CN110409204B - 一种碳纤维复合材料填充钢丝绳及其制造方法 - Google Patents

一种碳纤维复合材料填充钢丝绳及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110409204B
CN110409204B CN201910614933.2A CN201910614933A CN110409204B CN 110409204 B CN110409204 B CN 110409204B CN 201910614933 A CN201910614933 A CN 201910614933A CN 110409204 B CN110409204 B CN 110409204B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon fiber
fiber composite
composite material
strand
outer layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910614933.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110409204A (zh
Inventor
王紫鹏
康先智
张东昱
孙冠
韩非
白敏�
张赞斌
惠磊
吴佩君
佟玉飞
魏晓旭
王安安
黄顺冰
马钊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xianyang Bomco Steel Tube and Wire Rope Co Ltd
Original Assignee
Xianyang Bomco Steel Tube and Wire Rope Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xianyang Bomco Steel Tube and Wire Rope Co Ltd filed Critical Xianyang Bomco Steel Tube and Wire Rope Co Ltd
Priority to CN201910614933.2A priority Critical patent/CN110409204B/zh
Publication of CN110409204A publication Critical patent/CN110409204A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110409204B publication Critical patent/CN110409204B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/05—Filamentary, e.g. strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/15—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. extrusion moulding around inserts
    • B29C48/154—Coating solid articles, i.e. non-hollow articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/30—Extrusion nozzles or dies
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0673—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core having a rope configuration
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0673—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core having a rope configuration
    • D07B1/0686—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core having a rope configuration characterised by the core design
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/14—Ropes or cables with incorporated auxiliary elements, e.g. for marking, extending throughout the length of the rope or cable
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/10—Rope or cable structures
    • D07B2201/1012—Rope or cable structures characterised by their internal structure
    • D07B2201/102—Rope or cable structures characterised by their internal structure including a core
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/10—Rope or cable structures
    • D07B2201/1028—Rope or cable structures characterised by the number of strands
    • D07B2201/1032—Rope or cable structures characterised by the number of strands three to eight strands respectively forming a single layer
