礦井提升機(jī)繩索的失效分析



摘要

對(duì)提前報(bào)廢的提升鋼絲繩進(jìn)行廣泛的調(diào)查。這些繩索比預(yù)想的要早報(bào)廢，但是因?yàn)樗鼭M足金屬絲中斷的號(hào)碼和分配。它的化學(xué)性質(zhì)，強(qiáng)度極限和延展性都較好的滿足新繩索的標(biāo)準(zhǔn)。金屬組織顯示局部的不規(guī)則，但是這些現(xiàn)象在好的和壞的段兩者都有出現(xiàn)，在斷了和未破損的電線都存在。僅僅有一項(xiàng)仿佛和電線的故障和出現(xiàn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)有關(guān)系。這些不規(guī)則結(jié)構(gòu)，術(shù)語(yǔ)叫" 潛水"，使繩股的結(jié)構(gòu)分裂，還可能導(dǎo)致過(guò)度的壓力磨損和罕見的磨耗圖紋。繩索中斷的地方全部發(fā)現(xiàn)在"潛水 "附近。這個(gè)調(diào)查提出這個(gè)" 潛水"是卷?yè)P(yáng)繩過(guò)早的報(bào)廢的原因。


1、簡(jiǎn)介


鋼絲繩傳遞著巨大的軸向負(fù)荷和展示極度的揉曲性。另外,鋼絲繩設(shè)計(jì)使它當(dāng)一些電線中斷而沒有完全損失時(shí)經(jīng)受得起。這些特征使得鋼絲繩在許多體系中成為一個(gè)萬(wàn)能的元件。鋼絲繩被用于許多工業(yè)，包括采礦，濱外海上石油生產(chǎn)和牽引或荒野的船。奧爾巴尼研究中心已經(jīng)研究鋼絲繩的降解機(jī)理，目的是為了更精確地推算繩索的使用年限。在和Henderson Mine合作下，奧爾巴尼研究中心人員研究使用壽命出乎意料短暫的報(bào)廢后的提升機(jī)繩索。在工作9個(gè)月以后，這繩索因?yàn)樗^(guò)容許的每敷笯@ざ榷纖康穆雎氳髦剖ǚ稀Ｑ≈猩韉牧講糠至├囪芯?。一部焚|(zhì)竊諢蚩拷蛭纖慷蟊ǚ系囊歡危ù撕蟊蝗銜欽獯砦蟪絳蚨危硪徊糠質(zhì)搶醋園漚鶚艫模ù撕蟊蝗銜嗆玫牟糠鄭?。分畏d飭講糠衷誚峁梗值某煞旨庸し椒?，和机袛抽喨O系牟鉅?。因为人们感道U魘槍緄乇ǚ?，分锡_哪康氖鞘侗穡腿綣贍艿幕岸康乃得魃髦卸系娜魏尾鉅臁�

首先的研究集中在兩個(gè)明白的問(wèn)題：（1）繩索的好的和壞的部分有什么差異，（2）在中斷和在壞段里未破損繩索是否存在任何實(shí)際的或機(jī)械的的差異？



2、背景



鋼絲繩由金屬絲繞成一束組成叫做" 繩股"，然后繞成繩索（圖1）。在繩股的在最中心的金屬絲為繩子的主要部分，為為纏繞它的金屬絲提供支撐。一或多層可能是包在主要金屬絲來(lái)構(gòu)成繩股。最后層構(gòu)成繩股的最外面，從而這金屬絲叫做室外線。在一個(gè)繩股里數(shù)量，大小和鋼絲排列方式以及繩股的數(shù)目決定它的結(jié)構(gòu)。繩股里的金屬絲和繩索里的繩股是各自向左或者向右螺旋纏繞形成的。鋼絲繩術(shù)語(yǔ)引用了右向逆捻或左向逆捻的術(shù)語(yǔ)。右旋和左旋要看繩索里繩股的螺旋方向，這個(gè)結(jié)論引用繩股里金屬絲的螺旋方向和繩索里繩股的螺旋方向的關(guān)系。在逆捻鋼絲繩的上，繩股里的金屬絲纏繞方向和繩索里的繩股是相反的，然而同向捻鋼絲繩纏繞方向是一樣的。鋼絲繩繩心可能是繩股，較小繩索[叫做繩式股芯（獨(dú)立鋼絲繩芯）]或者纖維。不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩（亦稱抵制旋轉(zhuǎn)繩索）是一個(gè)特殊的繩索，由倍數(shù)的鋼絞線層組成，鋼絞線層減少了正常繩索的旋轉(zhuǎn)。