CN109594374A - 一种耐磨型矿用缆绳 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨型矿用缆绳，包括缆绳单体、保护层和功能层，保护层的外表面通过粘合剂与功能层的内壁相粘合，功能层包括防腐层、耐磨层和加固层，防腐层的底部通过粘合剂与耐磨层的顶部相粘合，且耐磨层的底部通过粘合剂与加固层的顶部相粘合，防腐层包括环氧酚醛防腐涂层、沥青防腐层和聚乙烯防腐层，环氧酚醛防腐涂层的底部通过粘合剂与沥青防腐层的顶部相粘合，沥青防腐层的底部通过粘合剂与聚乙烯防腐层的顶部相粘合，本发明涉及矿用缆绳技术领域。该耐磨型矿用缆绳，可大大提高该矿用钢丝绳的耐磨性能，减少了矿用缆绳与外界的摩擦，延长了它的使用寿命，同时也提高了安全保障，减少了经济的支出。

Description

一种耐磨型矿用缆绳
技术领域
本发明涉及矿用缆绳技术领域，具体为一种耐磨型矿用缆绳。
背景技术
矿用钢丝绳指在矿山和矿井中使用的钢丝绳，具体来说侠义的矿用钢丝绳就是指煤矿用钢丝绳，矿用钢丝绳是煤炭生产的关键材料，是煤炭行业使用的重点钢材品种之一，包括磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳和光面钢丝绳，矿用钢丝绳的认证必须要具备煤安标志，钢丝绳主要用于矿井，矿井有煤矿、铁矿、石灰石矿、镍矿、铜矿、金矿、银矿和稀土矿等，矿用钢丝绳一般选择重要用途钢丝绳，现在主要型号为线接触绳和面接触绳，矿用钢丝绳中的煤矿用钢丝绳必须要有煤安认证。
现有的矿用钢丝绳在实际使用的过程中其耐磨性能不佳，缆绳表面与外界接触时很容易发生摩擦，造成断丝的现象，减少了它的使用寿命，严重影响后续的正常使用，同时还具有一定的安全隐患，大大降低了该矿用缆绳的实用性。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐磨型矿用缆绳，解决了现有矿用缆绳的耐磨性能不佳从而影响其正常使用的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种耐磨型矿用缆绳，包括缆绳单体、保护层和功能层，所述保护层的外表面通过粘合剂与功能层的内壁相粘合，所述功能层包括防腐层、耐磨层和加固层，所述防腐层的底部通过粘合剂与耐磨层的顶部相粘合，且耐磨层的底部通过粘合剂与加固层的顶部相粘合。
优选的，所述防腐层包括环氧酚醛防腐涂层、沥青防腐层和聚乙烯防腐层，所述环氧酚醛防腐涂层的底部通过粘合剂与沥青防腐层的顶部相粘合。
优选的，所述沥青防腐层的底部通过粘合剂与聚乙烯防腐层的顶部相粘合。
优选的，所述耐磨层包括陶瓷层、聚丙烯纤维层和耐磨橡胶层，所述陶瓷层的底部通过粘合剂与聚丙烯纤维层的顶部相粘合。
优选的，所述聚丙烯纤维层的底部通过粘合剂与耐磨橡胶层的顶部相粘合。
优选的，所述加固层包括木质纤维层和钢纤维混凝土层，所述木质纤维层的底部通过粘合剂与钢纤维混凝土层的顶部相粘合。
本发明还公开了一种耐磨型矿用缆绳的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、选择缆绳单体的原料为碳钢坯料，是一种钢丝绳的原材料，通过化学除磷可去除碳钢坯料表面的氧化铁皮，这样可防止拉拔时氧化铁皮损伤模具和钢丝表面，为后继的涂层处理准备良好的表面条件以及减小拉拔时的摩擦降低拉拔力；
S2、化学除磷过后将碳钢坯料进行涂层处理，在其表面涂抹一层润滑载体，其目的是为拉拔创造良好的润滑条件，以减少拉拔过程中的摩擦和发热；
S3、碳钢坯料在进行化学除鳞和涂层处理后，为了去除氢和水分需进行热处理加工，将碳钢坯料放置于链式烘干炉进行第一次热处理加工，加热成碳钢坯料实际温度的30-50℃，再进行保温0.5h-1h，然后再将碳钢坯料取出，放入冷却室内进行冷却，待碳钢坯料冷却至与室温相差不多时，再将碳钢坯料放置于链式烘干炉内进行第二次热处理加工，加热成碳钢坯料实际温度的50-70℃，再进行保温1-1.5h，最后再将该碳钢坯料取出，放入冷却室进行冷却至室温，该冷却方式是采用喷雾式冷却；
