CN103952936A - 一种高强度变径钢缆的复合连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强度变径钢缆的复合材料连接方法。为了克服现有高强度变径钢缆连接方法存在的工艺复杂、强度损失大、易腐蚀、接头尺寸大、柔性差不易缠绕的缺点，本发明采用了浸胶玻璃纤维条/浸胶尼龙纤维绳增强加固等捻距插接接头的复合连接工艺方法。通过单丝等捻距分组插接，减小钢缆连接处的强度损失；同时在连接区用浸胶玻璃布/浸胶尼龙绳对插接接头进行分段包覆、缠绕和捆扎，固化后实现对连接区的加强和固定，形成内部金属钢丝捻合缠绕、外部复合材料分段包覆加固的柔性复合接头。本发明提出的高强度变径钢缆复合连接方法具有连接强度高、性能可靠、接头小巧、柔顺性好、耐环境性强的特点。

Description

一种高强度变径钢缆的复合连接方法

技术领域

本发明涉及一种变径钢缆的复合材料连接方法，特别是涉及一种高强度柔性复合材料连接方法及其制备工艺。

背景技术

变径高强度钢缆在许多特殊场合具有特定用途，特别是在海洋工程船舶和航空飞行器拖曳方面。由于承受载荷及使用条件的要求，往往对钢缆的连接具有特殊要求，如：高强度、柔性、连接区尺寸与钢缆直径相近等。现有的高强度变径钢缆连接，国外采取的是先将接头处钢丝退火以降低钢丝的刚性和强度，再将接头处钢丝捻合对接的方法。这种钢缆连接方法完全靠护缆丝保证接头强度，需要增加大量护缆丝来提高钢缆断面的连接强度，增加了额外的热处理工序，存在钢缆断面处强度损失大、连接区直径过大不易缠绕和工艺操作复杂的缺点。而且由于接头结构存在大量断口和变形，在使用过程中易发生锈蚀，危害钢缆的连接强度，降低接头的可靠性。

因此，有必要研究一种接头强度高、性能可靠、接头小巧、柔顺性强、对接头有防护的高强度变径钢缆连接方法。

发明内容

为了解决现有高强度变径钢缆连接中出现的强度损失大、连接区直径过大和工艺复杂的现状，本发明提出一种高强度变径钢缆的柔性复合材料连接方法，采取同捻距插接方法，将连接区钢丝顺捻距完全吻合对接，再用护缆将连接区包覆，外层用浸胶玻璃纤维带和尼龙绳复合材料包覆缠绕、固化加强。既保证了接头能承受的最小破断拉力不低于相邻较细缆段的最小破断拉力，又简化了工艺方法。采用此方法的变径钢缆连接区平整光滑，接头尺寸与变径钢缆直径相近，复位性强，结构稳定，连接质量可靠。

本发明的具体技术方案如下。

一种高强度变径钢缆的柔性复合材料连接方法，包括以下步骤：

1)将粗端钢缆(1)与细端钢缆(2)连接端口的外层单丝(3)松捻并打开，粗端钢缆中心单丝(4)留长，细端钢缆中心单丝(5)剪短，两根钢缆连接接头区内的外层单丝分别分2组并剪短，去毛刺；

2)如细端直径/粗端直径＞70％，则将粗端钢缆中心单丝(4)插入细端外层单丝中间与细端中心单丝(5)对接，然后将两段钢缆外层单丝(3)等捻距插接缠绕，将套缆外层单丝(6)打开并分组拆下，按原捻制状态铠装在变径接头处，将套缆端部修剪成锥形；

3)如细端直径/粗端直径≤70％，则选择绳芯(7)直径与细端钢缆直径相近、外径与粗端钢缆直径相近的中间过渡套缆按2)所述方法与细端钢缆(2)等捻距插接，然后将该套缆外层单丝(6)打开并分组拆下，在细端接头区按原捻制状态铠装；之后将该套缆与粗端钢缆(1)对接，另外选定一根绳芯直径与粗端钢缆直径相近的套缆，将其外层单丝(6)打开并分组拆下，在粗端变径接头处按原捻制状态进行铠装；

4)将套缆端部修剪成锥形；

5)用浸胶薄玻璃纤维条(8)将3段套缆锥形部分包住，再用浸胶尼龙纤维绳(9)将套缆中间接头插接变形区(10)及两端锥形部分缠紧捆扎牢固，封住接头铠装套缆钢丝端部；

