工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置及维护保养方法

摘要

一种工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置及维护保养方法，包括：放卷部分；清洗部分；所述清洗部分的加热水箱内置有：用于去除钢丝绳中夹杂的泥沙等的曲折式一次除泥机构和震动式二次除泥机构，加热器及用于进一步清洗、除锈、去除泥沙等的喷射器；无损检测部分；上油部分；收卷部分及控制部分。根据本发明的钢丝绳的维护保养装置及其方法，可以对尚未达报废条件的钢丝绳进行高效、及时的维护保养，由此，不仅可以大大降低因钢丝绳断丝等导致的安全事故的发生，且可大幅度提高钢丝绳的使用效率和使用寿命。另外，本发明的钢丝绳的清洗、检测、上油一体装置及其维护保养方法也大幅度降低钢丝绳的维护保养成本和工程管理成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置及维护保养方法，更具体的说，本发明涉及一种野外工程用防卷绕钢丝绳的清洗、检测、上油一体装置及使用该装置的维护保养方法。

背景技术

一些野外工程，例如，电力系统在野外做架空高压或超高压电路，或野外车辆牵引、井道作业、矿山、港口作业等中的牵引、负荷操作等时，需用编织型工程用防卷绕钢丝绳作牵拉负荷的载体。由于野外作业的自然条件较差，因此，所述编织型防卷绕钢丝绳经使用一、二次之后，该编织型防卷绕钢丝绳上沾满土、砂和小石子，并且，不可避免地产生锈蚀和断丝。又因为工作时此钢丝绳承受极大负荷，一旦在工作时断裂，将会造成极严重的后果。例如，钢丝绳断裂会导致重大生产、安全事故，在造成重大经济损失的同时，也造成重大人员伤亡；钢丝绳如击打在操作工人身上则会造成伤亡事故。据统计，近几年来，每年因工程用防卷绕钢丝绳的断裂造成的重大事故与日俱增。

迄今为止，各工程部门对于野外使用的编织型防卷绕钢丝绳都有一定的安全生产使用要求及报废条件及使用期限。要求对用于野外工程用防卷绕钢丝绳作定期检测，要求所使用的钢丝绳在达一定条件下改换使用或报废。例如，如所使用的编织型防卷绕钢丝绳中的断丝根数达到10％式报废。在达到3％时必须加强注意，达到6％时必须增加使用根数。然而，以往的钢丝绳检测方法落后，无法检测大钢丝绳除断丝之外的其他受损情况。另外，以往的编织型防卷绕钢丝绳检测麻烦，无专用于编织型防卷绕钢丝绳的检测设备。

另一方面，以往对编织型防卷绕钢丝绳的检测仅仅止于检测而已。无法对处于受损状态下的编织型防卷绕钢丝绳进行适当的维护保养。

为防止受损的编织型防卷绕钢丝绳发生断裂，以往也有人对所述使用后的编织型防卷绕钢丝绳进行清洗，或进行上油，以改善编织型防卷绕钢丝绳的使用姿态，并提高其使用效率和使用寿命。然而，以往对编织型防卷绕钢丝绳进行的清洗或上油多系人工操作，无法对处于受损状态下的编织型防卷绕钢丝绳进行批量、高效的维护保养。因钢丝绳的清洗、上油、检测等维护保养工序的繁重，又无法同时进行，导致维护保养成本大的同时，也使得尚未达到报废条件及使用期限的编织型防卷绕钢丝绳过早报废，或加速其锈蚀和断丝，严重影响其有效使用及使用寿命。

据统计，目前，光上海超高压电力公司就有数十万米这样的尚未达到报废条件及使用期限的编织型防卷绕钢丝绳亟待进行清洗、检测等维护保养。如此堆积的大量尚未达到报废条件及使用期限的编织型防卷绕钢丝绳，不仅影响其有效使用，增加工程成本，也给管理带来了困难。

