CN104741399A - 一种预应力钢绞线制造工具及钢绞线制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预应力钢绞线制造工具及钢绞线制造方法，属于钢绞线制造领域。一种预应力钢绞线制造工具，包括张力轮(4)和电机，所述的电机与张力轮(4)连接，还包括拉拔模具(2)，所述的拉拔模具(2)为立方体，拉拔模具(2)相对的两端中心分别设置有圆形的入模孔和出模孔，两孔连通，所述的入模孔直径大于出模孔直径，所述的拉拔模具(2)水平固定于生产线体上，拉拔模具(2)中心面与张力轮(4)上端切面一致。通过捻制、拉拔、稳定化处理、冷却、风干和收线步骤制造出预应力钢绞线，可以实现能耗低、预应力大小一致、批量产品简单。

Description

一种预应力钢绞线制造工具及钢绞线制造方法
技术领域
本发明涉及钢绞线制造领域，更具体地说，涉及一种预应力钢绞线制造工具及钢绞线制造方法。
背景技术
预应力钢绞线是由2、3、7或19根高强度钢丝构成的绞合钢缆，并经消除应力处理(稳定化处理)，适合预应力混凝土或类似用途。预应力钢绞线采用高碳钢盘条，经过表面处理后冷拔成钢丝，然后按钢绞线结构将一定数量的钢丝绞合成股，再经过消除应力的稳定化处理过程而成。为延长耐久性，钢丝上可以有金属或非金属的镀层或涂层，如镀锌、涂环氧树脂等。为增加与混凝土的握裹力，表面可以有刻痕等。模拔的预应力钢绞线在绞合后经过一次模具压缩过程，结构更加密实，表层更加适合锚具抓握。制作无粘结预应力钢绞线(unbondedsteel strand)采用普通的预应力钢绞线，涂防腐油脂或石蜡后包高密度聚乙烯(HDPE)就成。
目前生产预应力钢绞线是需要预张力的，然后加热冷却，形成稳定的低松弛预应力钢绞线，以保证在较长时间内预应力所受的力不减少。目前通用形成张力的方法是在预应力机组中使用两组张力轮，利用两组的转速差来形成张力，而且每组所需要的功率都很大，每组电机大概在110KW，所以电费在钢绞线成本中所占比重很大。
中国实用新型专利，专利申请号：201220723167.7，公开日：2013-08-14，公开了一种新型的钢丝拉拔模具，它包括模芯和模套，模套套在模芯的外面，模套沿径向设置有散热槽。本新型模具通过设置散热槽，加大了模具的散热表面积，提高了模具的散热性能。这样钢丝在拉拔过程中产生的热量一方面可以通过冷却水带走，一方面可以通过散热槽散发。热量的散发使得模具磨损减慢，因此模具的更换时间延长，从而降低了生产成本。但本模具主要是针对于预应力钢绞线生产时候的散热功能，对于预应力钢绞线生产的钢绞线质量和强度上没有进行提高和改进，对预应力大小的调整和能耗的降低并没有给出方案。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的能耗高、预应力大小不一、批量产品难问题，本发明提供了一种预应力钢绞线制造工具及钢绞线制造方法。它可以实现能耗低、预应力大小一致、批量产品简单、钢绞线强度增高。
2.技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种预应力钢绞线制造工具，包括张力轮和电机，所述的电机与张力轮连接，还包括拉拔模具，所述的拉拔模具为立方体，拉拔模具相对的两端中心分别设置有圆形的入模孔和出模孔，两孔连通，所述的入模孔直径大于出模孔直径，所述的拉拔模具水平固定于生产线体上，拉拔模具中心面与张力轮上端切面一致。
更进一步的，所述的拉拔模具内部连通的区域包括变形区和定径区，所述的变形区一端为入模孔，变形区直径由入模孔向内部均匀减小，变形区另一端与定径区一端相连接，定径区另一端为出模孔，所述的变形区与定径区连接部位直径相等，所述的定径区为直径相等的圆柱型。
更进一步的，所述的入模孔和出模孔为喇叭口，使得钢绞线在进出的时候更加顺畅，防止划伤以及磨损。
更进一步的，所述的拉拔模具由硬质合金制成，硬度高和耐磨性好。