6)复合材料接头固化。

该工艺方法的优点为：

1)变径钢缆连接区单丝采用同捻距插接，不存在集中断面，强度损失小，结构稳定；

2)采用复合材料封头加固，连接端头不易散丝，提高了连接区的强度和可靠性；

3)采用复合材料分段加固的结构形式，保证了连接区的足够柔性，利于收放缠绕；

4)避免热处理工艺环节，缩短工时，降低了工艺成本。

附图说明

图1为钢缆结构及插接示意图；

图2为直径相近的两段钢缆接头结构示意图(细端直径/粗端直径＞70％)；

图3为直径相差较大的两段钢缆接头结构示意图(细端直径/粗端直径≤70％)。

图中：

1.粗端钢缆；2.细端钢缆；3.钢缆外层单丝；4.钢缆中心单丝；

5.钢缆外层单丝；6.套缆外层单丝；7.套缆绳芯；8.浸胶薄玻璃布；

9.浸胶尼龙纤维绳；10.插接变形区。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

以Φ2.46mm(粗端)/Φ1.63mm(细端)变径钢缆的连接为例，钢缆连接选用套缆的结构参数见表1。

表1选用套缆的结构参数

具体连接方法如下：

1)如图1所示，将Φ2.46mm/Φ1.63mm变径钢缆连接区域的外层单丝3松捻并打开，Ф2.46端钢缆中心单丝4留长，Ф1.63端钢缆中心单丝5剪短，两根钢缆连接接头区外层单丝分别分2组并剪短，去毛刺；

2)如图3所示，细端直径/粗端直径≤70％，选择绳芯直径为Ф1.50、外径为Ф2.50中间过渡套缆T1×19-2.5绳芯7与Ф1.63端钢缆等捻距插接。具体方法为：将中间过渡套缆绳芯7的中心单丝插入细端外层单丝中间与细端中心单丝对接，然后将两段钢缆外层单丝等捻距插接缠绕，将套缆T1×19-2.5外层单丝6打开并分组拆下，按原捻制状态铠装在变径接头处，最后将套缆端部修剪成锥形；

3)将套缆T1×19-2.5的另一端与Ф2.46钢缆端头对接，选用套缆T1×19-3.8，将套缆T1×19-2.5的外层单丝6打开并分组拆下，按原捻制状态铠装在变径接头处，最后将套缆端部修剪成锥形；

4)用浸胶薄玻璃纤维条8将3段套缆锥形部分包住，再用浸胶尼龙绳9将套缆中间插接变形区10及两端锥形部分缠紧捆扎牢固，封住接头护缆钢丝端部；

5)胶薄玻璃纤维条8与浸胶尼龙纤维绳9进行固化。固化后的复合材料起到了加强和固定铠装套缆的作用，进一步提高了连接区的抗拉强度，保证了钢缆连接接头的质量。

Claims (1)

1.一种高强度变径钢缆的复合连接方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将粗端钢缆(1)与细端钢缆(2)连接端口的外层单丝(3)松捻并打开，粗端钢缆中心单丝(4)留长，细端钢缆中心单丝(5)剪短，两根钢缆连接接头区内的外层单丝分别分2组并剪短，去毛刺；

2)如细端直径/粗端直径＞70％，则将粗端钢缆中心单丝(4)插入细端外层单丝中间与细端中心单丝(5)对接，然后将两段钢缆外层单丝(3)等捻距插接缠绕，将套缆外层单丝(6)打开并分组拆下，按原捻制状态铠装在变径接头处，将套缆端部修剪成锥形；

3)如细端直径/粗端直径≤70％，则选择绳芯(7)直径与细端钢缆直径相近、外径与粗端钢缆直径相近的中间过渡套缆按2)所述方法与细端钢缆(2)等捻距插接，然后将该套缆外层单丝(6)打开并分组拆下，在细端接头区按原捻制状态铠装；之后将该套缆与粗端钢缆(1)对接，另外选定一根绳芯直径与粗端钢缆直径相近的套缆，将其外层单丝(6)打开并分组拆下，在粗端变径接头处按原捻制状态进行铠装；

4)将套缆端部修剪成锥形；

5)用浸胶薄玻璃纤维条(8)将3段套缆锥形部分包住，再用浸胶尼龙纤维绳(9)将套缆中间接头插接变形区(10)及两端锥形部分缠紧捆扎牢固，封住接头铠装套缆钢丝端部；

6)复合材料接头固化。