钢丝绳失效过程及延长其使用寿命原理分析

微动疲劳和腐蚀疲劳是造成钢丝绳失效的主要原因。微动疲劳是微动磨损与疲劳的复合作用,腐蚀疲劳则是腐蚀与疲劳的复合作用,磨损与腐蚀的交替作用通常表现为彼此加速。应力集中促进疲劳裂纹的萌生与扩展。抑制微动磨损、防止腐蚀和应力集中的发生、减缓疲劳微裂纹的萌生与扩展是确定延长钢丝绳使用寿命技术措施的基本准则。对钢丝进行表面处理如耐磨磷化使制绳钢丝成为复合材料,使用复合材料制造钢丝绳芯将是金属制品行业的发展方向。     

钢丝绳设计基本原则

钢丝绳设计以保证其使用性能并尽可能延长使用寿命为首要目的,通过技术措施抑制并推迟微动疲劳或腐蚀疲劳的发生。设计钢丝绳以圆形横断面充满、钢丝表面磨损速率最低、微裂纹萌生与扩展速率最慢、腐蚀速率最低、柔韧性适中、同心层保留一定间隙及生产效率最高等为基本原则。涂层化是钢丝绳制造技术的发展方向,涂层钢丝绳是光面钢丝绳的升级换代产品。点线复合结构,不仅适用于股绳结构,也适用于钢丝绳结构,钢丝绳捻制设备根据需要将向大型化与复合化方向发展。     

钢丝绳微动疲劳磨损产生红锈现象的研究

采用四球磨损试验对钢丝绳微动疲劳磨损产生红锈现象进行分析研究。发现内部磨损主要为股间磨损,磨损产生的磨屑在钢丝表面以及油脂中形成氧化物,表现为红锈现象,会加剧磨损。采用增加股间隙和制绳丝镀锌等方法可减少疲劳磨损和红锈的产生,提高钢丝绳的疲劳寿命。     

起重钢丝绳的失效分析与安全使用

对起重钢丝绳进行失效分析:钢丝绳韧性越好抗失效性能越好;随起重机滑轮尺寸减小,钢丝绳中钢丝产生疲劳越快;重复施加的应力、磨损、敲打、冲击、振动、扭转、转速、卷筒卷扬失误、腐蚀以及缺乏维护等因素对钢丝绳的寿命影响更大。介绍起重钢丝绳的常见故障隐患:磨损、疲劳、锈蚀、变形、咬绳、过载等。起重钢丝绳使用时要严禁:新钢丝绳直接高速、重载使用;钢丝绳跳槽及挤压变形;钢丝绳高速运行时和其他物体摩擦;钢丝绳散乱缠绕;钢丝绳过载使用;钢丝绳受到剧烈的冲击和振动。介绍起重钢丝绳检查的方法,根据检查结果可间接预测钢丝绳疲劳寿命。     

小直径钢丝绳的轴向疲劳断裂特征分析

运用疲劳试验结合声发射技术和显微分析手段 ,对小直径钢绳的拉 -拉疲劳断裂特征进行分析 ,绘制钢丝绳的S -N曲线 ,测定钢丝绳断丝个数和位置 ,对钢丝绳进行失效预报。同时讨论钢丝绳疲劳断裂和组成钢丝疲劳断裂特征与钢丝绳使用寿命的关系     

港口用钢丝绳断裂失效分析

对6×19W+FC—28.5港口用钢丝绳失效原因进行分析,通过拆股检测,发现相邻股的相互挤压相当严重,在股相互接触的钢丝表面上出现严重的双坑状压痕。对钢丝断口形貌及钢丝组织进行电子金相扫描观察,并对影响钢丝绳失效的因素进行剖析,结果表明:较深的双坑状压痕对钢丝表面裂纹的萌生和早期疲劳断裂影响极大,钢丝在弯曲疲劳应力反复作用下,其表面多处萌生裂纹,逐渐形成多疲劳源,然后向内扩展,直至过载断裂。钢丝绳出现早期疲劳断丝而报废与其显微组织不均匀性和强度塑性匹配较差有关。     

