滑轮直径对钢丝绳寿命影响研究

摘要

钢丝绳由于具有强度高、自重轻、挠性好等特点而作为提升、运输及承载设备中的关键部件被广泛应用于许多工程领域。钢丝绳在使用过程中绕过滑轮发生弯曲疲劳以及磨损疲劳断丝是钢丝绳失效的主要形式,因此滑轮直径对钢丝绳的使用寿命有着至关重要的影响。论文在全面分析和论述了国内外钢丝绳疲劳断丝研究现状的基础上,深入地探讨了钢丝绕过滑轮时产生的弯曲疲劳和磨损疲劳的作用机理。并利用钢丝绳疲劳综合试验台,对不同直径滑轮对钢丝绳疲劳寿命进行了试验研究,取得了一些重要试验数据。论文的主要工作如下:
　　 (1)本文结合钢丝绳的构造特点及使用特征,运用力学和疲劳断裂的理论知识分析了钢丝绳在绕过滑轮时的弯曲应力和接触应力,以及这些应力对钢丝绳疲劳断丝的影响情况,通过改变滑轮直径改变钢丝绕过滑轮时弯曲曲率,从而改变钢丝绳的使用寿命。
　　 (2)简单介绍多层卷绕钢丝绳-滑轮磨损试验平台的设备结构和工作原理以及该试验平台的功能。重点介绍了在该试验平台上做滑轮与钢丝绳磨损试验的试验步骤,和相关数据的采集原理及数据采集过程,通过对10根钢丝绳正式磨损试验,定量分析了滑轮钢丝绳的磨损情况,给影响钢丝绳使用寿命研究工作提供了第一手资料。
　　 (3)介绍了钢丝断口微观分析的一般步骤,然后从宏观层面分别介绍了钢丝绳失效部位的外貌形状,分析比较了外层钢丝和内层钢丝断丝的不同点,通过比较介绍了钢丝绳不同部位断丝的特性。接着对钢丝绳的外层股外层钢丝的断口特性、绳芯断口形貌以及内层钢丝断口形貌特征,从微观层面分析了钢丝更层断丝的疲劳磨损行为发生的原因。