CN106498787A - 35w×7结构高强度大直径钢丝绳生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种35W×7结构高强度大直径钢丝绳生产工艺，钢丝绳采用压实股生产，股压实率控制在6.5～8.5%范围，提高钢丝绳破断拉力，股内层采用6.5～7.0倍小捻距，外层采用7.0～7.5倍较大捻距，钢丝绳合绳时内层绳股不预变形，外层绳股预变形充分，采用内外层绳一次捻制成型，确保钢丝绳内外层扭转力矩平衡。本发明生产的钢丝绳股缝隙均匀一致，无肉眼可见的裂缝，钢丝绳不松散，结构稳定，钢丝绳破断拉力高，耐磨性和阻旋转性能好，钢丝绳与卷筒及滑轮的接触面积大，提高了钢丝绳的使用寿命。

Description

35W×7结构高强度大直径钢丝绳生产工艺

技术领域

本发明涉及一种35W×7结构高强度大直径钢丝绳生产工艺，属于金属缆绳加工技术领域。

背景技术

35W×7结构多层股钢丝绳为三层股钢丝绳，由1根中心股外包捻内层6根股，次外层12根股和外层16根股捻制构成，该结构钢丝绳的特点：(1)软性系数高，可挠性好；(2)钢丝绳内部密实，密度系数大，比同直径、同强度的普通钢丝绳破断拉力高；(3)同普通圆股钢丝绳相比，钢丝绳在使用时与卷筒、滑轮的接触面积大，耐疲劳性能好；(4)钢丝绳自转性小，挂绳使用后几乎不旋转，有利于高扬程起吊。该结构钢丝绳由于具有阻旋转性，常用于旋挖机、立井提升、港口装卸和各种类型的高扬程起重设备上。但该结构钢丝绳在生产中由于受捻制装备、员工操作水平、钢丝绳结构本身特点以及钢丝绳使用等因素的影响，生产难度较大，该钢丝绳在生产中通常采用分层捻制，即先捻制19W内层绳，然后再包捻16根外层股绳，钢丝绳捻制也存在以下问题：(1)钢丝绳有裂缝及松散现象；(2)钢丝绳捻制不密实，结构不稳定，钢丝绳破断拉力低，(3)产品使用时常出现质量问题，如钢丝绳内层绳早期断裂、钢丝绳旋转等。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种35W×7结构高强度大直径钢丝绳生产工艺，解决钢丝绳捻制不密实，结构不稳定，钢丝绳破断拉力，钢丝绳旋转、容易出现裂缝及松散问题以及钢丝绳使用过程中内层绳容易破劲，出现早期断裂等技术问题，提高钢丝绳使用寿命。

本发明的35W×7结构高强度大直径钢丝绳，钢丝绳结构为35W×K7，钢丝绳直径为52mm，抗拉强度为1960MPa。

本发明的实施步骤如下：

(1)钢丝绳配丝

钢丝绳配丝工艺参数为：中心股：3.50/3.15mm、第一层股：3.20/2.93mm、第二层大股3.20/2.93mm、第二层小股：2.35/2.15mm、外层股：3.15/2.85mm；

(2)捻股

捻股时根据股的直径选择压线瓦，压线瓦成对使用且压紧，生产过程中不得有断丝或伤线现象，股不得有起棱、椭圆形状等缺陷，捻股工艺参数：中心股：股径9.80mm、捻距83mm，第一层股：股径9.06mm、捻距86mm，第二层大股：股径9.06mm、捻距86mm，第二层小股：股径6.65mm、捻距63mm，外层股：股径8.85mm、捻距84mm；

(3)股压实

采用辊压实加工方式生产压实股，股压实率控制在6.5～8.5％范围，股压实后钢丝绳中钢丝与钢丝之间呈面接触状态，可提高钢丝绳的填充系数和破断拉力，钢丝绳的耐磨性能好，并增大了钢丝绳与卷筒及滑轮的接触面积，提高钢丝绳使用寿命。钢丝绳股压实有模拉、辊压和锻打三种加工方式，锻打由于生产工艺复杂，操作难度大，生产效率低，不适宜多股压实生产，模拉主要是股的纵向延伸的作用，辊压主要是在绳股横截面上受压的作用，辊压加工的绳股品质较模拉要好。

采用辊压实加工方式生产压实股时，股压实率控制在6.5～8.5％范围，股压实效果最佳，通过实验发现：股压实率小于6.5％时，股应力消除不好，股中钢丝存在反拨力，股压实率大于8.5％时，容易导致股横断面变形，纵断面上会出现由于绳股区域堆积而产生的直线状的侧棱现象。

