CN110158338A - 一种高破断拉力异形股钢丝绳及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高破断拉力异形股钢丝绳及其制造方法，涉及钢丝绳领域，该钢丝绳包括六股绳股和一股绳芯，6股绳股均匀地捻制在绳芯的外围，且其中的每股绳股均与绳芯相切；每股所述绳股均包括一个由六根直径相同的钢丝组成的高强度股芯、紧密围绕在所述高强度股芯外的内层丝和外层丝，高强度股芯包括三个并联钢丝组，高强度股芯由所述三个并联钢丝组一次捻制构成，每个并联钢丝组由两根直径相同的钢丝一次捻制构成。本发明的高破断拉力异形股钢丝绳较现有结构的钢丝绳结构更加稳定可靠，解决了三角股钢丝绳应力大和股丝紧密度差及股翻棱等质量缺陷。

Description

一种高破断拉力异形股钢丝绳及其制造方法
技术领域
本发明涉及钢丝绳领域，具体涉及一种高破断拉力异形股钢丝绳及其制造方法。
背景技术
三角股钢丝绳因与匹配轮槽接触面积大、破断拉力值高、使用寿命长等显著优点而在煤炭、冶金、有色等行业得到广泛应用，是不可替代的钢丝绳品种，历来受到生产者与使用者的高度重视。
现有三角股钢丝绳是由6个具有一定螺旋形状的三角股围绕绳芯紧密扣合而成。通常所说的异型股，主要是指非圆股的，一般有三角股、椭圆股和扁股。图1-图4示出了目前常见的三角股钢丝绳的股芯截面图，图1是1×6结构，由六根钢丝组成的三角股芯，目前采用的是低碳钢丝。6根钢丝组成钢丝束，股芯有螺距而无捻距，受外力结构不稳定，同时由于采用低碳钢丝，整绳破断拉力不高。
图2是1×7+3结构。由1×7的圆股及三根棱线(分别在圆股的三个等线上)组成。此种股芯1×7部分可由一般钢丝组成，三根棱线一般为低碳钢丝，三根棱线位置的钢丝在绳股捻制过程不稳定导致绳股结构的不稳定。
图3是3×2+3结构，即所谓“钢线对”形式的三角股芯。此种股芯是由三个带有捻距的“钢线对”捻制而成，且有三根填充钢丝，填充钢丝通常采用低碳钢丝。此种股芯在后续的绳股捻制过程中，位于三角形顶端的钢丝容易跑出导致绳股结构不稳定。
图4是3+9结构，股芯的中心布置3根低碳钢丝，形成钢丝束；然后在钢丝束外层捻制9根钢丝，再经过专用工装压制成三角形，其耗材较多，加工工艺较为复杂。
总体而言，现有三角股股芯钢丝绳结构均存在以下不足:
1、以上4种结构的股芯都是由钢丝束构成，股芯的全部或部分钢丝未经过捻制，各钢丝的位置较为松散。
2、由于结构设计的原因，全部或部分钢丝需采用低碳钢丝，影响整绳破断拉力的提高。
3、由于结构设计的原因，在后续捻制中心层钢丝和外层钢丝的过程中，位于三角形顶部的股芯钢丝容易突出外层钢丝，影响绳股捻制质量，严重时甚至导致绳股报废。
4、由于三角股股芯的稳定性不足，影响到整个三角股钢丝绳结构稳定性，在安装到相应的起重、提升设备上之后，在承受较大负荷时，钢丝绳的钢丝与钢丝之间、绳股与绳股之间的接触状态发生恶化，钢丝绳与转筒或绳轮沟槽接触状态也发生恶化，导致钢丝绳出现断丝、断股，影响钢丝绳使用寿命。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高破断拉力异形股钢丝绳，较现有结构的钢丝绳结构更加稳定可靠，解决了三角股钢丝绳应力大和股丝紧密度差及股翻棱等质量缺陷。本发明的另一个目的在于提供一种高破断拉力异形股钢丝绳的制造方法，可在生产过程中对钢丝绳股芯的捻距的有效控制，实现了钢丝绳股芯的结构稳定可靠。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种高破断拉力异形股钢丝绳，包括：
六股绳股和一股绳芯，所述6股绳股均匀地捻制在绳芯的外围，且其中的每股绳股均与所述绳芯相切；每股所述绳股均包括一个由六根直径相同的钢丝组成的高强度股芯、紧密围绕在所述高强度股芯外的内层丝和外层丝，所述高强度股芯包括三个并联钢丝组，所述高强度股芯由所述三个并联钢丝组一次捻制构成，每个并联钢丝组由两根直径相同的钢丝一次捻制构成。