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2075—Fillers
    • D07B2201/2078—Fillers having a load bearing function
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2075—Fillers
    • D07B2201/2082—Fillers characterised by the materials used
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/20—Organic high polymers
    • D07B2205/201—Polyolefins
    • D07B2205/2014—High performance polyolefins, e.g. Dyneema or Spectra
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/30—Inorganic materials
    • D07B2205/3007—Carbon
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/30—Inorganic materials
    • D07B2205/3021—Metals
    • D07B2205/3025—Steel
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2401/00—Aspects related to the problem to be solved or advantage
    • D07B2401/20—Aspects related to the problem to be solved or advantage related to ropes or cables
    • D07B2401/2055—Improving load capacity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)

Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料填充钢丝绳，其特征在于，包括钢芯绳，钢芯绳的周围捻制有6～8根外层股，钢芯绳和外层股之间的空隙中设置有碳纤维复合材料股；钢芯绳包括1根钢芯中心股，钢芯中心股的周围捻制有6根钢芯外层股，大幅度提高了钢丝绳的破断拉力，并且不增加钢丝绳的自重，能够满足大吨位特殊吊装环境；本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳制造方法，操作过程简单清晰，适用性强，制备出的钢丝绳破断拉力大，钢丝绳自重轻。

Description

一种碳纤维复合材料填充钢丝绳及其制造方法
技术领域
本发明属于钢丝绳技术领域，涉及一种碳纤维复合材料填充钢丝绳，还涉及一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法。
背景技术
钢丝绳是一种具有高强度、高韧性的金属制品，被广泛应用于起重机吊装行业。近年来，随着科学技术的发展，大吨位吊装作业逐渐频繁，对钢丝绳性能的要求也在提高，高破断、轻量化的钢丝绳逐渐受到关注。
碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度新型材料，具有质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，适合于钢丝绳领域应用。碳纤维复合材料已经广泛应用于各个领域。
目前，在钢丝绳领域中要提高其破断拉力，必然要增加金属面积，则导致钢丝绳的重量也随之增加，因而，既要提高钢丝绳的破断拉力，又要不增加钢丝绳的重量，则成为难点。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料填充钢丝绳，该钢丝绳实现了即提升钢丝绳破断拉力，同时又减轻钢丝绳的自重。
本发明的另一目的是提供一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法。
本发明所采用的第一种技术方案是，一种碳纤维复合材料填充钢丝绳，包括钢芯绳，钢芯绳的周围捻制有6～8根外层股，钢芯绳和外层股之间的空隙中设置有碳纤维复合材料股；
钢芯绳包括1根钢芯中心股，钢芯中心股的周围捻制有6根钢芯外层股。
本发明第一种技术方案的特点还在于，
每根外层股包括一根中心钢丝c，中心钢丝c周围捻制有3层钢丝层，3层钢丝层由内向外依次为7根内层钢丝、14根次外层钢丝和14根外层钢丝c，14根次外层钢丝包括相互交替排列的7根小丝和7根大丝。
钢芯中心股包括1根中心钢丝a，中心钢丝a周围捻制有6根外层钢丝a。
每根钢芯外层股包括1根中心钢丝b，中心钢丝b周围捻制有6根外层钢丝b。
碳纤维复合材料股包括大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝，大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝表面包裹有pp改性塑料，碳纤维复合材料股的横截面是三角形。
本发明所采用的第二种技术方案是，一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：捻制钢芯绳和外层股，钢芯绳从内到外依次由1根钢芯中心股和6根钢芯外层股捻制而成，外层股在捻股机上一次捻制而成，将捻制完成的钢芯绳和外层股分别收卷于工字轮上；
步骤2：制备碳纤维复合材料股，将得到碳纤维复合材料股收卷至工字轮上；
步骤3：将步骤1收卷于工字轮上的钢芯绳、外层股及步骤2收卷至工字轮上的碳纤维复合材料股安装于框篮式合绳机线架上，将外层股和碳纤维复合材料股从合绳机线架上引出；
