1 磨損
鋼絲繩在操作時與其它物體接觸并有相對運動,產(chǎn)生摩擦。在機械的、物理的和化學(xué)的作用 下,鋼絲繩的表面也不斷磨損。磨損是鋼絲繩***常見的損傷方式,一般分為外部磨損、變 形磨損和內(nèi)部磨損三種情況。圖1所示為單絲磨損的幾種斷面形狀。
1.1 外部磨損
鋼絲繩在使用過程中其外周與滑輪槽、卷筒壁、鉤頭等物體表面接觸而引起的磨損屬于外 部磨損。在外部磨損后繩徑將變細(xì),外周表面的細(xì)鋼絲被磨平。圖2是鋼絲繩表面磨損的兩 種類型。
鋼絲繩的外部磨損使承受載荷的鋼絲截面積減小,鋼絲繩的破斷載荷也相應(yīng)降低。圖3是通 過試驗得到的鋼絲繩直徑減小率與破斷載荷降低率的關(guān)系曲線。由曲線可以看出,單周磨損 較 全周磨損更惡劣,所以應(yīng)盡可能使單周磨損的鋼絲改為全周均勻磨損。在鋼絲繩的全長范圍 內(nèi), 應(yīng)盡可能地做到均勻磨損。如起重機鋼絲繩在使用中期換頭,一般可延長鋼絲繩使用壽命 3***~4***。
1.2 變形磨損
由于振動、碰撞造成的鋼絲繩表面撞損,叫做變形磨損,這是一種局部磨損現(xiàn)象。如卷 筒表 面的鋼絲繩受到其它物體的撞擊,起重機起升鋼絲繩相互打纏,或者由于滑輪與卷筒中心偏 斜而產(chǎn)生的咬繩現(xiàn)象,都會使鋼絲繩產(chǎn)生變形磨損。如把磨損后的表面細(xì)鋼絲剖開,變形磨 損和外部磨損的區(qū)別如圖1所示。這種變形磨損因局部擠壓而變形,其鋼絲橫斷面在擠壓處 向兩旁伸展成翅形。從外表看,鋼絲寬度擴展,雖鋼絲繩截面積減小不多,但 局部擠壓處的鋼絲表面材質(zhì)硬化了,極易斷絲。
1.3 內(nèi)部磨損
在使用過程中,鋼絲繩經(jīng)過卷筒或滑輪時所承受的全部負(fù)荷壓在鋼絲繩的一側(cè),各 根細(xì)鋼絲的曲率半徑不可能完全相同。同時,由于鋼絲繩的彎曲,鋼絲繩內(nèi)部各根細(xì)鋼絲就 會相互產(chǎn)生作用力并且產(chǎn)生滑移,這時股與股之間接觸應(yīng)力增大,使相鄰股間的鋼絲產(chǎn)生局 部壓痕深凹。當(dāng)反復(fù)循環(huán)拉伸彎曲時,在深凹處則產(chǎn)生應(yīng)力集中而被折斷,構(gòu)成了內(nèi)部磨損 。通常細(xì)鋼絲表面的壓力與鋼絲繩的壓力成正比,在張力相同情況下,由于受壓面積不同, 單位面積承受的壓力也不同。從表面受壓磨損來看,采用線接觸鋼絲繩比采用點接觸鋼絲繩 有利,采用面接觸鋼絲繩比采用線接觸鋼絲繩更有利。此外,鋼絲繩的彎曲程度、運動速度 ,對鋼絲繩的內(nèi)部磨損均有影響。很明顯,選擇線接觸或者面接觸類型的鋼絲繩是減少內(nèi)部 磨損的有效途徑。
2 疲勞
鋼絲繩在使用過程中主要承受彎曲疲勞和拉伸、扭曲、振動引起 的疲勞。
2.1 彎曲疲勞
鋼絲繩重復(fù)通過滑輪或卷筒中撓上撓下,無數(shù)次的彎曲,容易使鋼絲產(chǎn)生疲勞,韌性下降, *** 終導(dǎo)致斷絲。而疲勞斷絲出現(xiàn)在股的彎曲程度***厲害的一側(cè)外層鋼絲上。通常情況下,疲勞 斷絲的出現(xiàn)意味著鋼絲繩已經(jīng)接近使用后期。
試驗表明,鋼絲繩的彎曲疲勞壽命與D/d比值(即卷筒直徑D與鋼絲繩直徑d的比值)、安 全系數(shù)和鋼絲繩結(jié)構(gòu)均有密切的關(guān)系。
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