在上述技术方案的基础上，所述高强度股芯中各并联钢丝组捻距均相同，所述三个并联钢丝组的捻制捻距为所述两根直径相同的钢丝的捻制捻距的二分之一。
在上述技术方案的基础上，所述高强度股芯具有均匀的外螺旋线。
在上述技术方案的基础上，所述高强度股芯中三个并联钢丝组的任意径向截面与构成所述钢丝绳的6根钢丝轴向均垂直。
在上述技术方案的基础上，所述钢丝绳结构为6×25S或6×28S。
在上述技术方案的基础上，所述内层丝的直径小于所述外层丝的直径，且每股所述绳股由所述高强度股芯、外层丝和内层丝捻制形成。
在上述技术方案的基础上，所述高强度股芯与所述内层丝之间为点、线复合接触；所述外层丝和内层丝之间为线接触。
本发明还提供一种如上所述的高破断拉力异形股钢丝绳的制造方法，包括以下步骤：
S1、将两根直径相同的钢丝使用捻股机一次捻制形成1×2并联钢丝组；
S2、将3组捻距相同的1×2并联钢丝组交替排列成3×2面，并使用捻股机组一次捻制成3×2高强度股芯；
S3、在得到的3×2高强度股芯上使用串联捻股机组捻制形成三角形绳股。
在上述技术方案的基础上，在所述步骤S3后，使用筐篮式合绳机组完成三角股钢丝绳的合绳。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的高破断拉力异形股钢丝绳采用独特的3×2三角股股芯，经过两次捻制形成，其股芯为6根高强度钢丝，不采用低碳钢丝，使得整绳破断拉力较原有结构提高10％-20％。
(2)本发明的高破断拉力异形股钢丝绳由于经过两次捻制，股芯的稳定性良好，整个三角股钢丝绳结构稳定性也得到有效的保证，在安装到相应的起重、提升设备上之后，即使承受较大负荷，钢丝绳的钢丝与钢丝之间、绳股与绳股之间的接触状态也十分稳定，钢丝绳与转筒或绳轮沟槽接触状态也保持良好，有效保证了钢丝绳使用寿命。在相同的工况条件下，与现有三角股钢丝绳相比较，使用命提高50％以上。
(3)本发明的高破断拉力异形股钢丝绳生产方法使用6根高强度钢丝通过两次捻制，先形成1×2钢丝组的，再形成特有的3×2结构，该结构的股芯既有捻距也有螺距；6根钢丝相对位置十分固定，由于3组1×2钢丝组的结构设置，使得三角形顶部钢丝再后续捻制过程中，发生股芯钢丝突出外层丝的几率大大降低，保证了绳股捻制质量。
附图说明
图1为一种现有钢丝绳的结构示意图；
图2为另一种现有钢丝绳的结构示意图；
图3为另一种现有钢丝绳的结构示意图；
图4为另一种现有钢丝绳的结构示意图；
图5为本发明实施例中高破断拉力异形股钢丝绳的径向结构截面图；
图6为本发明另一个实施例中高破断拉力异形股钢丝绳的径向结构截面图；
图7为本发明实施例中高破断拉力异形股钢丝绳中高强度绳芯的径向截面图；
图8为本发明实施例中高破断拉力异形股钢丝绳中并联钢丝组的外观结构图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图5-图6所示，本发明实施例提供一种高破断拉力异形股钢丝绳，包括：
六股绳股和一股绳芯，所述六股绳股均匀地捻制在绳芯的外围，且其中的每股绳股均与所述绳芯相切；
每股所述绳股均包括一个由六根直径相同的钢丝组成的高强度股芯、紧密围绕在所述高强度股芯外的内层丝和外层丝，内层丝的直径小于所述外层丝的直径，且每股所述绳股由所述高强度股芯、外层丝和内层丝捻制形成；所述高强度股芯包括三个并联钢丝组，所述高强度股芯由所述三个并联钢丝组一次捻制构成，每个并联钢丝组由两根直径相同的钢丝一次捻制构成。
本发明实施例中的高破断拉力异形股钢丝绳中的高强度绳芯由于经过两次捻制，股芯既有捻距也有螺距股芯，其形成了独特的3×2结构，稳定性良好，整个三角股钢丝绳结构稳定性也得到有效的保证，在安装到相应的起重、提升设备上之后，即使承受较大负荷，钢丝绳的钢丝与钢丝之间、绳股与绳股之间的接触状态也十分稳定，钢丝绳与转筒或绳轮沟槽接触状态也保持良好，有效保证了钢丝绳使用寿命。