本发明为解决上述问题而专门进行了研究。本发明的目的在于：提供一种工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置及维护保养方法，更具体的说，本发明提供一种野外工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置及维护保养方法。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置及其方法，可以对尚未达到报废条件及使用期限的编织型防卷绕钢丝绳进行高效、及时、系列的清洗、检测和上油，由此，不仅可以大大降低所述受损的工程用防卷绕钢丝绳因断丝等导致的生产安全事故的发生率，且可大幅度提高编织型防卷绕钢丝绳的使用效率和使用寿命，其使用寿命比较以往，达到二倍左右。另外，本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置及其方法系一种野外工程用防卷绕钢丝绳的清洗、检测、上油一体装置及其方法，由此也大幅度降低钢丝绳的维护保养成本和工程管理成本。

发明内容

本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置由下述部分组成：

1.放卷部分，

2.清洗部分，

所述清洗部分为一加热式清洗水箱，所述加热式清洗水箱内置有：用于去除钢丝绳中夹杂的泥块、沙石等杂质的曲折式一次除泥机构和震动式二次除泥机构，电加热器，及用于进一步清洗油污、除锈和去除钢丝绳中夹杂的泥块、沙石等杂质的喷射器；

所述用于去除钢丝绳中夹杂的泥块、沙石等杂质的曲折式一次除泥机构为横贯所述清洗水箱横向、即，垂直于所述清洗水箱中的钢丝绳的运动方向、具有上下位差设置的钢丝绳导向轮或导向辊筒，所述震动式二次除泥机构为对运动中的钢丝绳进行击打的振动器；

3.用于定量测出经清洗的钢丝绳的断丝、锈蚀、磨损和疲劳程度的无损检测部分；

4.用于对经清洗、检测的钢丝绳外表面涂覆防锈油的上油部分；

5.收卷部分；

6.控制部分。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置，所述放卷部分设置有用于控制放卷速度的变频电机、杠杆式传感器和绕线架。

绕线架的线速度的变化和变频电机的转速之间的关系由一杠杆式传感器进行转换，利用杠杆的机械放大作用，将较小的线速度变化而引起的张力变化，转换成电信号的变化，再用此电信号去控制变频电机的转速。随着绕线架上的钢丝绳绕线半径逐步减小，使绕线架的角速度逐步增加，从而保持了线速度的始终一致。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置，所述横贯所述清洗水箱横向的、具有上下位差的导向轮或导向辊筒设置7-10个，更好的是，所述横贯所述清洗水箱横向的、即，垂直于所述清洗水箱中的钢丝绳的运动方向、具有上下位差的钢丝绳导向轮或导向辊筒，设置9个，以使运动通过的所述清洗水箱中的钢丝绳反复曲折、扭曲，，使钢丝绳中的结块泥沙等掉下。

上述曲折导向轮或轴辊使得钢丝绳在运行时反复曲折，这样在钢丝绳不断的正反扭曲时，结块的泥沙会经不起扭曲而掉下。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置，所述清洗水箱中的水在电加热器的加热下，加热至沸腾。

因为，清洗、除锈液的水在沸腾的情况下，可加速清除钢丝绳上的油污和锈蚀。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置，所述无损检测部分采用弱磁探伤检测仪。

所述弱磁探伤检测仪由弱磁加载部分、检测部分及计算机部分构成。

籍此，可在运动状态下不损伤钢丝绳，就对钢丝绳作全过程检测，可定量测出钢丝绳的断丝、锈蚀、磨损和疲劳，并根据预定的使用标准，对此检测的钢丝绳作出合格与否的结论，及各种建议处理。

根据本发明，采用计算机设备，每卷钢丝绳检测结束，把检测到的所有数据存贮起来，并可实时观看此钢丝绳在检测时的所有即时曲线和数据，如有重大损伤会即时报警，更严重到达报废标准的，也可立即停机。最后按要求打印检测表格，作为存档用。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置，所述上油部分对钢丝绳上油膜的厚度为1-4μm。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置，所述无损检测部分采用弱磁探伤检测仪的检测速度控制在0-30m/s，钢丝绳检测直径范围为Φ1--Φ26mm，与被测物表面最大间隙控制在30mm。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置，所述收卷部分设置有用于控制放卷速度的变频电机、压力传感器和绕线架。其原理类似收卷部分，但其运动方向相反。

