分享：反復(fù)彎曲試驗(yàn)夾具的改進(jìn)及應(yīng)用

摘 要:反復(fù)彎曲試驗(yàn)次數(shù)是反映鋼絲韌性的重要指標(biāo)之一,現(xiàn)有反復(fù)彎曲試驗(yàn)機(jī)存在夾具多 且在試驗(yàn)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(yàn)的夾具進(jìn)行了改進(jìn). 結(jié)果表明:改進(jìn)后的新夾具解決了舊夾具在反復(fù)彎曲試驗(yàn)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(yàn);夾具;反復(fù)彎曲次數(shù);鋼絲 

中圖分類號:TG７０５            文獻(xiàn)標(biāo)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(biāo)之一,其試驗(yàn)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(jìn)行１８０°的反 復(fù)彎曲,試驗(yàn)裝置如圖１所示. 

在試驗(yàn)中,對鋼絲反復(fù)彎曲次數(shù)有著決定性影 響的是試驗(yàn)方法和試驗(yàn)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(yàn)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(yuǎn)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(yuǎn)小于質(zhì)量證明書上的要求值. 

１ 試驗(yàn)室現(xiàn)有反復(fù)彎曲裝置情況分析 

某試驗(yàn)室現(xiàn)有試驗(yàn)設(shè)備為濟(jì)南盛良機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的JWJＧ１０型機(jī)動式彎折試驗(yàn)機(jī),試驗(yàn) 時當(dāng)試樣彎曲斷裂后,電機(jī)自動停止.該試驗(yàn)機(jī)符 合 GB/T２３８－２０１３«金屬材料 線材 反復(fù)彎曲試驗(yàn) 方法»的要求. 

GB/T２３８－２０１３中對于試驗(yàn)設(shè)備只提出了基 本尺寸的要求,理論上該JWJＧ１０型試驗(yàn)機(jī)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(dāng)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(diǎn)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(yàn)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(jìn) 

針對上述問題,將兩種相近規(guī)格的夾具集成設(shè)計(jì) 在一起,試驗(yàn)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(jìn)后的夾具如圖３所示.

３ 試驗(yàn)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(jìn)行反復(fù)彎曲試驗(yàn),對相 同直徑的鋼絲在新、舊夾具上施加相同的張緊力進(jìn) 行試驗(yàn). 

３．１ 反復(fù)彎曲試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)過程中,影響試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果的影響 較大;在操作過程中,試樣夾持不緊對試驗(yàn)結(jié)果也有 較大影響;在試驗(yàn)過程中,試樣應(yīng)盡可能平直,可進(jìn)行 人為矯正,矯正過程不能損壞鋼絲表面[２Ｇ５].一些試 驗(yàn)表明[６Ｇ９],直徑較小的鋼絲所選取的試驗(yàn)彎曲半徑 相對較小,使得反復(fù)彎曲有可能不在同一點(diǎn)上進(jìn)行, 也易導(dǎo)致反復(fù)彎曲試驗(yàn)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(jìn)行反 復(fù)彎曲試驗(yàn)后的斷口微觀形貌,圖７為?２．０mm 鋼 絲在新夾具夾持下進(jìn)行反復(fù)彎曲試驗(yàn)后的斷口微觀 形貌.可見在反復(fù)彎曲試驗(yàn)后,無論是使用新夾具 還是舊夾具進(jìn)行試驗(yàn)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(kuò)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(yàn)結(jié)果與舊夾 具夾持下的鋼絲反復(fù)彎曲試驗(yàn)結(jié)果一致.改進(jìn)后的 新夾具解決了舊夾具在反復(fù)彎曲試驗(yàn)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(xiàn): 

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

[２] 曾正明．機(jī)械材料工程手冊[M]．北京:機(jī)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(yàn)(物理分冊),２０１７,５３(５):３７５Ｇ３７７． 

[５] 吳偉．鋼絲繩整繩破斷拉力試驗(yàn)新舊國家標(biāo)準(zhǔn)的對 比分析[J]．理化檢驗(yàn)(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(yàn)機(jī)張緊力指示裝置 的改造和 試 驗(yàn) [J]．理 化 檢 驗(yàn) (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(qiáng),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(yàn)－物理分冊 > 56卷 > 2期 (pp:28-30)>