此外，虽然本发明钢丝绳的股芯结构从径向截面图上看与1×6结构的现有钢丝绳股芯类似，但具体结构和作用效果是有明显不同的：本发明钢丝绳的高强度股芯结构是由三组1×2钢丝组捻制而成，从图7、图8可看出，三组1×2钢丝组间，每组钢丝组的钢丝间均经捻制形成复杂交联结构，且由于各组钢丝组间的螺距和捻距固定，各组钢丝组间是点、线复合接触；常规1×6的钢丝绳股芯其组成钢丝相互平行，其捻制时各钢丝间为均匀的线接触，无螺距，且该股芯钢丝未经过捻制，各钢丝的位置较为松散。
此外，本发明钢丝绳结构的股芯结构并不仅仅是简单的多根钢丝绳经两次捻制即可获得的结构，当且仅当组成的钢丝组为1×2钢丝组，第二次捻制时使用的钢丝组数量为三组，同时三组钢丝组相互嵌合成如图7所示的类似1×6截面结构时，才可能形成如本发明钢丝绳高强度股芯一般钢丝相对位置稳定，既有螺距又有捻距的钢丝绳；如改变钢丝数、钢丝组数或嵌合结构的任意一项，都无法使钢丝绳在多次捻制的加工方式下形成紧密接触无缝隙、外棱规则、具有螺距和捻距的均匀钢丝绳股芯。
本发明高破断拉力异形股钢丝绳中，高强度绳芯与所述内层丝之间为点、线复合接触；所述外层丝和内层丝之间为线接触。钢丝绳的整体结构按GB/T8706-2006中描述的定义归类为6×25S或6×28S。
在一个实施例中，高强度绳芯中各并联钢丝组捻距均相同，所述三个并联钢绳组的捻制捻距为所述两根钢丝的捻制捻距的二分之一倍。
如图7-图8所示，所述高强度绳芯具有均匀的外螺旋线；高强度绳芯中三个并联钢丝组的任意径向截面与构成所述钢丝绳的6根钢丝轴向均垂直。
本发明还提供一种如上所述的高破断拉力异形股钢丝绳的制造方法，包括以下步骤：
S1、将两根直径相同的钢丝使用捻股机一次捻制形成1×2并联钢丝组；
S2、将3组捻距相同的1×2并联钢丝组交替排列成3×2面，并使用捻股机组一次捻制成3×2高强度股芯；
S3、在得到的3×2高强度股芯上使用串联捻股机组捻制形成三角形绳股。在所述步骤S3后，还可使用筐篮式合绳机组完成三角股钢丝绳的合绳。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种高破断拉力异形股钢丝绳，其特征在于，包括：
六股绳股和一股绳芯，所述6股绳股均匀地捻制在绳芯的外围，且其中的每股绳股均与所述绳芯相切；
每股所述绳股均包括一个由六根直径相同的钢丝组成的高强度股芯、紧密围绕在所述高强度股芯外的内层丝和外层丝，所述高强度股芯包括三个并联钢丝组，所述高强度股芯由所述三个并联钢丝组一次捻制构成，每个并联钢丝组由两根直径相同的钢丝一次捻制构成。
2.如权利要求1所述的高破断拉力异形股钢丝绳，其特征在于：所述高强度股芯中各并联钢丝组捻距均相同，所述三个并联钢丝组的捻制捻距为所述两根直径相同的钢丝的捻制捻距的二分之一。
3.如权利要求1所述的高破断拉力异形股钢丝，其特征在于：所述高强度股芯具有均匀的外螺旋线。
4.如权利要求1所述的高破断拉力异形股钢丝绳，其特征在于：所述高强度股芯中三个并联钢丝组的任意径向截面与构成所述钢丝组的6根钢丝轴向均垂直。
5.如权利要求1所述的高破断拉力异形股钢丝绳，其特征在于：所述钢丝绳结构为6×25S或6×28S。
6.如权利要求1所述的高破断拉力异形股钢丝绳，其特征在于：所述内层丝的直径小于所述外层丝的直径，且每股所述股芯由所述高强度股芯、外层丝和内层丝捻制形成。
7.如权利要求1所述的高破断拉力异形股钢丝绳，其特征在于：所述高强度股芯与所述内层丝之间为点、线复合接触；所述外层丝和内层丝之间为线接触。
8.一种权利要求1所述的高破断拉力异形股钢丝绳的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将两根直径相同的钢丝使用捻股机一次捻制形成1×2并联钢丝组；
S2、将3组捻距相同的1×2并联钢丝组交替排列成3×2面，并使用捻股机组一次捻制成3×2高强度股芯；
S3、在得到的3×2高强度股芯上使用串联捻股机组捻制形成三角形绳股。
9.如权利要求1所述的高破断拉力异形股钢丝绳的制造方法，其特征在于：在所述步骤S3后，使用筐篮式合绳机组完成三角股钢丝绳的合绳。
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