鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)方法

    鋼絲繩作為在物料搬運(yùn)機(jī)械中起到提升、牽引、拉緊和承載之用的撓性構(gòu)件，因具有強(qiáng)度高、自重輕、彈性好、工作平穩(wěn)可靠、承受動(dòng)載和過(guò)載能力強(qiáng)以及在高速工作條件下運(yùn)行和卷繞無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn)，在建筑、礦產(chǎn)、冶金、交通、旅游等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各主要行業(yè)和部門(mén)得到廣泛應(yīng)用。但在實(shí)際使用過(guò)程中，由于各鋼絲之間、繩股之間和鋼絲繩與曳引輪槽之間的磨損，鋼絲繩的使用壽命往往會(huì)受到一定的影響，嚴(yán)重甚至?xí)霈F(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，對(duì)群眾的生命財(cái)產(chǎn)造成一定的威脅：

       據(jù)新聞報(bào)道，12月12日9時(shí)45分，遼寧省朝陽(yáng)市消防救援支隊(duì)人民路消防救援站接到群眾報(bào)警，位于朝陽(yáng)市建平縣酒店附近一個(gè)賣(mài)勞保用品的門(mén)市房?jī)?nèi)有1人墜入庫(kù)房地窖，消防救援站立即出動(dòng)搶險(xiǎn)救援消防車(chē)1輛，消防指戰(zhàn)員5名，趕赴現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施救援。經(jīng)過(guò)17分鐘的現(xiàn)場(chǎng)救援，老人被消防員成功安全救出，移交給正在現(xiàn)場(chǎng)等候的120并送往醫(yī)院進(jìn)行救治。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)詢(xún)問(wèn)得知，被困者為一名約60歲的女性，事發(fā)前正乘坐自家貨運(yùn)升降機(jī)進(jìn)入地窖，但由于升降機(jī)鋼絲繩突然斷裂，墜入約4米深的庫(kù)房地窖。 

       類(lèi)似的事故時(shí)有發(fā)生，為避免鋼絲繩斷裂情況的出現(xiàn)，除了注意正確裝卸鋼絲繩和日常的維護(hù)保養(yǎng)，更應(yīng)嚴(yán)格控制鋼絲繩產(chǎn)品質(zhì)量并了解其彎曲疲勞壽命，下面就根據(jù)YB/T4288《電梯用鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)方法》和GB/T12347《鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)方法》來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下鋼絲繩彎曲疲勞壽命的測(cè)定方法。

一、試驗(yàn)范圍

       本方法適用于電梯曳引用鋼絲繩彎曲疲勞壽命的測(cè)定。

二、試驗(yàn)原理

       鋼絲繩試樣模擬電梯運(yùn)行的實(shí)際工況以一定的包角繞過(guò)試驗(yàn)輪（曳引輪），并對(duì)其施加張力，以一定的頻率反復(fù)彎曲，考核鋼絲繩承受彎曲疲勞的性能。

三、試樣制備

1、鋼絲繩試樣應(yīng)符合GB 8903及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，試樣長(zhǎng)度根據(jù)鋼絲繩規(guī)格和試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)確定。

2、試樣應(yīng)從外觀檢查合格的鋼絲繩上截取，試樣兩端在截取之前，應(yīng)用軟金屬絲或夾頭緊固。

3、試驗(yàn)前，試樣應(yīng)去除表面的污漬。

四、試驗(yàn)裝置

1、萬(wàn)測(cè)鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)

     萬(wàn)測(cè)鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)采用臥式結(jié)構(gòu)，由試驗(yàn)輪、導(dǎo)向輪、載荷輪、計(jì)數(shù)裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成，通過(guò)模擬鋼絲繩試樣在電梯運(yùn)行的實(shí)際工況，對(duì)試樣施加張力，使其以一定的頻率反復(fù)彎曲，用以測(cè)定鋼絲繩承受彎曲疲勞的性能。

萬(wàn)測(cè)鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)

