信息摘要：
1前言 鋼絲繩是起重機上應用最廣的撓性件，用來將卷筒和懸掛裝置連接在一起，從而完成各種吊運工作。和其他撓性件（如鏈條）相比，鋼絲繩的自重輕、撓性好、強度高，能承受沖
1前言
鋼絲繩是起重機上應用最廣的撓性件，用來將卷筒和懸掛裝置連接在一起，從而完成各種吊運工作。和其他撓性件（如鏈條）相比，鋼絲繩的自重輕、撓性好、強度高，能承受沖擊而不易突然發生斷裂，因而安全可靠，工作平穩且無噪聲，制造成本低。
鋼絲繩安全選用的一個重要指標就是破斷力。目前，我國冶金行業起重機用鋼絲繩生產企業絕大多數執行GB/T20118-2006《一般用途鋼絲繩》（用于點接觸鋼絲繩）與GB8918-2006《重要用途鋼絲繩》（用于線接觸鋼絲繩）標準，該標準明確規定鋼絲繩實際破斷力的測定方法執行GB/T8358-2014標準，即對鋼絲繩試樣施加拉力拉伸至鋼絲繩斷裂測定鋼絲繩的實際破斷拉力或者試驗至規定拉力值。
2鋼絲繩破斷力的測試
鋼絲繩破斷力的測試方法有兩種，一種是鋼絲繩拆股破斷力測試，一種是整繩破斷力測試。
2.1鋼絲繩拆股破斷力測試
鋼絲繩拆股破斷力試驗就是將試樣鋼絲繩的鋼絲逐一拆開，試驗其拉力再求和得出破斷力，試驗時不包括股中填充絲、中心絲、各種鋼絲繩的鋼芯。
規定分兩種情況：一是當試驗鋼絲繩全部鋼絲時，是將每根鋼絲的實測破斷力相加；二是當試驗鋼絲繩繩內部分鋼絲時利用公式F=Fo+F，N，+F，N2+…+FNN、式中F一鋼絲破斷力總和；F，F…FN一同結構、同直徑1股中鋼絲的實測破斷力和不參加試驗鋼絲的計算破斷力之和；F。一鋼絲繩中鋼芯的計算破斷力之和；N.N2…N、一鋼絲繩中同結構、同直徑的股數；多層股鋼絲繩，同結構、同直徑取大于1股試驗時，則應以算術平均值來計算。
我國鋼絲繩生產企業絕大多數執行拆股試驗不作整繩破斷拉力試驗，既有認識上的原因，又有客觀條件的限制，存在著以下三種情況：
（1）認為拆股試驗是執行國家標準，能滿足要求，對整繩破斷拉力的科學性不了解。
（2）通常是用戶不要求作整繩破斷拉力。既然用戶不提出，生產廠就不作，當用戶提出作整繩破斷拉力時，有條件的廠才作。
（3）部分廠不具備作整繩破斷拉力的條件。我公司采用某有限公司的鋼絲繩，合格證上就僅提供拆股鋼絲破斷力總和沒有整繩破斷力，提供的執行的標準為GB/T20118-2006《一般用途鋼絲繩》用于點接觸鋼絲繩，而實際供貨鋼絲繩結構6×19W+IWR（型號為25.5NAT6×19W-
IWR-1770，用于90t天車）為線接觸，顯然與標準不太相符。
2.2整繩破斷力測試
礦用鋼絲繩是起重機卷揚機使用的特種鋼絲繩，它直接涉及到生產及人員的生命安全，對鋼絲繩質量的要求越來越高，出口鋼繩都要求作整繩破斷力試驗，鋼絲繩拆股試驗已不能適應特種行業新形勢的要求，整繩破斷力試驗非常必要。
（1）整繩破斷力試驗時的受力狀態與鋼絲繩工作時相同
鋼絲繩在提升或牽引時主要承受拉力負荷，鋼絲繩作整繩破斷力試驗是將試樣夾持在拉力試驗機上施加張力，測得斷裂時所施加力的大小，因此整繩拉力試驗與鋼絲繩使用時受力狀態相同。
（2）鋼絲繩破斷力綜合反映了鋼絲繩的質量水平
鋼絲繩的質量主要取決于制繩鋼絲的質量和捻股、合繩時的捻制質量，測試整繩破斷力既可以看出鋼絲繩組成元件鋼絲的抗拉強度、韌性的優略，也反映鋼絲繩捻制是否均勻。鋼絲繩拆股試驗僅能反映鋼絲的質量，在實際使用中，有的鋼絲繩拆股試驗時鋼絲的強度、彎曲、扭轉和鋼絲破斷力總和都符合標準，能判為優等繩，但做整繩破斷力試驗時卻為不合格品。究其原因，時是因為拆股試驗不能反映捻股、合繩時捻制的均勻性。
3影響鋼絲繩破斷力的因素
3.1鋼絲繩中鋼絲的抗拉強度鋼絲繩中鋼絲的抗拉強度直接影響鋼絲繩的破斷力。這無論從標準要求或者《起重機安全技術手冊》中的數據都表明了兩者的相互關系。
（1）在國外標準和國內GB8918-2006標準中，鋼絲繩破斷力計算公式如下：
