摘 要:反復(fù)彎曲試驗次數(shù)是反映鋼絲韌性的重要指標之一,現(xiàn)有反復(fù)彎曲試驗機存在夾具多 且在試驗過程中夾具容易對鋼絲表面產(chǎn)生損傷的問題,因此對反復(fù)彎曲試驗的夾具進行了改進. 結(jié)果表明:改進后的新夾具解決了舊夾具在反復(fù)彎曲試驗過程中易對鋼絲表面產(chǎn)生損傷的問題,減 少了夾具的總數(shù)量,提高了夾具的使用效率. 

關(guān)鍵詞:反復(fù)彎曲試驗;夾具;反復(fù)彎曲次數(shù);鋼絲 

中圖分類號:TG７０５            文獻標志碼:A         文章編號:１００１Ｇ４０１２(２０２０)０２Ｇ００２８Ｇ０３

鋼絲的反復(fù)彎曲次數(shù)是反映鋼絲韌性的重要指 標之一,其試驗方法是將鋼絲夾持在一定半徑的圓 弧鉗口中,對鋼絲施加一定的張力,進行１８０°的反 復(fù)彎曲,試驗裝置如圖１所示. 

在試驗中,對鋼絲反復(fù)彎曲次數(shù)有著決定性影 響的是試驗方法和試驗條件,如彎曲半徑、彎曲速 率、夾持方法、張緊力、彎曲角度等都會不同程度地 影響鋼絲的反復(fù)彎曲次數(shù)[１].在日常的鋼絲彎曲試 驗過程中,某些鋼絲的反復(fù)彎曲次數(shù)極限值相差較 大,個別鋼絲繩拆股后的反復(fù)彎曲次數(shù)遠大于質(zhì)量 證明書上的要求值,而有的鋼絲繩拆股后的反復(fù)彎 曲次數(shù)遠小于質(zhì)量證明書上的要求值. 

１ 試驗室現(xiàn)有反復(fù)彎曲裝置情況分析 

某試驗室現(xiàn)有試驗設(shè)備為濟南盛良機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的JWJＧ１０型機動式彎折試驗機,試驗 時當試樣彎曲斷裂后,電機自動停止.該試驗機符 合 GB/T２３８－２０１３«金屬材料 線材 反復(fù)彎曲試驗 方法»的要求. 

GB/T２３８－２０１３中對于試驗設(shè)備只提出了基 本尺寸的要求,理論上該JWJＧ１０型試驗機及現(xiàn)有 夾具的尺寸參數(shù)均滿足 GB/T２３８－２０１３的要求. 但在鋼絲的反復(fù)彎曲過程中,當鋼絲彎曲單側(cè)９０° 方向時,部分鋼絲(帶肋鋼絲、直徑處于規(guī)定范圍臨 界點的鋼絲)可能會受到夾具邊緣的損傷導(dǎo)致鋼絲 過早斷裂,影響試驗結(jié)果. 

現(xiàn)有夾具共有１０套,在使用過程中,根據(jù)不同 鋼絲的規(guī)格,需要不斷更換夾具,操作不便,部分舊 夾具如圖２所示.

２ 對現(xiàn)有裝置的改進 

針對上述問題,將兩種相近規(guī)格的夾具集成設(shè)計 在一起,試驗時只需將相近規(guī)格的鋼絲按照順序排 好,更換夾具時無需多次挑選,只需要變換方向即可, 增加了操作的便利性,改進后的夾具如圖３所示.

３ 試驗結(jié)果

對比 依據(jù) GB/T２３８－２０１３,選取直徑分別為１．５, ２．０mm 的一般用途鋼絲進行反復(fù)彎曲試驗,對相 同直徑的鋼絲在新、舊夾具上施加相同的張緊力進 行試驗. 

３．１ 反復(fù)彎曲試驗結(jié)果

試驗結(jié)果如圖４和圖５所示,可見鋼絲在新夾具和舊夾具的夾持下,其反復(fù)彎曲試驗的結(jié)果并沒 有較大偏離,使用新夾具的反復(fù)彎曲次數(shù)略高于使 用舊夾具的.

