鋼質(zhì)滑輪硬度對6×19W+IWR鋼絲繩疲勞壽命的影響

來源：網(wǎng)絡(luò)|發(fā)布時間：2022-05-28 15:27:37| 瀏覽數(shù)：...

鋼絲繩使用范圍很廣，使用條件多種多樣，影響其疲勞壽命的因素很多1-]，如鋼絲繩強(qiáng)度級別、所受張力大小及均勻性、鋼絲繩與鋼絲直徑比的大小、滑輪繩槽形狀、滑輪材質(zhì)與硬度、鋼絲繩捻法及預(yù)張拉、繩芯結(jié)構(gòu)及材質(zhì)、接觸角（包角）、環(huán)境腐蝕、涂油等，其中滑輪的材質(zhì)與硬度對鋼絲繩疲勞壽命的影響非常大。鋼質(zhì)滑輪是最常用的，硬度選擇不當(dāng)，會導(dǎo)致鋼絲繩使用壽命低、消耗大，有時還可能發(fā)生無任何先兆的整根鋼絲繩斷裂事故，降低設(shè)備運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性、安全性與可靠性。筆者通過試驗，研究了鋼質(zhì)滑輪硬度對鋼絲繩疲勞壽命的影響。

1試驗原理及過程

1.1試驗原理

試驗裝置采用曲柄連桿短行程單弧段的試驗機(jī)（圖1》o試驗原理：曲柄連枉機(jī)構(gòu)使太滑輪4往復(fù)

旋轉(zhuǎn)，使鋼絲繩往復(fù)運(yùn)動，鋼絲繩在試驗滑輪上反復(fù)彎曲和伸直，檢測反復(fù)彎曲和伸直的3段鋼絲繩

（1.23滑輪處）的使用壽命，加載由加載油缸9來完成，力的大小由拉力傳感器8檢測。

1.2.3一試驗滑輪；一大滑輪；5-曲柄；6一連桿；

7一試驗鋼絲繩；8一拉力傳感器：9-加載油缸圖1滑輪鋼絲繩短行程疲勞試驗機(jī)結(jié)構(gòu)

Fg 1 Fatgue testhg machhe structure of puley and steelw ire rope short s toke

1.2試驗過程

試驗用

產(chǎn)，結(jié)構(gòu)為6×19W+WR.公稱直徑d為11mm破斷拉力下。為731k。

試驗用滑輪由牡丹江建筑機(jī)械廠按試驗設(shè)計的

需要制造，試驗滑輪有5種，每種加工2個。試驗滑輪采用熱軋生產(chǎn)，滑輪直徑D為300mm滑輪繩槽底半徑R為65mm，6種試驗滑輪的材質(zhì)、熱處理方式及繩措底部硬度見表1表1試驗滑輪材質(zhì)，熱處理方式及繩槽底部硬度

Tabe1 Testhg puley ma eralheat trea tmentmode and ope grcove hardness atbottm組

繩精底部

別材質(zhì)熱處理方式硬度BRC值45鋼表面鋅火十高溫國火30145鋼表面淬火十中溫國火4045鋼表面鋅火十恒器回大5020鋼漆碳后降火十中溫回火53220鋼滲碳后降火+低漏回火6020鋼熱軋后空冷170（HB硬度值）根據(jù)試驗鋼絲繩的規(guī)格和潛輪尺寸，確定以下

試驗參數(shù)；額定試驗載荷F=F./n=14.62kN（n為安全系數(shù)，一般取5）：鋼絲繩往復(fù)行程L=450mm：鋼絲繩循環(huán)頻率20次m im滑輪（含鋼絲繩）與鋼絲繩直徑比（D+d）/d=283.

根據(jù)GB5972-1986起重機(jī)械用鋼絲繩檢驗和報廢實(shí)用規(guī)范沖的規(guī)定、對于6×18W+WR交互捻鋼絲繩，當(dāng)6d長度范圍內(nèi)出現(xiàn)10根斷絲、或30d長度范圍內(nèi)出現(xiàn)19根斷絲時，即認(rèn)為鋼絲繩達(dá)到報廢標(biāo)準(zhǔn)（]，在額定試驗載荷下作用下從新繩

開始試驗，載止達(dá)到該斷絲數(shù)時的累計彎曲次數(shù)、即為鋼絲繩的使用壽命。

由于本試驗的往復(fù)行程L=450mm，小于滑輪

周長（x（D+d）=976mm的12故試驗機(jī)一個往復(fù)過程，鋼絲繩經(jīng)歷了由直到彎和由彎到直的2次

彎曲，在其累計工作壽命中記為2次。

2試驗結(jié)果和分析

21試驗結(jié)米

用于鋼絲繩使用壽命對比試驗的6個滑輪幾何

參數(shù)相同.按材質(zhì)、熱處理工藝不同分為兩組，每組用2根試驗鋼絲繩。兩組試驗的主要參數(shù)（鋼絲繩

拉力、往復(fù)行程、每分鐘往復(fù)次數(shù)、滑輪與鋼絲繩直徑比信等）相同，試驗結(jié)果見表2和圖.？

表2鋼絲繩使用壽命試驗結(jié)果對比

Tabb2 Testhg resu s con tastofw re rope serv ice le繩精底部使用壽平均壽相對

硬度lHRC值命軟命款壽命

30182156170897 176676 18340125 i731325681291201330154789146893 150841L5653102346123678113012L176089267.78688839520.8717d（HB便度值）906731028959678412.0r外16+

簽1牛I170中高|高的

|紙規(guī)度區(qū)中概度區(qū)環(huán)豐收

1020304機(jī)50有

覽植薩按HRC值

圖2鋼絲繩與不同硬度纜槽配合使用的相對壽命

Fg2Re a the lite ofw re rope mathngwih dfferent hardhess rope gioove

22試驗分析

從表2和圖2可以得出以下結(jié)論。

（1）從低硬度滑輪到中硬度、中高硬度和高硬

度滑輪.與其匹配的試驗鋼絲繩使用壽命曲線為雙

峰形（倒w形），呈現(xiàn)兩頭低、中間高的情況，說明

滑輪繩槽表面硬度過低和過高，均對鋼絲繩使用壽

命不利。

（2）在所試驗的6種硬度的滑輪中，與HRG值

為30的滑輪匹配的鋼絲繩壽命最長，相當(dāng)于與20鋼滑輪匹配的183倍；位于中高硬度區(qū)（與鋼絲硬

度相當(dāng)）HRC值為50的其次，達(dá)156倍，說明將繩

槽表面硬度HRC值控制在30~50對提高鋼絲繩

使用壽命有利。

3結(jié)語

滑輪繩槽硬度不同，對6×19W+WR鋼絲繩

疲勞損傷的影響不同：從低硬度到中硬度、中高硬度

和高硬度滑輪，試驗鋼絲繩使用壽命曲線呈雙峰形

（倒w形）。滑輪繩槽表面硬度過低和過高，均對鋼

絲繩使用壽命不利。因此在設(shè)計和制造滑輪時.要

合理選擇滑輪硬度，以提高鋼絲繩的疲勞壽命。