設(shè)備特點(diǎn)：

1、臥式結(jié)構(gòu)，便于安裝鋼絲繩試驗(yàn)；

2、氣動(dòng)加載，連續(xù)自動(dòng)可調(diào)；

3、變頻電機(jī)調(diào)速；

4、大屏顯示，觸摸屏輸入；

5、獨(dú)立計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。

2、試驗(yàn)輪

     試驗(yàn)輪材質(zhì)一般選取球墨鑄鐵，試驗(yàn)輪硬度為 220HBW~260HBW，輪槽內(nèi)表面硬度偏差應(yīng)不大于15HBW。有特殊要求時(shí)，也可采用其他材質(zhì)或硬度的試驗(yàn)輪。試驗(yàn)輪的槽型有帶切口的U型槽、U型槽和V型槽三種，如圖1所示。一般情況下，使用帶切口的U型槽試驗(yàn)輪。試驗(yàn)輪的節(jié)圓直徑為鋼絲繩公稱(chēng)直徑的40倍，其他導(dǎo)向輪的尺寸應(yīng)不大于試驗(yàn)輪，試驗(yàn)輪及其他導(dǎo)向輪應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。試驗(yàn)輪的尺寸偏差應(yīng)符合 GB/T12347規(guī)定，試驗(yàn)輪槽型尺寸應(yīng)符合GB7588和GB/T24478規(guī)定，槽型角和切口角一般分別取40°和 90°。

五、試驗(yàn)參數(shù)

1、張力

     鋼絲繩張力應(yīng)按照公式（1）計(jì)算： 

2、包角

     根據(jù)典型的電梯曳引用鋼絲繩繞繩方式（如圖2）將電梯鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)包角的范圍定為150°～180°，仲裁試驗(yàn)時(shí)包角為165°，允許偏差為±2°。

3、試驗(yàn)頻率

     根據(jù)電梯實(shí)際運(yùn)行工況，彎曲疲勞試驗(yàn)頻率由供需雙方協(xié)商確定，仲裁試驗(yàn)時(shí)頻率為60次/min.

4、試驗(yàn)次數(shù)

     試驗(yàn)次數(shù)應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)要求的規(guī)定，或由供需雙方協(xié)議確定。

5、伸長(zhǎng)率

     彎曲疲勞伸長(zhǎng)率按照公式（2）計(jì)算： 

六、試驗(yàn)步驟

1、試驗(yàn)一般在室溫10℃～35℃范圍內(nèi)進(jìn)行，仲裁試驗(yàn)時(shí)溫度為23℃±5℃。

2、試驗(yàn)前應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求選擇試驗(yàn)參數(shù)，并檢查試驗(yàn)輪輪槽表面及尺寸，不得有影響使用的缺陷。試驗(yàn)輪輪槽應(yīng)清潔干凈，不得涂油。

3、將鋼絲繩試樣安裝在試驗(yàn)機(jī)上，固定端頭，施加張力，然后標(biāo)記有效長(zhǎng)度，同時(shí)測(cè)量其直線部分的實(shí)際直徑。標(biāo)記部位為繞過(guò)試驗(yàn)輪的鋼絲繩段，仲裁試驗(yàn)時(shí)標(biāo)記長(zhǎng)度為2.5倍試驗(yàn)輪節(jié)圓直徑。

4、啟動(dòng)電源，計(jì)數(shù)裝置復(fù)位回零。

5、啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，每運(yùn)行24h后停機(jī)一次，停機(jī)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)30min。觀察繞過(guò)試驗(yàn)輪的鋼絲繩段，用目測(cè)或鋼絲繩探傷儀檢查鋼絲繩中鋼絲的折斷情況，并測(cè)量鋼絲繩繩徑、鋼絲繩標(biāo)記有效長(zhǎng)度，直至完成規(guī)定的試驗(yàn)循環(huán)數(shù)。如在試驗(yàn)過(guò)程中達(dá)到相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議規(guī)定的斷絲數(shù)量或斷股時(shí)應(yīng)停止試驗(yàn)。

6、試驗(yàn)結(jié)束后，松開(kāi)鋼絲繩兩端的繩夾，將其從試驗(yàn)機(jī)上輕輕取下，并使鋼絲繩展開(kāi)不得彎曲。選擇鋼絲繩破壞嚴(yán)重處截取一個(gè)捻距的長(zhǎng)度（一個(gè)捻距長(zhǎng)度約為6.5d，其中d為鋼絲繩公稱(chēng)直徑，單位為毫米），檢查并記錄斷絲數(shù)。