IWRC,35XP.7(WA),19XPA,19XP.S(19)和6XWS(26)+IWRC三角股形壓實(shí)鋼絲繩,。
