顶级质量钢丝绳寿命计算的特征就是疲劳寿命特别长

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钢丝绳的受力特性及弯曲疲劳寿命分析
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第5期(总第180期)
机 械 工 程 与 自动 化
2013年 1O月
MECHANICAL ENGINEERING
＆ AUT()MATION
文章编号：(22—02
钢丝绳的受力特性及弯曲疲劳寿命分析
谷海涛，高崇仁，梁 晨，王 磊
(太原科技大学 机械学院，山西
太原 030024)
摘要：钢丝绳是起重设备的重要部件，在工程设备中应用广泛，然而对其受力特性及疲劳寿命的深入研究较
少。分析了钢丝绳的受力特性，基于起重机的载荷状态级别及载荷谱系数，考虑钢丝绳的反向弯曲等因素，
对钢丝绳的弯曲疲劳寿命进行了探讨，并给出了提高钢丝绳疲劳寿命的措施。
关键词：钢丝绳；受力特性；载荷状态级别；弯曲疲劳寿命
中图分类号：TH21
文献标识码：A
和，A一÷>：d ，mm。，d 为钢丝的直径，mm。
钢丝绳是起重运输机械中最常用的挠性构件，被
广泛应用于起升机构、变幅机构和牵引机构中。依据
1．2 弯曲应力
不同的使用目的，钢丝绳的构造和编绕方式也多种多
钢丝绳在滑轮或卷筒上卷绕时，会由于弯曲而产
样，有单绕、双重绕、三重绕等，其构造形式异常复杂，
生弯曲应力，且钢丝绳横截面上不同位置处钢丝的弯
因而其建模及受力分析计算都非常困难。钢丝绳的主
曲应力是不同的。当钢丝绳结构和滑轮(卷筒)的直径
要失效原因为腐蚀、磨损和疲劳。针对钢丝绳的使用
确定时，钢丝绳内钢丝的最大弯曲应力与其所处位置
情况，国家已经制定了相应的行业安全规程及国家检
相关。内外股接触处的钢丝会产生较严重的内部磨
测标准，但行业标准大多规定钢丝绳使用规定的时间
损，此类钢丝通过滑轮(卷筒)时产生的弯曲应力是影
后应进行更换，容易造成材料的浪费及安全性的降低，
响钢丝绳寿命的主要因素。实验证明：增大滑轮(卷
因此有必要进一步研究钢丝绳的使用寿命。
筒)直径可减小钢丝绳内危险钢丝的最大弯曲应力。
钢丝绳的失效机理非常复杂，其使用寿命与载荷
因此在条件允许的情况下，选择较大直径的滑轮(卷
状态级别、滑轮材料、缠绕方式、机械磨损、腐蚀和润滑
筒)能有效降低钢丝绳通过滑轮(卷筒)时产生的弯曲
程度等多因素相关。本文仅从钢丝绳的受力状态来研
应力而提高其使用寿命。但值得注意的是，当增大滑
究其对疲劳寿命的影响。
轮(卷筒)的直径时，其转动惯量也会相应增大，较大的
1 钢丝绳的受力状态
转动惯量会对钢丝绳及其系统造成冲击，反过来又会
钢丝绳在工作过程中受到拉应力、弯曲应力、挤压
降低钢丝绳的使用寿命。因此，当钢丝绳经过滑轮(卷
应力、扭转剪切应力等多种应力，实际工作中，这些应
筒)产生弯曲时，应对钢丝绳和滑轮(卷筒)直径进行合
力共同作用形成复杂的应力状态，钢丝绳的疲劳寿命