S4、碳钢坯料在拉丝机卷筒的牵引下进行第一次拉拔，通过拉丝模孔变形，达到减小断面改变形状以获得尺寸、形状、性能和表面质量都合乎要求的钢丝，第一次拉拔速率为3m/min；
S5、第一次拉拔结束后，将钢丝放置于清洗槽内，再放入超声波清振动棒，启动超声波发生器，钢丝在超声波的震荡下进行清洗，清洗过后再将钢丝轻放入镀层池内，涂抹助镀剂，然后将钢丝浸入锌液池中，在锌液中匀速通过，可使得锌液镀到钢丝表面，之后进行第二次拉拔，第二次拉拔速率为1m/min，最后将钢丝浸入水性环氧树脂乳液中，然后在60～65℃下干燥2～5h，得到该钢丝产品；
S6、采用天然原料如长石、粘土和石英等经烧结制成陶瓷原料，通过碾磨压合制成陶瓷片，然后将陶瓷片精加工制成陶瓷层，通过丙烯聚合得到的等聚丙烯为原料纺制而成的聚丙烯纤维可制成聚丙烯纤维层，将橡胶通过高温加热成流体，粘附与聚丙烯纤维层的表面，陶瓷层、聚丙烯纤维层和耐磨橡胶层均通过粘合剂粘附与防腐层与加固层之间，保护层对缆绳单体的表面进行防护，加固层的表面与保护层的表面相粘合，加固层内的木质纤维层和钢纤维混凝土层可起到加固缆绳单体的作用，防腐层内的环氧酚醛防腐涂层、沥青防腐层和聚乙烯防腐层可起到对缆绳单体的防腐蚀作用；
S7、最后将绳芯和该制成的缆绳单体进行捻制，可将多个缆绳单体捻制成缆绳本体，捻制时，需要将绳芯进行上劲，上劲的圈数为4-5圈，随着生产的进行，上劲逐步分布在整个缆绳本体长度范围内，上劲越多，排头出来后的缆绳本体很快就进入内外层捻距平衡的状态，最终达到钢丝绳内外层股的扭矩平衡，最后对捻制后的缆绳本体进行辊压实，压缩率为14%，通过以上步骤可最终制成缆绳本体。
（三）有益效果
本发明提供了一种耐磨型矿用缆绳。具备以下有益效果：
（1）、该耐磨型矿用缆绳，通过耐磨层包括陶瓷层、聚丙烯纤维层和耐磨橡胶层，陶瓷层的底部通过粘合剂与聚丙烯纤维层的顶部相粘合，聚丙烯纤维层的底部通过粘合剂与耐磨橡胶层的顶部相粘合，可实现大大提高了该矿用钢丝绳的耐磨性能，减少了矿用缆绳与外界的摩擦，延长了它的使用寿命，同时也提高了安全保障，减少了经济的支出。
（2）、该耐磨型矿用缆绳，通过防腐层包括环氧酚醛防腐涂层、沥青防腐层和聚乙烯防腐层，环氧酚醛防腐涂层的底部通过粘合剂与沥青防腐层的顶部相粘合，沥青防腐层的底部通过粘合剂与聚乙烯防腐层的顶部相粘合，可实现增加了该矿用缆绳的防腐蚀性能，避免长期使用其表面发生腐蚀现象，影响其后续的正常使用。
（3）、该耐磨型矿用缆绳，通过加固层包括木质纤维层和钢纤维混凝土层，木质纤维层的底部通过粘合剂与钢纤维混凝土层的顶部相粘合，可实现增强了该缆绳的牢固性，能承受较大的压力，便于长期的使用。
附图说明
图1为本发明结构的剖视图；
图2为本发明缆绳本体的结构示意图；
图3为本发明功能层的结构示意图；
图4为本发明防腐层的结构示意图；
图5为本发明加固层的结构示意图；
图6为本发明耐磨层的结构示意图。
图中：1缆绳单体、2保护层、3功能层、31防腐层、311环氧酚醛防腐涂层、312沥青防腐层、313聚乙烯防腐层、32耐磨层、321陶瓷层、322聚丙烯纤维层、323耐磨橡胶层、33加固层、331木质纤维层、332钢纤维混凝土层、4粘合剂、5缆绳本体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明实施例提供一种技术方案：一种耐磨型矿用缆绳，包括缆绳单体1、保护层2和功能层3，保护层2的外表面通过粘合剂4与功能层3的内壁相粘合，功能层3包括防腐层31、耐磨层32和加固层33，防腐层31的设置可实现增加了该矿用缆绳的防腐蚀性能，避免长期使用其表面发生腐蚀现象，影响其后续的正常使用，防腐层31的底部通过粘合剂4与耐磨层32的顶部相粘合，且耐磨层32的底部通过粘合剂4与加固层33的顶部相粘合，通过加固层33的设置可实现增强了该缆绳本体5的牢固性，能承受较大的压力，便于长期的使用。
本发明中，防腐层31包括环氧酚醛防腐涂层311、沥青防腐层312和聚乙烯防腐层313，环氧酚醛防腐涂层311的底部通过粘合剂4与沥青防腐层312的顶部相粘合。
本发明中，沥青防腐层312的底部通过粘合剂4与聚乙烯防腐层313的顶部相粘合。