Fo=K'×D2×Ro/1000式中：Fo一鋼絲繩破斷力，kN R。一鋼絲的公稱抗拉強度，MPa D一鋼絲繩的公稱直徑，mmK'一鋼絲繩破斷力換算系數由上式可見，鋼絲繩破斷力與鋼絲公稱強度成正比關系，鋼絲的抗拉強度越高，鋼絲繩破斷力就高。
（2）以我廠常用的6×19W+IWR鋼絲繩為例，查《起重機安全技術手冊》可以看出：同類型的鋼絲繩隨鋼絲的抗拉強度的提高，鋼絲繩整繩破斷力也增加。
3.2鋼絲繩捻制的均勻性鋼絲繩在捻股、合股時，鋼絲或股的張力大小、張力均勻與否對鋼絲繩破斷力的影響很大。如果張力大小控制不均勻，造成鋼絲在股中或股在鋼絲繩中松緊不一致，當鋼絲繩作整繩破斷力試驗時，各股或各鋼絲之間受力的大小不等，受力大的股或鋼絲因超過其極限強度而斷裂，測試值就低。因此拆股試驗不能反映出捻股質量對破斷力的影響。
3.3鋼絲繩繩芯的材質
鋼絲繩的繩芯主要分纖維芯和金屬芯兩大類，金屬芯是由鋼絲捻成的股或繩作繩芯。由表1可以看出，結構和直徑相同的鋼絲繩，繩芯為金屬的鋼絲繩的破斷力較大。
3.4鋼絲繩的結構
鋼絲繩的結構也是影響鋼絲繩破斷力的主要因素之一。點接觸鋼絲繩由于股中各層鋼絲是不平行捻制的，層與層之間的鋼絲為點接觸，當鋼絲繩受力時鋼絲間的接觸應力很大；而線接觸鋼絲繩為平行捻制，同層及層與層之間的鋼絲呈平行狀態，逐根緊密相貼呈線接觸，當鋼絲繩受力時，鋼絲之間的接觸應力小得多，并且線接觸鋼絲繩的填充系數比點接觸的鋼絲繩大，因此在受力時有效承載面積大。承受載荷的能力比點接觸的鋼絲繩大。通常線接觸鋼絲繩的破斷力比點接觸的高8%以上，線接觸填充式的鋼絲繩比點接觸6*
19鋼絲繩的破斷力提高10%以上。
3.5鋼絲繩破斷力拉伸試驗的夾持方式鋼絲繩破斷力拉伸試驗的夾持方式有五種：
合金澆鑄法、樹脂澆注法、套管壓制法、直接夾持法和纏繞法。
合金澆鑄法是將鋼絲繩試樣兩端的鋼絲捆扎，端部散開呈喇叭型的刷頭狀，清洗油污后，放入圓錐形模盒，將熔融狀的合金澆鑄到模盒內，合金冷凝后同鋼絲繩刷頭結合為一體。
樹脂澆注法的捆扎、端部打散、表面清潔同合金澆鑄法，只是將調制好的樹脂液體緩慢注入模具中，不停地攪拌排除空氣，待樹脂完全固結后使用。
套管壓制法是采用合適材質的金屬套管套裝在鋼絲繩端部，在壓力機上壓制而成。
直接夾持法是將鋼絲繩試樣夾在試驗機夾頭合適的鉗口進行拉伸試驗的方法。
纏繞法是將試樣直接纏繞在試驗輪的繩槽中進行拉伸施壓的方法。
套制法易在金屬管套接部位發生切斷，直接夾持法與纏繞法容易在夾具邊緣發生斷裂，不能很好的反應鋼絲繩的破斷力，經對比，合金澆鑄法優于其他的試樣制作方法，其測得的破斷力高于其他方法。
4鋼絲繩的選用
（見表2）鋼絲繩的選用是根據鋼絲繩工作中的最大拉力和機構工作級別或工作狀況來決定的。已知載荷或鋼絲繩工作中的最大壓力選擇鋼絲繩：Fo≥
S.n式中Fo一鋼絲繩最小破斷力，kNS一鋼絲繩工作中的最大拉力，kN n一根據機構工作級別或工作狀況來決定的安全系數。
舉例：90t天車機構工作級別為M7，主起升鋼絲繩型號為25.5NAT6*19W-IWR-1770，巨力公司提供的鋼絲繩合格證上最小破斷力試驗結果為536kN，計算鋼絲繩選用是否合理？
90t天車單側鋼絲繩纏繞方式如圖1所示。單根鋼絲繩拉力S=90t*10/16=56.25kN安全系數n=Fo/S=536/56.25=9.53≥7，大于機構工作級別的安全系數7，同時滿足吊掛用鋼絲繩安全系數6的要求，鋼絲繩選用合格。
反過來計算破斷力Fo=S.n=90*10/16*7
=393.75kNs合格證最小破斷力536kN，同時也小于《起重機安全技術手冊》上直徑26mm鋼絲繩的破斷力425kN，也滿足要求。
5結論
鋼絲繩整繩破斷力試驗綜合反映了鋼絲繩的質量水平和生產技術操作水平，是對鋼絲繩最科學的試驗。
使用線接觸鋼絲繩和鋼芯鋼絲繩能提高鋼絲繩的承載能力和使用壽命，更充分發揮鋼材的使用潛力。
選用合金澆鑄法制作試樣做鋼絲繩破斷力試驗能準確測定鋼絲繩的破斷力。