(4)合绳

合绳采用串联机组一次捻制，先在第一个篮架捻制19W×K7内层绳，内层绳捻制使用19W分线盘，不对股进行预变形，股出分线盘后在压线瓦处自然合拢，然后进入第二个篮架捻制35W×K7外层绳，捻制外层绳时，使用18#机头，工作辊径40mm，辊端距为钢丝绳捻距的0.75倍，压弯深度为钢丝绳直径的1.1倍，钢丝绳绳径偏差控制在0～+4％内，钢丝绳捻制工艺参数为：内层绳直径：37.6mm、捻距倍数6.5～7.0mm，捻向ZS，外层绳直径：52.0mm、捻距倍数7.0～7.5mm、捻向SS。

钢丝绳一次捻制时，内层绳采用6.5～7.0小捻距倍数，外层绳采用7.0～7.5较大捻距倍数，内层绳捻制时股不进行预变形，使钢丝绳内层绳捻制时上劲，而外层绳捻制时进行预变形，目的是增大内层绳扭转力矩，减小外层绳扭转力矩，确保钢丝绳内层绳与外层绳扭转力矩达到平衡，实现钢丝绳不旋转或微旋转。钢丝绳一次捻制时，结构稳定，股缝隙均匀一致，用肉眼观察无裂缝现象。

现有技术中，该结构钢丝绳采用分层捻制，分层捻制存在的问题：(1)钢丝绳阻旋转性能不好，由于钢丝绳捻制时内层绳股进行了预变形，导致内层绳股反拨力小，外层绳股对内层绳没有钢丝绳一次捻制时的扼制效果。(2)钢丝绳分层捻制时，钢丝绳中各股捻制张力不均匀一致，导致钢丝捻制结构不紧密，结构不稳定，钢丝绳整绳破断拉力小，钢丝绳容易出现松散、裂缝、起壳等现象。

钢丝绳松散性能检测：

分别对一次捻制与分层捻制钢丝绳松散性能进行检测，先测量钢丝绳的直径，然后从钢丝绳中拆出长度大于5个捻距的外层股，测量5个捻距钢丝绳外层股的最大螺旋高度，计算螺旋高度平均值，再根据公式η＝H/D×100％计算股的变形率,式中：η表示股的变形率，H为外层股螺旋高度平均值，D为钢丝绳直径。钢丝绳变形率检测结果见下表。

钢丝绳股变形率参数表

实践中，当钢丝绳股变形率η在82～87％时，钢丝绳不松散性能最好，股变形率η小于82％时，钢丝绳表现为松散，股变形率η大于87％时，钢丝绳股变形过量，股将呈松驰状态。由上表可知，分层捻制时钢丝绳股的变形率η在78.94～82.10％范围，钢丝绳将呈松散状态，而一次捻制时钢丝绳股的变形率η在83.64～86.98％范围，钢丝绳不松散，由此可见，一次捻制比分层捻制钢丝绳松散性能相对较好。

钢丝绳阻旋转性能检测：

多层股钢丝绳外层绳股的扭转力矩大于内层绳的扭转力矩，这是钢丝绳的结构特点决定的，钢丝绳结构设计可以通过增大内层绳扭转力矩和减小外层绳扭转力矩，尽可能多抵消外层绳的扭转力矩，但仍不能解决多层股钢丝绳内外层绳的扭转力矩平衡问题。

钢丝绳一次捻制与分层捻制比较：由于钢丝绳一次捻制时，钢丝绳内层绳股未进行预变形，钢丝绳内层绳上劲，存在较大的反拨力，而外层绳股进行了预变形，应力消除较充分，反拨力小，钢丝绳捻制时，外层绳股对内层绳起到扼制作用，抵消了外层绳一部分扭转力矩，钢丝绳内外层绳的扭转力矩相对较平衡，可实现钢丝绳的不旋转或微旋转。而钢丝绳分层捻制时，钢丝绳内层绳要进行预变形，以减小内层绳股反拨力，钢丝绳内层绳才可能实现不松散，这样才能确保钢丝绳合外层绳的正常进行，提高钢丝绳捻制质量；钢丝绳捻制内层绳时如果不进行预变形，钢丝绳内层绳劲会很大，绳股反拨力大，内层绳将松散，导致钢丝绳合外层绳无法顺利进行，严重影响钢丝绳捻制质量，由于钢丝绳内层绳进行预变形后，外层绳股对内层绳没有钢丝绳一次捻制时相应的扼制效果，钢丝绳内外层绳的扭转力矩不能很好的平衡，钢丝绳阻旋转性能较差，因此钢丝绳一次捻制较分层捻制的阻旋转性能较好。通过对多批次一次捻制与分层捻制钢丝绳阻旋转性能进行检测结果进行分析，一次捻制均较分层捻制相对较好。