在鋼絲的反復(fù)彎曲試驗過程中,影響試驗結(jié)果的 因素是多方面的.在設(shè)備方面,裝置是否符合要求、 試樣軸線是否與夾具軸線垂直等對試驗結(jié)果的影響 較大;在操作過程中,試樣夾持不緊對試驗結(jié)果也有 較大影響;在試驗過程中,試樣應(yīng)盡可能平直,可進行 人為矯正,矯正過程不能損壞鋼絲表面[２Ｇ５].一些試 驗表明[６Ｇ９],直徑較小的鋼絲所選取的試驗彎曲半徑 相對較小,使得反復(fù)彎曲有可能不在同一點上進行, 也易導(dǎo)致反復(fù)彎曲試驗結(jié)果的離散大,重復(fù)性較差.

３．２ 斷口分析 

鋼絲在舊夾具夾持下進行反 復(fù)彎曲試驗后的斷口微觀形貌,圖７為?２．０mm 鋼 絲在新夾具夾持下進行反復(fù)彎曲試驗后的斷口微觀 形貌.可見在反復(fù)彎曲試驗后,無論是使用新夾具 還是舊夾具進行試驗的鋼絲斷口上都有多個位于相 應(yīng)位置的裂紋源,新、舊夾具夾持下鋼絲的反復(fù)彎曲 斷口均可見裂紋源區(qū)、裂紋擴展區(qū)和瞬斷區(qū),二者斷 口形貌無明顯差別.

４ 結(jié)論 

新夾具夾持下的鋼絲反復(fù)彎曲試驗結(jié)果與舊夾 具夾持下的鋼絲反復(fù)彎曲試驗結(jié)果一致.改進后的 新夾具解決了舊夾具在反復(fù)彎曲試驗過程中易對鋼 絲表面產(chǎn)生損傷的問題,減少了夾具的總數(shù)量,提高了夾具的使用效率.

參考文獻: 

[１] 李旭．金屬線材反復(fù)彎曲試驗機參數(shù)的測定[J]．金屬 制品,１９９２,１８(６):２９Ｇ３１． 

[２] 曾正明．機械材料工程手冊[M]．北京:機械工業(yè)出版 社．２０１３． 

[３] 黃明志,石德珂,金志浩．金屬力學(xué)性能[M]．西安:西 安交通大學(xué)出版社,１９８６．

[４] 邱康勇,吳繼權(quán)．某電梯鋼絲繩斷裂失效分析[J]．理 化檢驗(物理分冊),２０１７,５３(５):３７５Ｇ３７７． 

[５] 吳偉．鋼絲繩整繩破斷拉力試驗新舊國家標準的對 比分析[J]．理化檢驗(物理分冊),２０１６,５２(９):６１７Ｇ ６４１． 

[６] 陳洪玉,張鶴,徐文娟．礦井提升鋼絲繩磨損原因的 分析[J]．表面技術(shù),２００９,３８(２):８５Ｇ８７．

[７] 吳澎,陳建豪．鋼絲反復(fù)彎曲試驗機張緊力指示裝置 的改造和 試 驗 [J]．理 化 檢 驗 (物 理 分 冊),２０１４,５０ (１０):７４８Ｇ７５１． 

[８] 顏惠珍,李世德．港口集裝箱用鋼絲繩的使用現(xiàn)狀與 生產(chǎn)研究[J]．金屬制品,２００６,３２(４):８Ｇ１１． 

[９] 劉錫貝,李學(xué)軍,傅志強,等．一種鋼絲調(diào)直裝置的應(yīng) 用[J]．中國測試,２０１６,４２(２):６８Ｇ７２． 

<文章來源> 材料與測試網(wǎng)> 期刊論文 > 理化檢驗－物理分冊 > 56卷 > 2期 (pp:28-30)>