一种依据上述的预应力钢绞线制造工具的钢绞线生产方法，其步骤如下：
A)、根据所需钢绞线的规格选取所需要的钢丝型号和数量，将钢丝进行捻制，捻制为后续经过拉拔模具进入做准备；
B)将步骤(A)捻制好的钢丝通过拉拔模具的变形区与定径区，由分股钢绞线制成合股钢绞线，通过张力轮给予钢绞线预应力，通过拉拔模具对分股钢绞线进行施压，使得钢绞线合股；
C)将步骤(B)拉拔好的钢绞线进行稳定化处理，使得钢绞线有很好的抗松弛性能；
D)将步骤(C)稳定化处理好的钢绞线进行冷却处理，使用水冷进行冷却；
E)步骤(D)冷却后的钢绞线进行风干，风干后收线打包。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)原方法使用两个张力轮进行施加预应力，两个张力轮分别用110KW电机拖动，现只使用单个张力轮、一个110KW电机带动，节约了大量电力消耗；
(2)经过模具拉拔的预应力钢绞线结构由原来的点接触转变为模具的拉拔挤压，通过模具的拉拔挤压形成了线面接触，提高了钢绞线的强度；
(3)原来形成的钢绞线张力是由两张力轮的转速差形成的，本发明使用单个张力轮与模具之间的拉拔力来替代原先两个张力轮的张力，原来的转速差由于电气波动强力不稳，现拉拔力恒定，预应力钢绞线的伸直性、稳定性能更好；
(4)本发明生产的钢绞线要求中心丝以及边丝直径生产时大于原先生产的直径，直径更粗，在通过模具合股时候钢绞线与原有要求标准合股直径相同，使得钢绞线接触面增加，强度比原有钢绞线更强。
附图说明
图1为双张力轮技术的整体结构示意简图；
图2为本发明整体结构图；
图3为本发明拉拔时拉拔模具剖面示意图；
图4为双张力轮生产的钢绞线截面示意图；
图5为本发明生产的钢绞线截面示意图。
附图说明：
1、分股钢绞线；2、拉拔模具；3、合股钢绞线；4、张力轮；5、第二张力轮；201、变形区；202、定径区。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对发明作详细描述。
实施例1
如图1所示，现有的钢绞线生产都是通过两个张力轮进行拉拔制成，包括了张力轮4和第二张力轮5，由图4所示，现有工艺生产的钢绞线的截面积来看，钢丝之间都是点接触，强度弱，本发明提供了一种预应力钢绞线制造工具，如图2所示，包括张力轮4和电机，所述的电机与张力轮4连接，电机用以驱动张力轮4，还包括拉拔模具2，如图3所示，所述的拉拔模具2为立方体，拉拔模具2由硬质合金制成，硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度，特别适用于进行拉拔模具2制作。
拉拔模具2相对的两端中心分别设置有圆形的入模孔和出模孔，入模孔和出模孔为喇叭口，入模孔和出模孔互相连通，所述的入模孔直径大于出模孔直径，所述的拉拔模具2水平固定于生产线体上，拉拔模具2中心面与张力轮4上端切面一致，两个面在同一水平面上。本装置相对于现有装置，节约一台110KW电机，每批绞线生产9吨钢绞线需要三小时，节约用电330度。省去一台张力轮也省去了一台的维修调试费用和时间，效率提高，成本降低。原来形成的钢绞线张力是由两张力轮的转速差形成的，本发明使用单个张力轮与模具之间的拉拔力来替代原先两个张力轮的张力，原来的转速差由于电器波动强力不稳，现拉拔力恒定，预应力钢绞线的伸直性、稳定性能更好。
所述的拉拔模具2内部连通的区域包括变形区201和定径区202，所述的变形区201一端为入模孔，变形区201直径由入模孔向内部均匀减小，变形区201另一端与定径区202一端相连接，定径区202另一端为出模孔，所述的变形区201与定径区202连接部位直径相等，所述的定径区202为直径相等的圆柱型。
一种依据上述的预应力钢绞线制造工具的钢绞线生产方法，其步骤如下：
