钢质滑轮硬度对6×19W+IWR钢丝绳疲劳寿命的影响

来源：网络|发布时间：2022-05-28 15:27:37| 浏览数：...

钢丝绳使用范围很广，使用条件多种多样，影响其疲劳寿命的因素很多1-]，如钢丝绳强度级别、所受张力大小及均匀性、钢丝绳与钢丝直径比的大小、滑轮绳槽形状、滑轮材质与硬度、钢丝绳捻法及预张拉、绳芯结构及材质、接触角（包角）、环境腐蚀、涂油等，其中滑轮的材质与硬度对钢丝绳疲劳寿命的影响非常大。钢质滑轮是最常用的，硬度选择不当，会导致钢丝绳使用寿命低、消耗大，有时还可能发生无任何先兆的整根钢丝绳断裂事故，降低设备运营的经济性、安全性与可靠性。笔者通过试验，研究了钢质滑轮硬度对钢丝绳疲劳寿命的影响。

1试验原理及过程

1.1试验原理

试验装置采用曲柄连杆短行程单弧段的试验机（图1》o试验原理：曲柄连枉机构使太滑轮4往复

旋转，使钢丝绳往复运动，钢丝绳在试验滑轮上反复弯曲和伸直，检测反复弯曲和伸直的3段钢丝绳

（1.23滑轮处）的使用寿命，加载由加载油缸9来完成，力的大小由拉力传感器8检测。

1.2.3一试验滑轮；一大滑轮；5-曲柄；6一连杆；

7一试验钢丝绳；8一拉力传感器：9-加载油缸图1滑轮钢丝绳短行程疲劳试验机结构

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

1.2试验过程

试验用

产，结构为6×19W+WR.公称直径d为11mm破断拉力下。为731k。

试验用滑轮由牡丹江建筑机械厂按试验设计的

需要制造，试验滑轮有5种，每种加工2个。试验滑轮采用热轧生产，滑轮直径D为300mm滑轮绳槽底半径R为65mm，6种试验滑轮的材质、热处理方式及绳措底部硬度见表1表1试验滑轮材质，热处理方式及绳槽底部硬度

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

绳精底部

别材质热处理方式硬度BRC值45钢表面锌火十高温国火30145钢表面淬火十中温国火4045钢表面锌火十恒器回大5020钢漆碳后降火十中温回火53220钢渗碳后降火+低漏回火6020钢热轧后空冷170（HB硬度值）根据试验钢丝绳的规格和潜轮尺寸，确定以下

试验参数；额定试验载荷F=F./n=14.62kN（n为安全系数，一般取5）：钢丝绳往复行程L=450mm：钢丝绳循环频率20次m im滑轮（含钢丝绳）与钢丝绳直径比（D+d）/d=283.

根据GB5972-1986起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范冲的规定、对于6×18W+WR交互捻钢丝绳，当6d长度范围内出现10根断丝、或30d长度范围内出现19根断丝时，即认为钢丝绳达到报废标准（]，在额定试验载荷下作用下从新绳

开始试验，载止达到该断丝数时的累计弯曲次数、即为钢丝绳的使用寿命。

由于本试验的往复行程L=450mm，小于滑轮

周长（x（D+d）=976mm的12故试验机一个往复过程，钢丝绳经历了由直到弯和由弯到直的2次

弯曲，在其累计工作寿命中记为2次。

2试验结果和分析

21试验结米

用于钢丝绳使用寿命对比试验的6个滑轮几何

参数相同.按材质、热处理工艺不同分为两组，每组用2根试验钢丝绳。两组试验的主要参数（钢丝绳

拉力、往复行程、每分钟往复次数、滑轮与钢丝绳直径比信等）相同，试验结果见表2和图.？

表2钢丝绳使用寿命试验结果对比

Tabb2 Testhg resu s con tastofw re rope serv ice le绳精底部使用寿平均寿相对

硬度lHRC值命软命款寿命

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

签1牛I170中高|高的

|纸规度区中概度区环丰收

1020304机50有

览植萨按HRC值

图2钢丝绳与不同硬度缆槽配合使用的相对寿命

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

22试验分析

从表2和图2可以得出以下结论。

（1）从低硬度滑轮到中硬度、中高硬度和高硬

度滑轮.与其匹配的试验钢丝绳使用寿命曲线为双

峰形（倒w形），呈现两头低、中间高的情况，说明

滑轮绳槽表面硬度过低和过高，均对钢丝绳使用寿

命不利。

（2）在所试验的6种硬度的滑轮中，与HRG值

为30的滑轮匹配的钢丝绳寿命最长，相当于与20钢滑轮匹配的183倍；位于中高硬度区（与钢丝硬

度相当）HRC值为50的其次，达156倍，说明将绳

槽表面硬度HRC值控制在30~50对提高钢丝绳

使用寿命有利。

3结语

滑轮绳槽硬度不同，对6×19W+WR钢丝绳

疲劳损伤的影响不同：从低硬度到中硬度、中高硬度

和高硬度滑轮，试验钢丝绳使用寿命曲线呈双峰形

（倒w形）。滑轮绳槽表面硬度过低和过高，均对钢

丝绳使用寿命不利。因此在设计和制造滑轮时.要

合理选择滑轮硬度，以提高钢丝绳的疲劳寿命。