正在加载中，请稍后...关于钢丝绳特性与质量的分析关于钢丝绳特性与质量的分析大小屁孩百家号一、三角股钢丝绳与圆股钢丝绳的特点对比分析三角股钢丝绳的钢丝是由圆股钢丝经过特殊加工，股内钢丝呈面接触，这类钢丝绳具有以下特点：(1)结构紧密，表面光滑，和绳槽接触面积较大，耐磨损抗挤压性能好。(2)钢丝绳的有效金属横截面积较大，破断拉力更高。(3)这种钢丝绳也存在缺点，即可挠性较差，易采用较大的绳筒/绳径的比例。(4)由于自身旋转系数较高，不利于深井提升使用。(5)麻芯容积小，储油能力弱，前期容易出油，后期容易缺油。圆股钢丝绳绳股内各层钢丝等捻距编捻，而内层钢丝和外层钢丝的捻距相等，从而使层间的钢丝互相平行，而呈线接触，典型的瓦林吞型及西鲁型均为线接触钢丝绳。其特点如下(1)柔韧性好，避免了应力集中，减少了钢丝间的摩擦阻力。(2)抗弯曲、抗疲劳的性能显著提高，这在弯曲半径较小的滚筒上工作或受较大的挤压载荷时更为有利。(3)自身单重较同直径三角股钢丝绳低7—10%，在抗拉强度及破断力满足系统的情况下对于深井系统整个设备的负担有所降低，提升产能相对增加。二、影响钢丝绳质量的主要因素1.钢丝的质量：钢丝的质量主要由生产钢丝的材料和生产工艺所决定。而WDI公司掌握了独特的冷拔工艺，从而生产出了高品质的钢丝，也因此成为欧洲最大的钢丝供应商，为多家国际知名钢丝绳厂家供货。而百克特所代理的百神圆股钢丝绳均采用WDI公司自产的钢丝。2.绳芯的大小：绳芯在钢丝绳中，最主要的作用是支撑绳股和保证钢丝绳内部油量平衡，在与国外的交流中，我们了解到，油脂的含量要占到钢丝绳总重量的1.5%左右。圆股钢丝绳与三角股相比，其容丝量要小于三角股，与此同时，圆股绳的麻芯含量要远远大于三角股的含量。相同长度内三角股和圆股的油脂含量基本相同，但是由于三角股的麻芯含量小于圆股绳的麻芯含量，三角股麻芯中油脂的含量就远远大于三角股了。由此可以得出，圆股钢丝绳在使用中，恶性出油的几率就小于三角股钢丝绳。3.油脂的好坏：含油钢丝绳内部的油脂主要起到润滑，防腐防锈以及保证摩擦系数的作用。好的油脂能够很好的保护钢丝绳始终使钢丝绳处于一种很平稳的运行状态，而较差的油脂则会造成钢丝绳缺油早，甩油多，甚至是滑绳等重大事故。因此油脂的好坏也是影响钢丝绳寿命的重要因素。本文由百家号作者上传并发布，百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点，不代表百度立场。未经作者许可，不得转载。大小屁孩百家号最近更新：简介:高级育婴师，陪你来一起“收拾”小屁孩儿！作者最新文章相关文章对比两种钢丝绳质量的最有效方法就是疲劳寿命测定_百度知道
对比两种钢丝绳质量的最有效方法就是疲劳寿命测定
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是的，钢丝绳的疲劳寿命越长则使用寿命越长，使用寿命越长就说明钢丝绳质量越高。疲劳试验还证明锰系磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳疲劳寿命的3-4倍，如果有疲劳试验机，请亲自做疲劳试验进行对比验证。仅供参考
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众多的疲劳试验数据证明锰系磷化涂层电梯钢丝绳疲劳寿命是相同结构光面电梯钢丝绳3~4倍，电梯绳疲劳寿命越长则使用寿命越长，综合质量越高，另外，因为锰系磷化涂层电梯钢丝绳使用寿命特别长，其日均使用成本仅是使用光面电梯钢丝绳的三分之一左右，性价比更高，锰系磷化涂层电梯钢丝绳能够更好满足电梯用户要求，淘汰光面电梯钢丝绳是理所当然的，不可避免的
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