本发明中，耐磨层32包括陶瓷层321、聚丙烯纤维层322和耐磨橡胶层323，陶瓷层321的底部通过粘合剂4与聚丙烯纤维层322的顶部相粘合，耐磨层32的设置可实现大大提高了该矿用钢丝绳的耐磨性能，减少了矿用缆绳与外界的摩擦，延长了它的使用寿命，同时也提高了安全保障，减少了经济的支出。
本发明中，聚丙烯纤维层322的底部通过粘合剂4与耐磨橡胶层323的顶部相粘合。
本发明中，加固层33包括木质纤维层331和钢纤维混凝土层332，木质纤维层331的底部通过粘合剂4与钢纤维混凝土层332的顶部相粘合。
本发明还公开了一种耐磨型矿用缆绳的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、选择缆绳单体1的原料为碳钢坯料，是一种钢丝绳的原材料，通过化学除磷可去除碳钢坯料表面的氧化铁皮，这样可防止拉拔时氧化铁皮损伤模具和钢丝表面，为后继的涂层处理准备良好的表面条件以及减小拉拔时的摩擦降低拉拔力；
S2、化学除磷过后将碳钢坯料进行涂层处理，在其表面涂抹一层润滑载体，其目的是为拉拔创造良好的润滑条件，以减少拉拔过程中的摩擦和发热；
S3、碳钢坯料在进行化学除鳞和涂层处理后，为了去除氢和水分需进行热处理加工，将碳钢坯料放置于链式烘干炉进行第一次热处理加工，加热成碳钢坯料实际温度的30-50℃，再进行保温0.5h-1h，然后再将碳钢坯料取出，放入冷却室内进行冷却，待碳钢坯料冷却至与室温相差不多时，再将碳钢坯料放置于链式烘干炉内进行第二次热处理加工，加热成碳钢坯料实际温度的50-70℃，再进行保温1-1.5h，最后再将该碳钢坯料取出，放入冷却室进行冷却至室温，该冷却方式是采用喷雾式冷却；
S4、碳钢坯料在拉丝机卷筒的牵引下进行第一次拉拔，通过拉丝模孔变形，达到减小断面改变形状以获得尺寸、形状、性能和表面质量都合乎要求的钢丝，第一次拉拔速率为3m/min；
S5、第一次拉拔结束后，将钢丝放置于清洗槽内，再放入超声波清振动棒，启动超声波发生器，钢丝在超声波的震荡下进行清洗，清洗过后再将钢丝轻放入镀层池内，涂抹助镀剂，然后将钢丝浸入锌液池中，在锌液中匀速通过，可使得锌液镀到钢丝表面，之后进行第二次拉拔，第二次拉拔速率为1m/min，最后将钢丝浸入水性环氧树脂乳液中，然后在60～65℃下干燥2～5h，得到该钢丝产品；
S6、采用天然原料如长石、粘土和石英等经烧结制成陶瓷原料，通过碾磨压合制成陶瓷片，然后将陶瓷片精加工制成陶瓷层，通过丙烯聚合得到的等聚丙烯为原料纺制而成的聚丙烯纤维可制成聚丙烯纤维层，将橡胶通过高温加热成流体，粘附与聚丙烯纤维层的表面，陶瓷层321、聚丙烯纤维层322和耐磨橡胶层323均通过粘合剂4粘附与防腐层31与加固层33之间，保护层2对缆绳单体1的表面进行防护，加固层33的表面与保护层2的表面相粘合，加固层33内的木质纤维层331和钢纤维混凝土层332可起到加固缆绳单体1的作用，防腐层31内的环氧酚醛防腐涂层311、沥青防腐层312和聚乙烯防腐层313可起到对缆绳单体1的防腐蚀作用；
S7、最后将绳芯和该制成的缆绳单体1进行捻制，可将多个缆绳单体1捻制成缆绳本体5，捻制时，需要将绳芯进行上劲，上劲的圈数为4-5圈，随着生产的进行，上劲逐步分布在整个缆绳本体5长度范围内，上劲越多，排头出来后的缆绳本体5很快就进入内外层捻距平衡的状态，最终达到钢丝绳内外层股的扭矩平衡，最后对捻制后的缆绳本体5进行辊压实，压缩率为14%，通过以上步骤可最终制成缆绳本体5。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种耐磨型矿用缆绳，包括缆绳单体（1）、保护层（2）和功能层（3），所述保护层（2）的外表面通过粘合剂（4）与功能层（3）的内壁相粘合，其特征在于：所述功能层（3）包括防腐层（31）、耐磨层（32）和加固层（33），所述防腐层（31）的底部通过粘合剂（4）与耐磨层（32）的顶部相粘合，且耐磨层（32）的底部通过粘合剂（4）与加固层（33）的顶部相粘合。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨型矿用缆绳，其特征在于：所述防腐层（31）包括环氧酚醛防腐涂层（311）、沥青防腐层（312）和聚乙烯防腐层（313），所述环氧酚醛防腐涂层（311）的底部通过粘合剂（4）与沥青防腐层（312）的顶部相粘合。