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過程中常見的技術設備之一，對其進行安全檢驗，保證其安全的使用是《煤礦安全規程》所規定，并賦予安全生產檢驗檢測機構的一項職責。檢驗機構利用先進的技術設備對其進行檢驗，保證鋼絲繩的安全使用就顯的尤為主要。

關鍵詞：鋼絲繩；扭轉；扭角曲線；煤礦安全

煤礦行業作為高危行業，安全生產始終是生產領域中的關鍵。礦山設備的安全使用是保證安全生產的基礎，礦山設備的安全生產檢驗檢測工作，是為礦山設備的安全使用提供科學依據，為消除礦山設備安全隱患，預防安全事故的發生起到關鍵作用。只有礦山設備的安全使用，才能保證礦山的安全生產。礦山設備的檢驗檢測是一門科學，有其自身的客觀規律，同時檢驗檢測又要按照法律、法規、技術標準及規范進行檢驗。在實驗室的工作中，接觸最多的莫過于鋼絲繩設備試驗，它廣泛應用于煤礦提升和運輸設備中，工作狀態的好壞不僅對煤礦生產有直接影響，還關系到礦工的人身安全。鋼絲繩作為是由許多優質碳素鋼絲捻制成股，再由若干股圍繞繩芯捻制成繩。由于結構的特殊性決定了它具有較好的力學性能。同時，在工作可靠性和結構多樣性等方面也表現出獨特的優點。

煤礦重要用途鋼絲繩作為礦山生產過程中常見的技術設備之一，對其進行安全檢驗，保證其安全的使用是《煤礦安全規程》所規定，并賦予安全生產檢驗檢測機構的一項職責。檢驗機構利用先進的技術設備對其進行檢驗，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，對你安全性的核對任務更加重要，把好質量關，做好最后一道檢測屏障也是對工作對礦上的責任。

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

檢驗中心實驗室成立之初，局和檢驗中心領導就把檢驗設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和先進的檢驗設備，在鋼絲繩鋼絲的扭轉檢驗項目上采用了微機控制扭轉試驗機，扭轉試驗機提供了更多的試驗技術參數，以適應不同的實驗要求。

鋼絲是鋼絲繩的重要組成部分，鋼絲繩鋼絲扭轉項檢驗是判定鋼絲韌性技術指標的主要參數之一，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、應力的不均勻性及鋼絲表面和內部的缺陷。單向扭轉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，直到鋼絲式樣扭轉至斷裂或達到規定的扭轉次數為止。

由于我們檢驗中心采用的是微機控制扭轉試驗機，使檢驗更加數字化、科學化，檢驗結果更加準確，避免了檢驗人員的讀數誤差。同時微機控制扭轉試驗機在檢驗和應用上提供了更寬廣的區域，提供了多種檢驗技術指標和曲線，既保證了鋼絲韌性最終指標扭轉次數的體現，又保證了鋼絲扭轉過程之中鋼絲韌性特性的體現，這是一般機械式扭轉試驗機所體現達不到的，其中技術曲線之一是扭矩—扭角技術曲線。現就利用扭矩—扭角技術曲線，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次數的關系；二、扭矩—扭角技術曲線的形態與鋼絲的扭轉次數的關系；三、當鋼絲的扭矩—扭角技術曲線出現最大扭矩值后的形態與扭轉次數的關系。

一、鋼絲繩鋼絲的扭矩—扭角曲線的斜率與鋼絲的扭轉次數的關系

通過大量的檢驗實踐，我發現在相同的檢驗條件下，對同一規格的鋼絲進行檢驗，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）跟鋼絲的扭轉次數有一定的內在關系。鋼絲在塑性變形階段直線的斜率越小，鋼絲的韌性越好，鋼絲的扭轉次數值越大。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，鋼絲的扭轉次數值越小。

二、扭矩—扭角技術曲線的形態與鋼絲的扭轉次數的關系

扭矩—扭角技術曲線的形態在塑性變形階段，曲線的形態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，強扭轉次數值越大。當扭矩—扭角技術曲線的形態在塑性變形階段，曲線的形態呈現波浪形態或在呈現波浪形態后，有一定的近似直線并有一定的斜率，鋼絲的韌性比較差，鋼絲的扭轉次數值較小。

三、當鋼絲的扭矩—扭角技術曲線出現最大扭矩值后的形態與扭轉次數的關系

當鋼絲出現最大扭矩值后的形態與鋼絲的韌性存在相關的聯系，當鋼絲出現最大扭矩值后有的鋼絲馬上斷裂，鋼絲的韌性較差，扭轉次數值較小。有的鋼絲出現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最大扭矩值，并且較大的扭矩值的出現不會超過3次。由于鋼絲出現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次數值，也就提高了鋼絲的韌性。

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

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

參考文獻

[1]《煤礦安全規程》

[2]MT716-2006《煤礦重要用途鋼絲繩驗收技術條件》

鋼絲扭矩—扭角技術曲線圖