本发明又提供一种工程用防卷绕钢丝绳的维护保养方法，上述方法由下述工序组成：

1.放卷工序，

2.清洗工序，

所述清洗工序中，使钢丝绳衡速通过清洗水箱，在加热至沸腾的清洗水箱内，在横贯所述清洗水箱横向、即，垂直于所述清洗水箱中的钢丝绳的运动方向、具有上下位差而设置的多个导向轮或导向辊筒的导引下，上下反复曲折，去除钢丝绳中夹杂的泥块、沙石等杂质，随后震动式二次除泥机构对经上述曲折去泥的钢丝绳进行震动、击打，在此去除泥沙等，设置于清洗工序末道的喷射器对钢丝绳进行喷射清洗，进一步去除油污、除锈和钢丝绳中夹杂的泥块、沙石等杂质，

3.检测工序，在此对定量测出经清洗的钢丝绳的断丝、锈蚀、磨损和疲劳程度进行无损检测，检测信息反馈至控制工序；

4.上油工序，在此对经清洗、检测的钢丝绳外表面涂覆防锈油进行上油；

5.收卷工序；

6.控制工序。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养方法，所述放卷工序设置有用于控制放卷速度的变频电机、杠杆式传感器和绕线架。

绕线架的线速度的变化和变频电机的转速之间的关系由一杠杆式传感器进行转换，利用杠杆的机械放大作用，将较小的线速度变化而引起的张力变化，转换成电信号的变化，再用此电信号去控制变频电机的转速。随着绕线架上的钢丝绳绕线半径逐步减小，使绕线架的角速度逐步增加，从而保持了线速度的始终一致。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的清洗、检测、上油一体方法，所述横贯所述清洗水箱纵向、即，垂直于所述清洗水箱中的钢丝绳的运动方向的具有上下位差的导向轮或导向辊筒设置7-10个，更好的是，设置9个，以使运动通过的所述清洗水箱中的钢丝绳反复曲折、扭曲，，使钢丝绳中的结块泥沙等掉下。

上述曲折导向轮或轴辊使得钢丝绳在运行时反复曲折，这样在钢丝绳不断的正反扭曲时，结块的泥沙会经不起扭曲而掉下。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养方法，将所述清洗水箱中的水加热至沸腾。

因为，清洗、除锈液的水在沸腾的情况下，可加速清除钢丝绳上的油污和锈蚀。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养方法，所述无损检测部分采用弱磁探伤检测仪。

所述弱磁探伤检测仪由弱磁加载部分、检测部分及计算机部分构成。

籍此，可在运动状态下不损伤钢丝绳，就对钢丝绳作全过程检测，可定量测出钢丝绳的断丝、锈蚀、磨损和疲劳，并根据预定的使用标准，对此检测的钢丝绳作出合格与否的结论，及各种建议处理。

根据本发明，采用计算机设备，每卷钢丝绳检测结束，把检测到的所有数据存贮起来，并可实时观看此钢丝绳在检测时的所有即时曲线和数据，如有重大损伤会即时报警，更严重到达报废标准的，也可立即停机。最后按要求打印检测表格，作为存档用。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养方法，所述上油部分对钢丝绳上油膜的厚度为1-4μm。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养方法，所述无损检测部分采用弱磁探伤检测仪的检测速度控制在0-30m/s，钢丝绳检测直径范围为Φ1--Φ26mm，与被测物表面最大间隙控制在30mm。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养方法，所述收卷部分设置有用于控制放卷速度的变频电机、压力传感器和绕线架。所述收卷部分原理类似收卷部分，但其运动方向相反。所述压力传感器籍由对收卷轮所承受的钢丝绳压力测定钢丝绳张力，调节其速度，以均匀卷绕所述钢丝绳。