步骤4：将步骤3引出的外层股穿过预变形器至合拢口处，再将碳纤维复合材料股穿过预变形器上的过股孔至合拢口处，将碳纤维复合材料股嵌入6～8根外层股和钢芯绳间的空隙中；
步骤5：将外层股、钢芯绳和碳纤维复合材料股一次捻制成型，调整合绳机放线架的翻身比，使碳纤维复合材料股能够准确捻入钢芯绳和外层股的空隙中，得到碳纤维复合材料填充钢丝绳。
本发明第二种技术方案的特点还在于，
步骤3中外层股的变形量为80～90％。
步骤2中制备碳纤维复合材料股的过程为：将大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝通过放线工字轮放线，使大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝穿过模具，再由挤塑机将熔融状态的PP改性塑料挤入模具中，使PP改性塑料包裹大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝，同时，电机带动模具的旋转体转动，使碳纤维复合材料股形成预螺旋，然后进入水槽，水冷成型，并收卷于收线工字轮上，得到碳纤维复合材料股3。
模具5包括外壳，外壳上设置有进料口，进料口顶端设置有挤塑机，进料口的内壁上设置有半圆形槽a，外壳内套接有旋转体，旋转体的外壁上设置有半圆形槽b，半圆形槽a和半圆形槽b形成封闭的环形槽，进料口与环形槽连通，旋转体沿径向设置有注塑孔a，注塑孔a与环形槽连通，旋转体内设置有内模，内模沿其轴向设置有三角形通孔，大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝穿过三角形通孔，内模沿其径向设置有3个注塑孔b，3个注塑孔b分别位于三角形通孔的边上，注塑孔b与注塑孔a连通，旋转体的两端分别通过皮带与直流电机连接。
旋转体两端分别设置有轴承，且通过轴承套接在外壳内。
本发明的有益效果是，本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳，在钢丝绳中填入碳纤维复合材料股后，大幅度提高了钢丝绳的破断拉力，并且不增加钢丝绳的自重，能够满足大吨位特殊吊装环境；本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法，操作过程简单清晰，适用性强，制备出的钢丝绳破断拉力大，钢丝绳自重轻。
附图说明
图1是本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的结构示意图；
图2是本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法的工艺流程图；
图3是本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法模具使用状态图；
图4是本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法模具的剖面图；
图5是本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法模具的内模剖面图。
图中，1.钢芯绳，2.外层股，3.碳纤维复合材料股，4.挤塑机，5.模具，6.收线工字轮，7.水槽，8.放线工字轮，9.大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝，10.直流电机；
1-1.钢芯中心股，1-2.钢芯外层股；
1-1-1.中心钢丝a，1-1-2.外层钢丝a，1-2-1.中心钢丝b，1-2-2.外层钢丝b；
2-1.中心钢丝c，2-2.内层钢丝，2-3.小丝，2-4.大丝，2-5.外层钢丝c；
5-1.外壳，5-2.旋转体，5-3.内模，5-4.进料口，5-5.环形槽，5-6.注塑孔a，5-7.三角形孔，5-8.注塑孔b。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳，如图1所示，包括钢芯绳1，钢芯绳1的周围捻制有6～8根外层股2，钢芯绳1和外层股2之间的空隙中设置有碳纤维复合材料股3，碳纤维复合材料股3包括大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝，大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝表面包裹有pp改性塑料，碳纤维复合材料股3的横截面三角形，由于钢芯绳1和外层股2的截面均为圆形，则碳纤维复合材料股3的横截面为三角形能够更充分的填充空隙。
钢芯绳1包括1根钢芯中心股1-1，钢芯中心股1-1的周围捻制有6根钢芯外层股1-2，均一次捻制成型；钢芯中心股1-1包括1根中心钢丝a1-1-1，中心钢丝a1-1-1周围捻制有6根外层钢丝a1-1-2，一次捻制成型；每根钢芯外层股1-2包括1根中心钢丝b1-2-1，中心钢丝b1-2-1周围捻制有6根外层钢丝b1-2-2，一次捻制成型。
每根外层股2包括一根中心钢丝c2-1，中心钢丝c2-1周围捻制有3层钢丝层，3层钢丝层由内向外依次为7根内层钢丝2-2、14根次外层钢丝和14根外层钢丝c2-5，14根次外层钢丝包括相互交替排列的7根小丝和7根大丝，外层股2在捻股机上一次捻制而成。
本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法，如图2所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1：捻制钢芯绳1和外层股2，钢芯绳1从内到外依次由1根钢芯中心股1-1和6根钢芯外层股1-2捻制而成，外层股2在捻股机上一次捻制而成，将捻制完成的钢芯绳1和外层股2分别收卷于工字轮上；
步骤2：制备碳纤维复合材料股3，将得到碳纤维复合材料股3收卷至工字轮上；
如图3所示，制备碳纤维复合材料股3的过程为：将大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9通过放线工字轮8放线，使大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9穿过模具5，再由挤塑机4将熔融状态的PP改性塑料挤入模具5中，使PP改性塑料包裹大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9，同时，电机10通过皮带带动模具5的旋转体5-2转动，使碳纤维复合材料股形成预螺旋，然后进入水槽7，水冷成型，并收卷于收线工字轮6上，得到碳纤维复合材料股3；