钢丝绳力学性能检测

经多批次的力学性能试验检测，并与德国Casar类似产品标准进行对比，其性能指标对比见下表。

钢丝绳力学性能指标对比表

由上表可知，一次捻制的钢丝绳整绳破断拉力和钢丝破断拉力总合均比分层捻制的和德国Casar标准的大，通过计算，一次捻制的钢丝绳整绳破断拉力与钢丝破断拉力总合的比率为80.25％，分层捻制的比率为78.49％，德国Casar标准比率为79.52％，说明钢丝绳一次捻制的钢丝捻制损失比分层捻制和德国Casar的捻制损失要小，钢丝绳的捻制质量相对较好。

本发明的有益效果：

解决了钢丝绳捻制不密实，结构不稳定，钢丝绳破断拉力，钢丝绳旋转、容易出现裂缝及松散问题以及钢丝绳使用过程中内层绳容易破劲，出现早期断裂等技术问题，提高钢丝绳使用寿命。

具体实施方式

以下对本发明35W×7结构高强度大直径钢丝绳生产工艺作进一步详细说明：

本发明的钢丝绳结构为35W×K7，钢丝绳直径为52mm，抗拉强度为1960MPa。本发明的生产工艺包括如下实施步骤：

(1)钢丝绳配丝

钢丝绳配丝工艺参数为：中心股：3.50/3.15mm、第一层股：3.20/2.93mm、第二层大股3.20/2.93mm、第二层小股：2.35/2.15mm、外层股：3.15/2.85mm；

(2)捻股

捻股时根据股的直径选择压线瓦，压线瓦成对使用且压紧，生产过程中不得有断丝或伤线现象，股不得有起棱、椭圆形状等缺陷，捻股工艺参数：中心股：股径9.80mm、捻距83mm，第一层股：股径9.06mm、捻距86mm，第二层大股：股径9.06mm、捻距86mm，第二层小股：股径6.65mm、捻距63mm，外层股：股径8.85mm、捻距84mm；

(3)股压实

采用辊压实加工方式生产压实股，股压实率控制在6.5～8.5％范围，股压实后钢丝绳中钢丝与钢丝之间呈面接触状态；

(4)合绳

合绳采用串联机组一次捻制，先在第一个篮架捻制19W×K7内层绳，内层绳捻制使用19W分线盘，不对股进行预变形，股出分线盘后在压线瓦处自然合拢，然后进入第二个篮架捻制35W×K7外层绳，捻制外层绳时，使用18#机头，工作辊径40mm，辊端距为钢丝绳捻距的0.75倍，压弯深度为钢丝绳直径的1.1倍，钢丝绳绳径偏差控制在0～+4％内，钢丝绳捻制工艺参数为：内层绳直径：37.6mm、捻距倍数6.5～7.0mm，捻向ZS，外层绳直径：52.0mm、捻距倍数7.0～7.5mm、捻向SS。

Claims (1)

1. 一种35W×7结构高强度大直径钢丝绳生产工艺，钢丝绳直径为52mm，抗拉强度为1960 MPa，其特征在于包括如下实施步骤：

（1）钢丝绳配丝

钢丝绳配丝工艺参数为：中心股：3.50/3.15mm、第一层股：3.20/2.93mm、第二层大股3.20/2.93 mm、第二层小股：2.35/2.15mm、外层股：3.15/2.85mm；

（2）捻股

捻股时根据股的直径选择压线瓦，压线瓦成对使用且压紧，生产过程中不得有断丝或伤线现象，股不得有起棱、椭圆形状等缺陷，捻股工艺参数：中心股：股径9.80 mm、捻距83mm，第一层股：股径9.06 mm、捻距86 mm，第二层大股：股径9.06 mm、捻距86 mm，第二层小股：股径6.65 mm、捻距63mm，外层股：股径8.85 mm、捻距84mm；

（3）股压实

采用辊压实加工方式生产压实股，股压实率控制在6.5～8.5%范围，股压实后钢丝绳中钢丝与钢丝之间呈面接触状态；

（4）合绳

合绳采用串联机组一次捻制，先在第一个篮架捻制19W×K7内层绳，内层绳捻制使用19W分线盘，不对股进行预变形，股出分线盘后在压线瓦处自然合拢，然后进入第二个篮架捻制35W×K7外层绳，捻制外层绳时，使用18^#机头，工作辊径40 mm，辊端距为钢丝绳捻距的0.75倍，压弯深度为钢丝绳直径的1.1倍，钢丝绳绳径偏差控制在0～+4%内，钢丝绳捻制工艺参数为：内层绳直径：37.6mm、捻距倍数6.5～7.0 mm，捻向ZS，外层绳直径：52.0mm、捻距倍数7.0～7.5 mm、捻向SS。