本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置和方法，适用于11x11--24x24的各种防卷绕钢丝绳的清洗、检测、上油，并可以对上述尚未达到报废条件及使用期限的编织型防卷绕钢丝绳进行高效、及时、系列的清洗、检测和上油，由此，不仅可以大大降低所述受损的工程用防卷绕钢丝绳因断丝等导致的生产安全事故的发生率，且可大幅度提高编织型防卷绕钢丝绳的使用效率和使用寿命，其使用寿命比较以往，达到二倍。另外，本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养方法系一种工程用防卷绕钢丝绳的清洗、检测、上油一体装置及其方法，由此，也大幅度降低钢丝绳的维护保养成本和工程管理成本。

附图说明

图1所示为本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置的平面示意图。

图2所示为本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置中清洗水箱侧视示意图。

图3所示为本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置中的排线架示意图。

图4所示为本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置中的卷绕架示意图。

图5所示为本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置中的杠杆式传感器。

图中，1为清洗水箱，2为用于曲折所述钢丝绳的曲折导向轮或导向辊筒，3为震动式二次除泥机构的击打器，4为喷射器，5为加热器，6为钢丝绳的水箱入口导引辊，7为水箱出口导引辊，W为排污口，G为钢丝绳。8为滤网。

9为对钢丝绳进行检测的无损检测部分，10为上油部分，11A放卷部分，11B为收卷部分，12为变频电机，13为杠杆式传感器，14为绕线架，15为杠杆式传感器中的前导轮，16为杠杆式传感器中的张紧轮，17为杠杆式传感器中的后导轮，18为转轴，19为杠杆式传感器中的平衡块，20为收卷架的收卷轴架，21为绕线架及收卷架的升降机，22为上油部分的导入口，23为上油部分的导出口，Y为液面，24为排线轮，25为排线轮上的双向走槽，26为导向轮。

具体实施方式

以下，据具体实施例，进一步说明本发明。

实施例1

使用本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养用装置及方法，对11x11--24x24的各种电力工程用的防卷绕钢丝绳进行清洗、检测、上油一体的维护保养。

如图1所示，本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养用的清洗、检测、上油一体装置由放卷部分11A、清洗水箱1、无损检测部分9、上油部分10、收卷部分11B构成。

如图1所示，放卷线速度保持恒定的钢丝绳G从右向左，顺序进入本发明的装置的放卷部分11A、清洗水箱1、无损检测部分9、上油部分4及收卷部分11B。

首先，由升降机21将待清洗、上油、检测处理的钢丝绳卷轴提升至所述放卷部分11A的操作平台。然后，由所述放卷部分11A设置的用于控制放卷速度的变频电机12驱动放卷钢丝绳。

为控制放卷线速度保持恒定，放卷部分11A设有杠杆式传感器11。如图3所示，放卷部分11A设有杠杆式传感器11。图中箭矢为钢丝绳G的走向示意，张紧轮16和平衡块19都装在4#转轴上，如果张力在平衡值左右，则张紧轮16和平衡臂(块)19处于基本水平位置，如张力下降(钢丝绳松)则张紧轮16上升，而平衡臂19下降，而张力过大，则反之。用三只接近开关，探测这三个预先设定位置，并将信呈反馈到调频控制器(未图示)，从而调节变频电机12的速度，张力下降则放卷角速度减慢，反之则增加，平衡臂19处于水平位置时，则保持电机速度不变。

然后，如图1所示，放卷线速度保持恒定的钢丝绳G从右向左，进入清洗水箱1。又，如图1、图2(图2放卷线速度保持恒定的钢丝绳G从左向右，进入清洗水箱1)所示，所述清洗水箱1设置有：用于去除钢丝绳中夹杂的泥块、沙石等杂质的曲折式一次除泥机构和震动式二次除泥机构，所述除泥机构为横贯所述清洗水箱1横向而设、多个具有上下位差的导向轮或导向辊筒2，所述震动式二次除泥机构为设于钢丝绳的水箱出口一侧、对运动中的钢丝绳进行击打的击打振动器3。所述放卷线速度保持恒定的钢丝绳G通过清洗水箱1的运行速度通常可保持在500-2000m/小时。在本实施例中，更多地采用500-1000m/小时的钢丝绳G的运行速度。