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨型矿用缆绳，其特征在于：所述沥青防腐层（312）的底部通过粘合剂（4）与聚乙烯防腐层（313）的顶部相粘合。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨型矿用缆绳，其特征在于：所述耐磨层（32）包括陶瓷层（321）、聚丙烯纤维层（322）和耐磨橡胶层（323），所述陶瓷层（321）的底部通过粘合剂（4）与聚丙烯纤维层（322）的顶部相粘合。
5.根据权利要求4所述的一种耐磨型矿用缆绳，其特征在于：所述聚丙烯纤维层（322）的底部通过粘合剂（4）与耐磨橡胶层（323）的顶部相粘合。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨型矿用缆绳，其特征在于：所述加固层（33）包括木质纤维层（331）和钢纤维混凝土层（332），所述木质纤维层（331）的底部通过粘合剂（4）与钢纤维混凝土层（332）的顶部相粘合。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种耐磨型矿用缆绳的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、选择缆绳单体（1）的原料为碳钢坯料，是一种钢丝绳的原材料，通过化学除磷可去除碳钢坯料表面的氧化铁皮；
S2、化学除磷过后将碳钢坯料进行涂层处理，在其表面涂抹一层润滑载体；
S3、碳钢坯料在进行化学除鳞和涂层处理后，将碳钢坯料放置于链式烘干炉进行第一次热处理加工，加热成碳钢坯料实际温度的30-50℃，再进行保温0.5h-1h，然后再将碳钢坯料取出，放入冷却室内进行冷却，待碳钢坯料冷却至与室温相差不多时，再将碳钢坯料放置于链式烘干炉内进行第二次热处理加工，加热成碳钢坯料实际温度的50-70℃，再进行保温1-1.5h，最后再将该碳钢坯料取出，放入冷却室进行冷却至室温，该冷却方式是采用喷雾式冷却；
S4、碳钢坯料在拉丝机卷筒的牵引下进行第一次拉拔，通过拉丝模孔变形，达到减小断面改变形状以获得尺寸、形状、性能和表面质量都合乎要求的钢丝，第一次拉拔速率为3m/min；
S5、第一次拉拔结束后，将钢丝放置于清洗槽内，再放入超声波清振动棒，启动超声波发生器，钢丝在超声波的震荡下进行清洗，清洗过后再将钢丝轻放入镀层池内，涂抹助镀剂，然后将钢丝浸入锌液池中，在锌液中匀速通过，可使得锌液镀到钢丝表面，之后进行第二次拉拔，第二次拉拔速率为1m/min，最后将钢丝浸入水性环氧树脂乳液中，然后在60～65℃下干燥2～5h，得到该钢丝产品；
S6、采用天然原料如长石、粘土和石英等经烧结制成陶瓷原料，通过碾磨压合制成陶瓷片，然后将陶瓷片精加工制成陶瓷层，通过丙烯聚合得到的等聚丙烯为原料纺制而成的聚丙烯纤维可制成聚丙烯纤维层，将橡胶通过高温加热成流体，粘附与聚丙烯纤维层的表面，陶瓷层（321）、聚丙烯纤维层（322）和耐磨橡胶层（323）均通过粘合剂（4）粘附与防腐层（31）与加固层（33）之间，保护层（2）对缆绳单体（1）的表面进行防护，加固层（33）的表面与保护层（2）的表面相粘合，加固层（33）内的木质纤维层（331）和钢纤维混凝土层（332）可起到加固缆绳单体（1）的作用，防腐层（31）内的环氧酚醛防腐涂层（311）、沥青防腐层（312）和聚乙烯防腐层（313）可起到对缆绳单体（1）的防腐蚀作用；
S7、最后将绳芯和该制成的缆绳单体（1）进行捻制，可将多个缆绳单体（1）捻制成缆绳本体（5），捻制时，需要将绳芯进行上劲，上劲的圈数为4-5圈，随着生产的进行，上劲逐步分布在整个缆绳本体（5）长度范围内，上劲越多，排头出来后的缆绳本体（5）很快就进入内外层捻距平衡的状态，最终达到钢丝绳内外层股的扭矩平衡，最后对捻制后的缆绳本体（5）进行辊压实，压缩率为14%，通过以上步骤可最终制成缆绳本体（5）。
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