电梯钢丝绳疲劳试验方法编制说明
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《电梯钢丝绳疲劳试验方法》编制说明
1 工作简况
1.1 任务来源
根据全国钢标准化技术委员会“钢标委[2010]10号”关下达2010年第一批
行业标准制修订项目计划的通知, 《电梯钢丝绳疲劳试验方法》由南通市产品
质量监督检验所负责制定,项目编号:2010-0248T-YB。
1.2 编制的主要工作过程
(1)本标准制定项目于2009年提出立项申请,2010年经上次标准化主管部门
批准并下达任务,接到任务后立即成立了标准制定工作小组,并讨论和制定了工
作计划;
(2)2009年申请立项后,我们就开始收集相关标准、技术资料及国内外电梯钢
丝绳疲劳试验相关研究的情况。
(3)对现有设备改造,进行电梯钢丝绳疲劳试验,采集了大量测试数据并分析
对比和处理;
(4)2011年7月完成了本标准的征求意见稿,并发往全国有关单位征求意见;
(5)2011年10月完成“标准征求意见汇总及处理,用户的走访调查”,行成标
准讨论稿。
1.3 主要起草人及其主要工作情况介绍
1.3.1 本标准主要起草人:
1.3.2 本标准起草人所做主要工作
(1)收集有关钢丝绳疲劳试验国际国内标准及相关电梯标准规范;
(2)进行电梯钢丝绳疲劳试验,测试几何特性参数,验证有关数据;
(3)起草标准文本,组织内部标准审定,全国征求意见及意见处理等。
2标准化对象简要情况
钢丝绳作为电梯中的主要部件之一,对于电梯的安全运行、使用寿命起着重
要作用,直接关系人身安全。而进行钢丝绳疲劳试验能够模拟电梯升降中的实际
工况,能够综合考核钢丝绳的捻制质量、钢丝的表面硬度、耐磨情况。
目前我国只有GB/T12347-2008《钢丝绳弯曲疲劳试验方法》,但其作为通用
钢丝绳弯曲疲劳试验方法,并没有针对电梯钢丝绳的具体使用工况。而钢丝绳使
用方式不同,疲劳寿命也不相同。因此有必要制定针对电梯用钢丝绳使用特性的
疲劳试验方法。
3标准主要条款的说明
3.1 标准名称
本标准主要模拟电梯运行的实际情况下钢丝绳的弯曲受力状态,所以名称定
为《电梯钢丝绳弯曲疲劳试验方法》。
3.2 范围
本标准适用于各种直径的电梯曳引用钢丝绳弯曲疲劳寿命的测量。
3.3 引用标准
本标准引用了GB/T12347《钢丝绳弯曲疲劳试验方法》、GB7588-2003《电梯
制造与安装规范》、GB/T 24478 《电梯曳引机》等标准。
4 试验参数
4.1 试验原理
钢丝绳试样模拟电梯运行的实际情况以一定的包角绕过试验轮,并对其施加
张力,以一定的频率反复弯曲,考核钢丝绳承受弯曲疲劳的性能。典型的电梯钢
丝绳运行工况有三种,见下图:
图1
图2
图3
4.2 试验机
电梯钢丝绳弯曲疲劳试验机可采用立式或卧式结构,由试验轮、导向轮、载
荷轮、计数装置、传动系统、加载系统、控制系统等部分组成,试验机结构示意
图见图4。
图4
1-试验轮 2-电动机 3-数控装置 4-上位机 5-液压泵 6-液压缸 7-力传感器 8-载荷轮
9-钢丝绳 10-导向支架 11-绳头装置 12-连接端子 13-导向轮 14-导向轮 15-导向轮
4.2.1 试验轮
根据实际使用中电梯所采取的滑轮,试验轮材质一般选取球墨铸铁,轮槽内
表面硬度应在HB22~260(相当于HRC30左右),硬度差不应大于15HB。有试
验表明,与该硬度的滑轮匹配的钢丝绳使用寿命最长。有特殊要求时,也可采用
其他材质或硬度的试验轮。
在实际运行中随着滑轮直径的增大会减小钢丝绳中钢丝的弯曲应力,从而显
著提高钢丝绳的寿命,因此试验轮的尺寸应根据实际电梯设置的滑轮的尺寸进行
选取,试验轮的的节圆直径不得小于钢丝绳公称直径的40倍。
试验轮的槽型有V型槽、U型槽和带切口U型槽三种。如图所示:
V型槽 U型槽 带切口的U型槽
导向轮的尺寸应不大于试验轮。试验轮、导向轮应转动灵活。试验轮的尺寸
要求应符合GB/T 12347-2008规定,试验轮槽型尺寸要求应符合GB 7588-2003
和GB/T 24478规定。
4.2.2 张力
钢丝绳在实际使用中不断受到交变应力的循环作用,在试验过程中应施加张
力以尽量模拟现场的受力状况。
根据GB/T12347-2008张力的计算公式为:
Fˊ=F/K
式中:
F——试样的最小破断拉力值,单位为千牛(kN);
Fˊ——试样施加的张力值,单位为千牛(kN);
K——安全系数,可根据相关的标准或规范选取。
在电梯钢丝绳疲劳试验中安全系数K一般选取为12.
4.2.3 包角
普通钢丝绳疲劳试验机由于使用的场合和方式不同,绕过弯曲滑轮的角度也
是多种多样的,而不同的包角对钢丝绳的弯曲疲劳寿命有着直接的影响。在电梯
用钢丝绳疲劳试验中根据试验原理图示的三种不同工况可知,包角的范围为
150°~180°,允许偏差为±2°。
4.2.4 弯曲疲劳频率
根据电梯实际运行中速度不同所采取的弯曲疲劳频率也不相同。一般来说
0.75m/s以下为低速电梯,1~1.75m/s为中速电梯,2m/s以上为高速电梯。因此
在进行电梯钢丝绳疲劳试验中根据速度不同,弯曲疲劳频率在20次/min~120次
/min中选择。
4.2.5 弯曲疲劳次数
应符合相应标准或技术要求的规定,或由供需双方协议确定。
4.2.6 试样
钢丝绳试样应符合GB 8903标准,试样长度根据钢丝绳规格和试验机结构
确定。
5 试验程序
5.1 首先截取试验绳,并进行外观检测,保证其表面光洁、锈蚀、扭结等缺陷,
使用钢丝绳表面探伤仪查看钢丝绳有无断丝。并在钢丝绳两端10~25mm处用
0.5~1mm退火铁丝扎紧,扎紧长度应不小于钢丝绳直径。
5.2 将试样安装在试验机上,固定端头,标记有效长度,施加张力。
5.3 启动电源,计数器复位回零。
5.5 启动试验机,每运行5万次后,停机,观察钢丝绳绕过中间绳轮段,钢丝绳
绳股中钢丝的折断情况,直至完成规定的试验循环数。如在试验过程中钢丝达到
规定断丝数量或断股时应停止试验。
5.6 试验结束后,松开钢丝绳两端的绳夹,将其从试验机上取下,并将钢丝绳张
开不得弯曲。
5.7 使用钢丝绳表面探伤仪进行检查钢丝绳中钢丝的折断情况,并测量钢丝绳绳
径及磨损情况、伸长率。
6注意事项
6.1 试验运行期间,应注意安全。并有专人随时观察试验运行情况。
6.2 每次停机观察前,应首先切断电源,等机器完全停稳后方可进行检查。