作为所述用于去除钢丝绳中夹杂的泥块、沙石等杂质的曲折式一次除泥机构的多个具有上下位差的导向轮或导向辊筒2，待清洗的钢丝绳在上述导向轮或导向辊筒的导向下，反复曲折、扭曲地通过清洗水箱，结块的泥沙等会经不起扭曲，而掉下。

在加热式一次清洗水箱1中，清洗箱内装有六组共计18KW加热器5，并加有200多立升添加了特种清洗、除锈液的水，在沸腾的情况下，让钢丝绳G经过，用以清洗油污和除锈。清洗水箱1内的水加热至沸腾，加速泥沙等的分散、落下，同时，加速锈蚀、锈斑的去除。

当钢丝绳运动至清洗水箱中时，设置于清洗水箱中的震动式二次除泥机构，即击打震动器3对运动中的钢丝绳进行击打，所述震动式二次除泥机构由一只小电机带动一只转盘，转盘上的三只击打锤，以1000--2000N左右的力打击钢丝绳，调节击打的速度，使击打频率接近钢丝绳的共振频率，钢丝绳产生强烈振动，从而使污物冲入水中。进一步震动去除泥沙等。所述设置于清洗水箱中的震动式二次除泥机构，即击打震动器3可以设置于所述清洗水箱中钢丝绳运行途中任意处。在本实施例中，设置于所述清洗水箱中钢丝绳运行的起始处。

在清洗水箱1中，安装有过滤网8，将经过滤的水，用一只泵引到水箱近出口处，通过在水面上方的三只塑料喷口4(机床上用的)，以0.4-0.6Mpa的压力，以每小时4-6m³的速度，喷射出来。当钢丝绳从该处通过时，将附在钢丝绳表面的污水冲走。

经冲洗后的钢丝绳，在水箱出口处通过热风干燥，基本干燥后(不再滴水)，进入下一工序。

在下一工序的无损检测部分9，无损检测工序采用弱磁探伤检测仪。所述弱磁探伤检测仪由弱磁加载部分、检测部分及计算机部分构成。

其次，无损检测部分9用于定量测出经清洗的钢丝绳的断丝、锈蚀、磨损和疲劳程度的无损检测。所述上油部分10用于对经清洗、检测的钢丝绳外表面涂覆防锈油的。

本系统采用了当代最先进的弱磁探伤检测仪，可在运动状态下，不损伤钢丝绳，就对钢丝绳作全过程检测，可定量测出钢丝绳的断丝、锈蚀、磨损和疲劳，并根据预定的使用标准，对此检测的钢丝绳作出合格与否的结论，及各种建议。

本仪器弱磁探伤检测仪分三个部分，分述如下：

弱磁加载部分：

安装在清洗箱出口处，通电后，能产生较弱的磁场，对于从中通过的钢丝绳进行磁化。由于磁场很弱，因此钢丝绳表面的剩余磁场也很弱，而弱磁场的稳定性很好，不容易衰减，因此一次加载弱磁，可以保证三个月内无须再加载。

检测部分：

本系统的主要部分，利用“空间磁场矢量合成原理”的新理论，先加一反磁场，并加以标定，使原有的弱磁和空间杂散磁场及周围的铁磁物质产生的磁场全部抵消为“零”，此时钢丝绳若有断丝等损伤，使原有弱磁发生变化，此变化量就突出来了。再用“窦氏元件”，一种比传统的霍尔元件的灵敏度要高出数万倍的高灵敏传感器，检测出此磁场的变化，再经过计算，定量测出钢丝绳的各种损耗。

