論用扭矩—扭角曲線更精確的分析

郭宇艨

摘 要：煤礦重要用途鋼絲繩作為礦山生產(chǎn)過程中常見的技術(shù)設(shè)備之一，對其進行安全檢驗，保證其安全的使用是《煤礦安全規(guī)程》所規(guī)定，并賦予安全生產(chǎn)檢驗檢測機構(gòu)的一項職責(zé)。檢驗機構(gòu)利用先進的技術(shù)設(shè)備對其進行檢驗，保證鋼絲繩的安全使用就顯的尤為主要。

關(guān)鍵詞：鋼絲繩；扭轉(zhuǎn)；扭角曲線；煤礦安全

煤礦行業(yè)作為高危行業(yè)，安全生產(chǎn)始終是生產(chǎn)領(lǐng)域中的關(guān)鍵。礦山設(shè)備的安全使用是保證安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，礦山設(shè)備的安全生產(chǎn)檢驗檢測工作，是為礦山設(shè)備的安全使用提供科學(xué)依據(jù)，為消除礦山設(shè)備安全隱患，預(yù)防安全事故的發(fā)生起到關(guān)鍵作用。只有礦山設(shè)備的安全使用，才能保證礦山的安全生產(chǎn)。礦山設(shè)備的檢驗檢測是一門科學(xué)，有其自身的客觀規(guī)律，同時檢驗檢測又要按照法律、法規(guī)、技術(shù)標準及規(guī)范進行檢驗。在實驗室的工作中，接觸最多的莫過于鋼絲繩設(shè)備試驗，它廣泛應(yīng)用于煤礦提升和運輸設(shè)備中，工作狀態(tài)的好壞不僅對煤礦生產(chǎn)有直接影響，還關(guān)系到礦工的人身安全。鋼絲繩作為是由許多優(yōu)質(zhì)碳素鋼絲捻制成股，再由若干股圍繞繩芯捻制成繩。由于結(jié)構(gòu)的特殊性決定了它具有較好的力學(xué)性能。同時，在工作可靠性和結(jié)構(gòu)多樣性等方面也表現(xiàn)出獨特的優(yōu)點。

煤礦重要用途鋼絲繩作為礦山生產(chǎn)過程中常見的技術(shù)設(shè)備之一，對其進行安全檢驗，保證其安全的使用是《煤礦安全規(guī)程》所規(guī)定，并賦予安全生產(chǎn)檢驗檢測機構(gòu)的一項職責(zé)。檢驗機構(gòu)利用先進的技術(shù)設(shè)備對其進行檢驗，保證鋼絲繩的安全使用就顯的尤為主要。所以作為一個檢驗檢測機構(gòu)，對你安全性的核對任務(wù)更加重要，把好質(zhì)量關(guān)，做好最后一道檢測屏障也是對工作對礦上的責(zé)任。

以往的煤礦重要用途鋼絲繩檢驗所采用的設(shè)備，多為機械式或液壓式檢驗設(shè)備，其記錄（讀數(shù)）系統(tǒng)多為表盤指針式或簡單的數(shù)字讀數(shù)結(jié)構(gòu)，存在這許多的人為誤差，在鋼絲繩鋼絲的扭轉(zhuǎn)檢驗項目上表現(xiàn)的更為突出。扭轉(zhuǎn)試驗機夠為簡單的記錄轉(zhuǎn)頭的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。

檢驗中心實驗室成立之初，局和檢驗中心領(lǐng)導(dǎo)就把檢驗設(shè)備的采用定格在一個較高的水準上，檢驗中心實驗室采用了當今市場上比較科學(xué)和先進的檢驗設(shè)備，在鋼絲繩鋼絲的扭轉(zhuǎn)檢驗項目上采用了微機控制扭轉(zhuǎn)試驗機，扭轉(zhuǎn)試驗機提供了更多的試驗技術(shù)參數(shù)，以適應(yīng)不同的實驗要求。

鋼絲是鋼絲繩的重要組成部分，鋼絲繩鋼絲扭轉(zhuǎn)項檢驗是判定鋼絲韌性技術(shù)指標的主要參數(shù)之一，是檢驗鋼絲繩鋼絲能夠承受塑性變形的能力，并顯示出鋼絲形體、應(yīng)力的不均勻性及鋼絲表面和內(nèi)部的缺陷。單向扭轉(zhuǎn)是以鋼絲式樣自身為軸線，一端固定另一端沿一個方向均勻旋轉(zhuǎn)，直到鋼絲式樣扭轉(zhuǎn)至斷裂或達到規(guī)定的扭轉(zhuǎn)次數(shù)為止。

由于我們檢驗中心采用的是微機控制扭轉(zhuǎn)試驗機，使檢驗更加數(shù)字化、科學(xué)化，檢驗結(jié)果更加準確，避免了檢驗人員的讀數(shù)誤差。同時微機控制扭轉(zhuǎn)試驗機在檢驗和應(yīng)用上提供了更寬廣的區(qū)域，提供了多種檢驗技術(shù)指標和曲線，既保證了鋼絲韌性最終指標扭轉(zhuǎn)次數(shù)的體現(xiàn)，又保證了鋼絲扭轉(zhuǎn)過程之中鋼絲韌性特性的體現(xiàn)，這是一般機械式扭轉(zhuǎn)試驗機所體現(xiàn)達不到的，其中技術(shù)曲線之一是扭矩—扭角技術(shù)曲線?，F(xiàn)就利用扭矩—扭角技術(shù)曲線，對鋼絲繩鋼絲的韌性更精確的進行分析進行具體的論述。

