影响钢丝绳弯曲疲劳试验的因素分析

影响钢丝绳弯曲疲劳试验的因素分析

张钫张平萍

（国家金属制品质量监督检验中心郑州450007）

摘要本文通过对钢丝绳弯曲疲劳机的选择，弯曲滑轮，试样弯曲频率、包角，张力等影响钢丝绳弯曲疲劳试验结论的几个重要因素进行了分析，根据质检中心日常试验过程中对钢丝绳弯曲疲劳试验方式的总结，建议用户进行钢丝绳弯曲疲劳试验时应模拟钢丝绳使用现场的情况。

关键词钢丝绳，弯曲疲劳试验机，GB/T12347-1996

The application of steel wire rope—Bending flatigue testing

Zhang Fang Zhang Pinping

(China National Steel Wire Products Quality Supervision & Testing Center zhengzhou 45

0007)

Abstract The paper analysis the selection of the bending flatigue machine,be nding pulley, the frequency of sample bending , the angle of steel wire rope r evolving around the bending pulley, the tension of steel wire rope ect. These factors are important for the result of the steel wire rope—bending flatigue test ing. According to the test of steel wire rope—bending flatigue in our ordinary work,we pose the suggestion for user that the steel wire rope—bending flatigu e testing should simulate the scene of the steel wire rope using.

Keywords steel wire rope, the machine of steel wire rope –Bending flating te sting, GB/T12347-1996

随着社会的发展和科技的进步，钢丝绳的使用场合越来越多。钢丝绳的弯曲疲劳寿命成为许多工程设计和使用人员关心的问题。我国现行的GB/T12347-1996规定了钢丝绳弯曲疲劳试验方法。它作为一种通用的钢丝绳弯曲疲劳试验方法的标准，并未完全包罗所有的钢丝绳弯曲疲劳类型，同一根钢丝绳的具体使用场合不同，使用的方式不相同，那么它的弯曲疲劳寿命也不相同。在实验室为了更加逼真的反映钢丝绳弯曲疲劳寿命，就要求我们的钢丝绳弯曲疲劳试验方法也不能完全按照GB/T12347-1996执行,应该在理解GB/T12347-1996的基础上加以应用。

钢丝绳广泛使用在煤矿，港口，航空，航天，汽车，摩托车等许多重要的场合。钢丝绳的疲劳试验如果完全按照现行的标准去实施，那么其试验结果将难以准确的反映应用情况。为此从以下几个方面进行讨论：

1 钢丝绳弯曲疲劳试验机的选择国内通用的钢丝绳弯曲疲劳试验机有A，B，C，D，E等5种型号，原理图参照GB/T12347---1996。国外还有旋转疲劳试验机，行星式疲劳试验机，回转弯曲疲劳试验机等形式。国内还有模拟实际应用如起重机的钢丝绳疲劳试验机。

标准中推荐的疲劳试验机的选择主要是根据钢丝绳的直径，笔者认为在选择钢丝绳弯曲疲劳试验机除了标准推荐的方法，钢丝绳弯曲疲劳试验机还可以考虑模拟钢丝绳的实际现场应用情况，这样做就可以比较准确的测出钢丝绳的实际使用疲劳寿命。国内外都已经有这方面的经验，如美国奥梯斯（OTIS）公司模拟钢丝绳在电梯升降中使用的钢丝绳弯曲疲劳试验机，陕西咸阳钢管钢绳厂模拟钢丝绳在现场使用的钢丝绳弯曲疲劳试验机，以它们的科学性和准确度得到了客户的认可。

2试验过程中影响钢丝绳疲劳寿命的主要因素

2.1弯曲滑轮弯曲滑轮是整个钢丝绳弯曲疲劳试验的关键部件，滑轮的材料，国内外标准大多建议采用工具钢，轮槽表面热处理表面硬度A、B、C型要求不低于HRC60，D、E要求不低于HRC40。在其他条件相同条件下，钢丝绳和滑轮的摩擦引起的钢丝绳磨损是影响钢丝绳弯曲疲劳寿命的主要外界因素，在实际的应用中，滑轮的材料多为普碳钢，硬铝，塑料，胶木等材质，这些材料制成的弯曲滑轮和试验采用工具钢材料制成的弯曲滑轮相比，两者同等条件下疲劳寿命是有差别的，笔者建议试验用弯曲滑轮的材料应尽可能的接近现场使用的滑轮的材料。弯曲滑轮的直径，外径，轮槽半径也是影响钢丝绳弯曲疲劳寿命的重要因素，要根据钢丝绳的具体尺寸确定，有很多钢丝绳为非标准直径，具体确定弯曲滑轮的直径，轮槽半径的方法参照GB/T12347-1996。

2.2 反复弯曲频率标准中推荐A型弯曲疲劳试验机使试样在有效长度内每分钟平面双向反复弯曲60次，B型弯曲疲劳试验机使试样在有效长度内每分钟平面单向反复弯曲60次，C，D型弯曲疲劳试验机使试样在有效长度内每分钟平面单向反复弯曲45次，E型弯曲疲劳试验机使试样在有效长度内每分钟平面单向反复弯曲20次[1]。笔者认为在实际应用中钢丝绳的反复弯曲都不一定是固定的，有的要求频率高，有的要求频率低，有的甚至是一个循环周期内有快车---慢车---快车或者慢车---快车---慢车. 我们按照客户的要求参照钢丝绳使用现场的情况确定钢丝绳的弯曲疲劳的频率，并且取得良好的效果

2.3疲劳次数试样在有效长度内每分钟反复弯曲次数应当根据钢丝绳使用现场的反复弯曲次数乘上一定的安全系数即为弯曲疲劳试验的次数。

2.4 包角标准中的钢丝绳绕过弯曲滑轮的包角基本上都是90度或者180度，实际应用中，由于使用的场合和方式，绕过弯曲滑轮的角度是多种多样的，包角的大小对钢丝绳弯曲疲劳寿命有直接的影响。在进行钢丝绳疲劳试验时试样绕过弯曲滑轮的包角尽量接近钢丝绳使用现场的包角，目前质检中心已经能够根据客户要求和钢丝绳使用现场做任何角度钢丝绳弯曲疲劳试验。