鋼質滑輪硬度對6×19W+IWR鋼絲繩疲勞壽命的影響

來源：網絡|發(fā)布時間：2022-05-28 15:27:37| 瀏覽數：...

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、滑輪材質與硬度、鋼絲繩捻法及預張拉、繩芯結構及材質、接觸角（包角）、環(huán)境腐蝕、涂油等，其中滑輪的材質與硬度對鋼絲繩疲勞壽命的影響非常大。鋼質滑輪是最常用的，硬度選擇不當，會導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，降低設備運營的經濟性、安全性與可靠性。筆者通過試驗，研究了鋼質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（圖1》o試驗原理：曲柄連枉機構使太滑輪4往復

旋轉，使鋼絲繩往復運動，鋼絲繩在試驗滑輪上反復彎曲和伸直，檢測反復彎曲和伸直的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結構

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，結構為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械廠按試驗設計的

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，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、熱處理方式及繩措底部硬度見表1表1試驗滑輪材質，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）根據試驗鋼絲繩的規(guī)格和潛輪尺寸，確定以下

試驗參數；額定試驗載荷F=F./n=14.62kN（n為安全系數，一般取5）：鋼絲繩往復行程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GB5972-1986起重機械用鋼絲繩檢驗和報廢實用規(guī)范沖的規(guī)定、對于6×18W+WR交互捻鋼絲繩，當6d長度范圍內出現10根斷絲、或30d長度范圍內出現19根斷絲時，即認為鋼絲繩達到報廢標準（]，在額定試驗載荷下作用下從新繩

開始試驗，載止達到該斷絲數時的累計彎曲次數、即為鋼絲繩的使用壽命。

由于本試驗的往復行程L=450mm，小于滑輪

周長（x（D+d）=976mm的12故試驗機一個往復過程，鋼絲繩經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試驗結果和分析

21試驗結米

用于鋼絲繩使用壽命對比試驗的6個滑輪幾何

參數相同.按材質、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（鋼絲繩

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

表2鋼絲繩使用壽命試驗結果對比

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）HRC值為50的其次，達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）?；喞K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。