A)、根据所需钢绞线的规格选取所需要的钢丝尺寸型号和数量，按照美国标准生产15.24mm，如果按照现有标准生产，如图4所示，需要一根中心丝直径5.27mm，六根边丝直径5.07mm，本发明的预应力钢绞线将钢丝进行捻制，一根中心丝直径5.3mm，六根边丝直径5.1mm。分股钢绞线的直径大于15.24mm，需要经过拉拔达到所需要的尺寸直径。
B)将步骤(A)捻制好的钢丝通过拉拔模具2的变形区201与定径区202，定径区202直径15.24mm，由分股钢绞线1制成合股钢绞线3，通过张力轮4给予钢绞线预应力，由于有预应力的产生，本发明的拉拔模具2定径区202直径与所需要生产的钢绞线直径需要有一定的盈余，盈余就是合股的预应力钢绞线直径大于拉拔模具2定径区202直径，合股钢绞线3尺寸为15.24mm。生产各种规格的绞线，盈余量不同，主要考虑产生的拉拔力多大，以满足生产工艺的需要。如图5所示，拉拔后的合股钢绞线3钢丝之间为面与面的接触。经过模具拉拔变形后，钢丝与钢丝直接的接触面积会变大，改变接触方式，钢绞线在伸长时，钢丝之间的滑移阻力就会变大，总体强度就会增加。
C)将步骤(B)拉拔好的钢绞线进行稳定化处理；稳定化处理的工艺温度在380℃，可以使得抗应力松弛能力好，未处理的钢绞线抗松弛性能差，经过稳定化处理后有很好的抗松弛性能，温度对于钢绞线的强度和塑性指标具有显著的影响，380℃使得其在稳定化中钢绞线具有高强度，且有很好的抗应力的塑性能力。
D)将步骤(C)稳定化处理好的钢绞线进行冷却处理，使用水冷进行冷却。
E)步骤(D)冷却后的钢绞线进行风干，风干后收线打包。
本发明所用上述钢绞线制作方法具有使得钢绞线经过模具拉拔，钢绞线结构由原来的点接触转变为模具的拉拔挤压，通过模具的拉拔挤压形成了线面接触，提高了钢绞线的强度；单个张力轮与模具之间的拉拔力来替代原先两个张力轮的张力，原来的转速差由于电气波动强力不稳，现拉拔力恒定，预应力钢绞线的伸直性、稳定性能更好，且单个张力轮使得能耗降低，成本降低，采用了稳定化处理使得钢绞线具有极好的抗松弛性能，温度对于钢绞线的强度和塑性指标具有显著的影响，380℃使得其在稳定化中具有高强度，且有很好的抗应力的塑性能力。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。

Claims (5)

1.一种预应力钢绞线制造工具，包括张力轮(4)和电机，所述的电机与张力轮(4)连接，其特征在于：还包括拉拔模具(2)，所述的拉拔模具(2)为立方体，拉拔模具(2)相对的两端中心分别设置有圆形的入模孔和出模孔，两孔连通，所述的入模孔直径大于出模孔直径，所述的拉拔模具(2)水平固定于生产线体上，拉拔模具(2)中心面与张力轮(4)上端切面一致。
2.根据权利要求1所述的一种预应力钢绞线制造工具，其特征在于：所述的拉拔模具(2)内部连通的区域包括变形区(201)和定径区(202)，所述的变形区(201)一端为入模孔，变形区(201)直径由入模孔向内部均匀减小，变形区(201)另一端与定径区(202)一端相连接，定径区(202)另一端为出模孔，所述的变形区(201)与定径区(202)连接部位直径相等，所述的定径区(202)为直径相等的圆柱型。
3.根据权利要求1或2所述的一种预应力钢绞线制造工具，其特征在于：所述的入模孔和出模孔为喇叭口。
4.根据权利要求2所述的一种预应力钢绞线制造工具，其特征在于：所述的拉拔模具(2)由硬质合金制成。
5.一种依据权利要求1所述的预应力钢绞线制造工具的钢绞线生产方法，其步骤如下：
A)、根据所需钢绞线的规格选取所需要的钢丝型号和数量，将钢丝进行捻制；
B)将步骤(A)捻制好的钢丝通过拉拔模具(2)的变形区(201)与定径区(202)，由分股钢绞线(1)制成合股钢绞线(3)，通过张力轮(4)给予钢绞线预应力；
C)将步骤(B)拉拔好的钢绞线进行稳定化处理；
D)将步骤(C)稳定化处理好的钢绞线进行冷却处理，使用水冷进行冷却；
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