钢丝绳失效机制研究

介绍钢丝绳常见失效形式。按其引起失效的机制可分为疲劳、磨损和腐蚀,疲劳是钢丝绳主要的失效机制,实际运行过程中这3类机制相互作用,最终引起钢丝绳的断裂。回顾钢丝绳失效机制的研究状况,研究钢丝绳的失效机制主要是通过疲劳试验、静力学分析和动力学仿真3种方法。对钢丝绳的多体动力学仿真研究基本停留在探讨建模阶段,阐述3种建立钢丝绳刚柔耦合模型的方法,刚柔耦合计算机辅助软件能够很好的对刚柔耦合机械系统进行仿真分析。讨论钢丝绳失效机制研究存在的问题并对其发展方向进行展望。     

前景广阔的磷化涂层钢丝绳

人类从1834年开始生产光面钢丝绳直至今天,随着起重机械向高速度、高扬程、高负载方向发展,对钢绳耐疲劳性能要求逐渐提高。磷化钢丝绳专利技术,制绳钢丝经过锰系或锌锰系耐磨磷化处理,提高了制绳钢丝表面耐磨损、抗腐蚀性能,同时促进钢丝间发生滑动,从而有效抑制微动疲劳的发生,大幅度延长钢丝绳使用寿命,是光面钢丝绳的理想替代品。     

起重运输机械用钢丝绳的选型与使用寿命

介绍起重运输机械钢丝绳使用中滑轮直径、材料和槽型,钢丝绳的腐蚀和磨损,绳中钢丝强度对钢丝绳使用寿命的影响。根据钢丝绳的使用条件推荐钢丝绳选型,对钢丝绳的维护和检查提出要求,对钢丝绳的研发提出建议。     

生产锰系磷化涂层钢丝绳相关问题讨论

磷化涂层钢丝绳专利技术是钢丝绳领域第一次采用表面处理措施抑制微动疲劳发生的技术手段。锰系、锌锰系磷化膜的耐磨、耐蚀能力对延长钢丝绳使用寿命有重要影响,需要通过耐蚀、耐磨试验筛选出性能最佳的磷化配方。制绳用磷化钢丝生产线较拉拔用磷化钢丝生产线增加了脱脂工序,采用高温电解磷化可以提高磷化速度。磷化钢丝绳可以满足用户对高质量长寿命钢丝绳的需求,提高企业竞争力。     

电梯曳引钢丝绳疲劳寿命研究

介绍电梯曳引设计参数和钢丝绳性能、选型以及安装维护对钢丝绳疲劳寿命的影响。随着曳引轮直径减小、绳槽下切口增大、槽角减小、提升速度增加、安全系数降低以及钢丝绳在曳引轮上包角减小,钢丝绳的疲劳寿命都会降低;钢丝绳的硬度应与曳引轮的硬度相匹配;钢丝绳直径减小,其疲劳寿命也降低。结合曳引轮直径、绳槽类型、滑轮等效数量、运行速度和安全系数等电梯曳引设计参数及钢丝和钢丝绳直径、润滑条件等与对应的钢丝绳使用寿命统计分析,给出电梯曳引钢丝绳疲劳寿命近似估算Ken公式。提出了选择合适的曳引轮直径、改善钢丝绳用钢纯净度和定期润滑等提高电梯曳引钢丝绳寿命的措施。     

海洋石油平台系泊索研究及应用

系泊索是海洋平台和浮式生产装置的重要组成部分,对不同类型系泊索的特点、用途、主要失效形式及技术发展现状进行分析。系泊链最高强度等级为R5级,主要失效形式为磨损、应力腐蚀、塑性破断、脆性破断、疲劳断裂;常用钢丝绳类系泊索有多股钢丝绳(如6股绳)和单捻钢丝绳,主要失效形式为腐蚀、磨损、冲蚀、疲劳;纤维缆绳系泊索质量轻、弹性好,但不耐磨。通过对国外系泊索失效数据的统计分析,指出防腐性能好、强度高、耐疲劳的产品仍将是系泊索的主要研究对象,对系泊系统的健康监测应受到重视。     

