钢丝绳最小破断拉力计算公式
国内不同企业、不同时期生产的港机,所用钢丝绳的设计技术标准有所不同,导致结构相同、规格相近的在役钢丝绳的公称直径并不完全一致。如对港口最为常用的6×36WS-IWRC钢丝绳(文中所有钢丝绳均按照GB/T8706-2006/ISO17893: 2004进行重新标记),GB1102-74、GB8918-88、GB/T8918-1996、GB8918-2006、GB/T20118-2006和JIS G3525-1998给出其直径系列如表1(新设计设备不得选用表中带“*”的钢丝绳直径)。考虑到订货时,钢丝绳直径必须遵循原设计而不得对其随意缩小或加大,而JISG 3525要求钢丝绳按照破断拉力交货,但标准本身又没有给出钢丝绳最小破断拉力计算公式,因此,当产品标准转向JIS G 3525后,难免出现非标规格,这就涉及到如何事先确定其最小破断拉力的问题。
1 常规钢丝绳最小破断拉力计算公式不适合JISG 3525钢丝绳
当钢丝绳按照抗拉强度数值概念进行分级时,不同标准给出其最小破断拉力计算公式如下:
F =KD2R /1000
式中,F为钢丝绳最小破断拉力, kN;K为对应某结构类别钢丝绳最小破断拉力系数;D为钢丝绳公称直径,mm;R为钢丝绳强度级别,Mpa.
能否用式(1)直接确定不同结构、不同级别非标规格JISG 3525钢丝绳的最小破断拉力?笔者认为不可。这是因为:其一,虽然JISG 3525将钢丝绳分为G类(1 420 MPa)、E类(1 520 MP)、A类(1 620MPa)、B类(1 770MPa)4个级别,但其并没有直接说明G类、E类、A类、B类钢丝绳转化成抗拉强度数值的概念就依次对应1 420MPa级、1 520MPa级、1 620MPa级和1 770MPa级,甚至在给出的钢丝绳最小破断拉力表中,也只言G类、E类、A类、B类。
也就是说,该标准并不是采用抗拉强度数值的概念对钢丝绳进行分级的,不采用抗拉强度数值概念对钢丝绳分级的情况还出现在APISpec9A-1995、.ANSI/API9A-2004和RR-W-410E-2002等相关标准中。其二,假如认为G类、E类、A类、B类钢丝绳转化成抗拉强度数值的概念就依次对应1420MPa级、1 520 MPa级、1 620 MPa级和1 770MPa级,则对于某固定结构类别的钢丝绳(绳芯也应相同),根据F、R、D基于式(1)反求出的K应为常数,但结果并非如此。以6×19S-FC、6×19W-FC、6×25F-FC、6×26WS-FC[在JISG 3525中对应标识依次为6×S(19)、6×W(19)、6×F i(25)、6×WS(26)]钢丝绳为例计算E类、A类、B类钢丝绳最小破断拉力系数。