具體論述分為三部分：一、鋼絲繩鋼絲的扭矩—扭角曲線在塑性變形階段的斜率與鋼絲的扭轉(zhuǎn)次數(shù)的關(guān)系；二、扭矩—扭角技術(shù)曲線的形態(tài)與鋼絲的扭轉(zhuǎn)次數(shù)的關(guān)系；三、當鋼絲的扭矩—扭角技術(shù)曲線出現(xiàn)最大扭矩值后的形態(tài)與扭轉(zhuǎn)次數(shù)的關(guān)系。

一、鋼絲繩鋼絲的扭矩—扭角曲線的斜率與鋼絲的扭轉(zhuǎn)次數(shù)的關(guān)系

通過大量的檢驗實踐，我發(fā)現(xiàn)在相同的檢驗條件下，對同一規(guī)格的鋼絲進行檢驗，鋼絲在扭力的作用下通過彈性變形階段后進入塑性變形，從鋼絲的塑性變形最小扭矩開始到鋼絲的塑性變形最大扭矩止，兩點所連接的直線與水平線夾角（既塑性變形階段直線的斜率）跟鋼絲的扭轉(zhuǎn)次數(shù)有一定的內(nèi)在關(guān)系。鋼絲在塑性變形階段直線的斜率越小，鋼絲的韌性越好，鋼絲的扭轉(zhuǎn)次數(shù)值越大。見鋼絲繩鋼絲的扭矩—扭角曲線式樣圖。塑性變形階段直線的斜率越大，鋼絲的韌性越差，鋼絲的扭轉(zhuǎn)次數(shù)值越小。

二、扭矩—扭角技術(shù)曲線的形態(tài)與鋼絲的扭轉(zhuǎn)次數(shù)的關(guān)系

扭矩—扭角技術(shù)曲線的形態(tài)在塑性變形階段，曲線的形態(tài)能夠近似成為直線并有一定的斜率，鋼絲的韌性越好，所能夠承受的抗塑性變形能力越，強扭轉(zhuǎn)次數(shù)值越大。當扭矩—扭角技術(shù)曲線的形態(tài)在塑性變形階段，曲線的形態(tài)呈現(xiàn)波浪形態(tài)或在呈現(xiàn)波浪形態(tài)后，有一定的近似直線并有一定的斜率，鋼絲的韌性比較差，鋼絲的扭轉(zhuǎn)次數(shù)值較小。

三、當鋼絲的扭矩—扭角技術(shù)曲線出現(xiàn)最大扭矩值后的形態(tài)與扭轉(zhuǎn)次數(shù)的關(guān)系

當鋼絲出現(xiàn)最大扭矩值后的形態(tài)與鋼絲的韌性存在相關(guān)的聯(lián)系，當鋼絲出現(xiàn)最大扭矩值后有的鋼絲馬上斷裂，鋼絲的韌性較差，扭轉(zhuǎn)次數(shù)值較小。有的鋼絲出現(xiàn)最大扭矩值后仍能保持一定的抗塑性變形的能力，有的還可以再出現(xiàn)一個較大的扭矩值，一般情況下這個扭矩值不會大于第一次出現(xiàn)最大扭矩值，并且較大的扭矩值的出現(xiàn)不會超過3次。由于鋼絲出現(xiàn)最大扭矩值后仍能保持一定的抗塑性變形的能力，從而增加了鋼絲的扭轉(zhuǎn)次數(shù)值，也就提高了鋼絲的韌性。

實踐證明微機控制扭轉(zhuǎn)試驗機的扭矩—扭角技術(shù)曲線圖，是一種檢驗鋼絲繩鋼絲的韌性指標的有力的技術(shù)證明材料，尤其是在對煤礦重要用途鋼絲繩驗收及懸掛前的檢驗時，當鋼絲繩鋼絲出現(xiàn)不合格鋼絲或低值絲鋼絲數(shù)量超過標準規(guī)定，作為一種檢驗過程及最終結(jié)果的證明資料。通過以上 的扭矩—扭角技術(shù)曲線的分析，可以所明它能更精確的的對鋼絲繩鋼絲的韌性技術(shù)指標進行分析。（鋼絲扭矩—扭角技術(shù)曲線圖見背后附圖）

煤礦在用鋼絲繩的檢驗、維護和報廢涉及煤礦的安全生產(chǎn)及人生財產(chǎn)安全。為了進一步提高鋼絲繩運行的可靠性和使用壽命，需要捻制質(zhì)量均勻，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)先進的鋼絲繩，更需要正確的使用和維護。

參考文獻

[1]《煤礦安全規(guī)程》

[2]MT716-2006《煤礦重要用途鋼絲繩驗收技術(shù)條件》

鋼絲扭矩—扭角技術(shù)曲線圖