金属绳芯早期失效原因分析及改进

对钢丝绳绳芯早期失效原因进行分析 ,认为失效的主要原因有 :绳芯内外层股受力不均匀 ,绳芯钢丝与钢丝绳主股外层丝直径相差较大造成使用中的磨损程度不同 ,金属绳芯储油能力低 ,钢丝绳受轴向周期性载荷 ,钢丝绳中钢丝间接触应力过大造成裂纹源等。可通过提高绳芯钢丝强度、增大绳芯捻距 ,采用合适结构的绳芯 ,改善润滑效果和采取涂 (填 )塑工艺等措施来改善绳芯质量和寿命     

电动门窗升降器用钢丝绳疲劳断丝分析

电动门窗升降器用钢丝绳在使用过程中过早发生断丝。采用扫描电镜、能谱仪对断裂钢丝进行失效分析,并进行疲劳模拟试验。研究表明:钢丝绳在电动升降器上整体发生断裂属于宏观高应力低周弯曲疲劳断裂,弯曲的结构来自于结构组成件上的局部弯曲,弯曲载荷相对于拉伸载荷在应力分布上具有极大不均匀性,会大幅度提高局部的工作应力,引发相关的疲劳开裂。给出预防措施:(1)在安装过程中,避免电动升降器钢丝绳承受弯曲载荷、各股受力不均匀;(2)钢丝绳在铆接头时避免产生严重的弯曲变形或铆接头内孔端头和滑板卡槽处变形;(3)钢丝绳和电动门窗升降器组成件在生产运输过程中避免碰撞、挤压、磨损。     

客运索道钢丝绳应用现状及发展趋势

客运索道用钢丝绳要求耐疲劳、抗磨和有较高的抗拉强度、良好的润滑和摩擦系数、较小的钢丝绳伸长量。阐述了客运索道用钢丝绳的应用状况及发展趋势。指出国产钢丝绳应在消除滴油、提高质量稳定性、改进绳芯、提高抗拉强度及镀锌质量、选择合适捻距等方面进行改进     

提高钢丝绳疲劳寿命的措施

介绍钢丝绳疲劳断裂的危害和研究状况。在工程实用研究的基础上得出提高钢丝绳疲劳寿命的措施:严格控制原料及半成品中夹杂物的种类和大小,并对脱碳层、金相组织和锌层镀覆方式提出了相应的要求;制定合理的钢丝拉拔工艺,选择合适的道次压缩率、半成品钢丝的尺寸公差及椭圆度和成品钢丝的力学性能,并保证充分的冷却与润滑,尽量减小残余应力的不平衡;正确进行钢丝绳的结构设计和钢丝间隙设计,并通过试验进行修正。指出生产中的质量控制要点,并强调进行钢丝绳检验和指导用户使用的重要性。     

吊索用钢丝绳结构设计

吊索用钢丝绳在确保钢丝绳常规指标及特高破断拉力的情况下,必须通过JT/T449—2001《公路悬索桥吊索》对疲劳性能的要求,要求在疲劳试验脉冲次数为2×106的情况下,断丝率≤5%。原钢丝绳设计方案存在股间距偏小,内外层股绳的捻距、捻角未控制到最佳等问题,从而导致钢丝绳的断丝率超标。新方案在保持钢丝绳直径、外股结构不变的情况下,采取改变钢丝绳金属芯的结构,增加填充股;金属芯直径加大1.1%,钢丝绳股间距增加2.7%,以消除股间的压痕;增加填塑工艺;改进钢丝绳生产工艺等一系列措施,生产出满足耐疲劳、特高破断拉力要求的吊索用钢丝绳。