计算机：每卷钢丝绳检测结束，把检测到的所有数据存贮起来，并可实时观看此钢丝绳在检测时的所有即时曲线和数据，如有重大损伤会即时报警，更严重到达报废标准的，也可立即停机。最后按要求打印检测表格，作为存档用。

根据实施例1的无损检测装置及方法，检测速度在0-30m/s，检测范围在Φ1--Φ26mm，与被测物表面最大间隙：30mm。

此检测系统的检测指标如下：

定量判断的不确定度：＜0.05％，

一次检出率：＞98％，

检测重复率：＞98％，

定量准确率：＞95％，

损伤点轴向误差：＜±10mm。

经上述工序即检测合格的钢丝绳进入上油部分10，以在外表面涂一层防锈油，用以保护钢丝绳免受侵蚀。上油部分采用浸入式，也即钢丝绳浸没在油中，并在油中走过，这样油就自动深入钢丝绳的缝隙里，起到上油目的。

本设备配制时，经调研，采用特种防锈油，上述使用的防锈油应具有以下特点：粘度低，流动性好，易于附着在钢丝绳表面。如此，则因为粘度与水差不多，故上油后在钢丝绳表面形成的油膜很薄，约1-4μ，因而油的实际用量很少。而且粘度随着温度的变化，几乎没有变化，因此在寒冷的冬天也无须加热就能正常上油。另外，要求该防锈油还有钝化作用，因此其防锈效果比一般的防锈油要好得多，且便于操作。

在本实施例中，收卷部分11B的收卷原理、方法及其装置类似于放卷部分11A，但其运动相反，即，随着卷绕半径的逐步增大，角速度要随之降下来，保持恒张力和恒线速度。因为，收卷对恒张力要求更高，因此放卷时的三位式探测器就不能使用了，本设备是在上油的出口导向组件下方，安装了高灵敏的用于衡器的压力传感器，由于卷绕半径的变化，引起线速度的变化，从而引起张力的变化，这很微小的变化，压力传感器都能探测到，并输出相应的电信号，去控制变频电机，调整转速，达到保持恒张力的目的。

再有，为使钢丝绳卷绕在收卷架上基本整齐，在收卷架前还装了排线装置，该排线装置为一排线轮24。如图4所示，当钢丝绳压着排线轮24运动时，排线轮会在排线轮轴25上旋转，并顺着轴25上的导向沟作轴向运动。当此导向轮到达端点时，会顺着另一方向的螺旋导向沟作反向运动。由于此导向轮在轴上的双向运动，使钢丝绳在卷绕到轴架上比较整齐。

因为每一只钢丝绳轴架，加上钢丝绳的重量，达到1吨多近2吨。因此在轴架装卸时，用螺旋丝杆顶升器作升降。放卷和收卷部分，各装了一台10吨起重力的升降机，可分别升降。

在本实施例中，控制部分采用一台PC程序控制器(图中未示)，作为整套设备的心脏部分，而触摸显示屏是人机对话的显示平台(图中未示)，和实时输出输入设备。一旦在触摸屏上设置好被清洗钢丝绳的规格和速度，只要按下启动按钮，则全自动运行。一旦有故障或钢丝绳损坏过多，均会报警甚至自动停车。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置，其清洗水箱长度可在1-3m长度，整个装置占地约10平方米左右。

根据本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置和维护保养方法，可以对尚未达到报废条件及使用期限的编织型防卷绕钢丝绳进行高效、及时、系列的清洗、检测和上油，由此，不仅可以大大降低所述受损的工程用防卷绕钢丝绳因断丝等导致的生产安全事故的发生率，且可大幅度提高编织型防卷绕钢丝绳的使用效率和使用寿命，其使用寿命比较以往，达到二倍。另外，本发明的工程用防卷绕钢丝绳的维护保养装置和方法系一种工程用防卷绕钢丝绳的清洗、检测、上油一体装置及其方法，由此，也大幅度降低了钢丝绳的维护保养成本和工程管理成本。