クレーン滑車の故障解析と予防対策

クレーンが作動しているとき、クレーン滑車作動システムは非常に重要な役割を果たします。巻き上げられた鋼線ロープが回転して張力を伝達し、張力の方向を変えることができ、省力化の目的を達成できます。クレーンの滑車が故障すると、鋼線ロープが溝から外れたり滑ったりして、深刻な結果を引き起こします。したがって、クレーン滑車の故障分析は、安全性と経済性において大きな意義を持っています。

クレーン滑車の故障解析

クレーンの作業過程において、クレーンの滑車作業システムは鋼線ロープからの引張力を受けます。一定期間作業すると、疲労摩耗が発生します。疲労摩耗は接触疲労です。2つの接触体が相対的に滑ったり転がったりすると、接触領域に形成される周期的な応力が材料の疲労強度を超え、亀裂が生じて継続的に拡大し、摩耗が発生します。摩耗はクレーン滑車の故障の主な原因です。

1. クレーン滑車のロープ溝底の凹み

ある程度のプーリのへこみが発生すると、プーリのへこみによる故障が発生します。主な原因は次のとおりです。

クレーン滑車を長期間使用すると、滑車の凹みに亀裂が生じ、隙間が徐々に広がります。張力の往復作用により滑車溝の塑性変形が発生し、滑車溝の表面に跡が残り、滑車溝に深い滑り帯が形成されます。
滑車溝面の周期的摩耗メカニズム。クレーンが物体を持ち上げると、物体がわずかに揺れ、鋼線ロープと滑車がある程度揺れ、摩擦と車輪溝の摩耗が発生します。クレーンが横方向に移動すると、摩耗の程度が悪化します。

2. クレーン滑車へのワイヤーロープの圧力

ワイヤーロープは、滑車の動きによって生じる曲げ応力に加え、滑車との接触によって生じる半径方向の圧力も受けます。この圧力はワイヤーロープにせん断応力を生じさせ、ワイヤーロープの構造を変化させ、滑車ロープ溝の摩耗率に影響を与えます。したがって、適切なスチールワイヤーロープ構造を選択する際には、この圧力の大きさと滑車材料の耐摩耗性能を考慮する必要があります。たとえば、品質の良い熱間圧延滑車を選択できます。

3. その他の失敗要因

腐食もクレーン滑車の故障の一般的な要因です。複雑な作業環境では、腐食性雰囲気が頻繁に発生し、クレーン滑車の耐用年数に大きな影響を与えます。
使用中に過負荷がかかると、クレーン滑車にかかる瞬間的な力がその耐荷重範囲を大幅に超え、故障や損傷が発生しやすくなります。
クレーンの滑車の温度が高すぎたり低すぎたりすると、耐摩耗性が低下し、脆くなります。

クレーン滑車の故障予防対策

1. 持ち上げる速度を制御する

車輪溝の凹みの重要な原因は衝撃荷重です。吊り上げ輸送の過程で、加速や吊り上げによる接触応力は均一応力の（1〜2）倍であるため、ワイヤーロープ巻き取りシステムの研究は非常に重要です。実際の応用の過程では、プーリが受ける衝撃荷重と鋼線ロープとプーリ溝間の摩擦係数を減らすために、加速を適時に制御する必要があります。

2. 鋼線ロープとクレーン滑車間の接触応力を強化する

クレーンの作業過程における鋼線ロープと滑車の動作原理を分析すると、滑車のへこみは主に滑車ブロックの主な力支持点が滑車溝の底に集中しているためであると結論付けられます。スリングで重い物を持ち上げる場合、揺れなどの影響により、鋼線ロープの交互摩擦により滑車溝に疲労摩耗が生じ、滑車底に明らかなへこみが生じ、亀裂の伝播や破損が深刻な結果をもたらします。そのため、鋼線ロープの直径に合わせたパッドを表面積に合わせて設置し、鋼線ロープと滑車との接触応力を強化し、鋼線ロープと滑車溝との摩擦を減らすことができます。