图如4和图5所示，其中，模具5包括外壳5-1，外壳5-1上设置有进料口5-4，进料口5-4顶端设置有挤塑机4，进料口5-4的内壁上设置有半圆形槽a，外壳5-1内套接有旋转体5-2，旋转体5-2两端分别设置有轴承，且通过轴承套接在外壳5-1内，以保证旋转体5-2能够灵活转动，旋转体5-2的外壁上设置有半圆形槽b，半圆形槽a和半圆形槽b形成封闭的环形槽5-5，进料口5-4与环形槽5-5连通，旋转体5-2沿径向设置有注塑孔a5-6，注塑孔a5-6与环形槽5-5连通，旋转体5-2内设置有内模5-3，内模5-3沿其轴向设置有三角形通孔5-7，三角形通孔5-7用于注塑成型，大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9穿过三角形通孔5-7，内模5-3沿其径向设置有3个注塑孔b5-8，3个注塑孔b5-8分别位于三角形通孔5-7的边上，注塑孔b5-8与注塑孔a5-6连通，旋转体5-2的两端分别通过皮带与直流电机10连接；进料口5-4、环形槽5-5、旋转体5-2的注塑孔a5-6和内模5-3的注塑孔b5-8形成塑料流道，以保证塑料能够顺畅的流入内模5-3的三角形通孔5-7中，包裹大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9。
步骤3：将步骤1收卷于工字轮上的钢芯绳1、外层股2及步骤2收卷至工字轮上的碳纤维复合材料股3安装于框篮式合绳机线架上，将外层股2和碳纤维复合材料股3从合绳机线架上引出；
步骤4：将步骤3引出的外层股2穿过预变形器至合拢口处，再将碳纤维复合材料股3穿过预变形器上的过股孔至合拢口处，将碳纤维复合材料股3嵌入6～8根外层股2和钢芯绳1间的空隙中一次捻制成型，根据需要调整预变形器偏移量，使外层股的变形量为80～90％；
步骤5：将外层股2、钢芯绳1和碳纤维复合材料股3一次捻制成型，调整合绳机放线架的翻身比，使碳纤维复合材料股3能够捻入钢芯绳1和外层股2的空隙中，得到碳纤维复合材料填充钢丝绳。
实施例1
本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法，具体按照如下步骤实施：
步骤1：捻制钢芯绳1和外层股2，钢芯绳1从内到外依次由1根钢芯中心股1-1和6根钢芯外层股1-2捻制而成，外层股2在捻股机上一次捻制而成，将捻制完成的钢芯绳1和外层股2分别收卷于工字轮上；
其中，包括一根直径为19.7mm的钢芯绳1，钢芯绳1外围捻制有6根直径均为16.0mm的外层股2，钢芯绳1和外层股2的空隙中填充有三角形的碳纤维复合材料股3，本发明钢丝绳的公称直径为50mm。
钢芯绳1是由一根7.4mm的钢芯中心股1-1和6根6.4mm的钢芯外层股1-2一次捻制而成。
步骤2：碳纤维复合材料股3是将直径为3.5mm大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9通过放线工字轮8放线，使大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9穿过模具5，再由挤塑机4将熔融状态的PP改性塑料挤入模具5中，使PP改性塑料包裹大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9，同时，电机10通过皮带带动模具5的旋转体5-2转动，使碳纤维复合材料股形成预螺旋，然后进入水槽7，水冷成型，并收卷于收线工字轮6上，得到碳纤维复合材料股3；
其中，模具5包括外壳5-1，外壳5-1上设置有进料口5-4，进料口5-4顶端设置有挤塑机4，进料口5-4的内壁上设置有半圆形槽a，外壳5-1内套接有旋转体5-2，旋转体5-2两端分别设置有轴承，且通过轴承套接在外壳5-1内，以保证旋转体5-2能够灵活转动，旋转体5-2的外壁上设置有半圆形槽b，半圆形槽a和半圆形槽b形成封闭的环形槽5-5，进料口5-4与环形槽5-5连通，旋转体5-2沿径向设置有注塑孔a5-6，注塑孔a5-6与环形槽5-5连通，旋转体5-2内设置有内模5-3，内模5-3沿其轴向设置有三角形通孔5-7，三角形通孔5-7用于注塑成型，大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9穿过三角形通孔5-7，内模5-3沿其径向设置有3个注塑孔b5-8，3个注塑孔b5-8分别位于三角形通孔5-7的边上，注塑孔b5-8与注塑孔a5-6的连通，旋转体5-2的两端分别通过皮带与直流电机10连接；电机带动模具的旋转体转动，使碳纤维复合材料股形成预螺旋，与钢丝绳捻距匹配，螺距范围为320～330mm，进料口5-4、环形槽5-5、旋转体5-2的注塑孔a5-6和内模5-3的注塑孔b5-8形成塑料流道，以保证塑料能够顺畅的流入内模5-3的三角形通孔5-7中，包裹大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9；
三角形通孔5-7的入口三角形边长为9.4mm，出口三角形边长为15.4mm；
步骤3：将步骤1收卷于工字轮上的钢芯绳1、外层股2及步骤2收卷至工字轮上的碳纤维复合材料股3安装于框篮式合绳机线架上，将外层股2和碳纤维复合材料股3从合绳机线架上引出；
步骤4：将步骤3引出的外层股2穿过预变形器至合拢口处，再将碳纤维复合材料股3穿过预变形器上的过股孔至合拢口处，将碳纤维复合材料股3嵌入6～8根外层股2和钢芯绳1间的空隙中一次捻制成型，根据需要调整预变形器偏移量，使外层股的变形量为80～90％；
步骤5：将外层股2、钢芯绳1和碳纤维复合材料股3一次捻制成型，调整合绳机放线架的翻身比，使碳纤维复合材料股3能够捻入钢芯绳1和外层股2的空隙中，得到碳纤维复合材料填充钢丝绳，钢芯绳1的捻制方向与碳纤维复合材料填充钢丝绳的捻制方向相同。
实施例2
本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法，具体按照如下步骤实施：
步骤1：捻制钢芯绳1和外层股2，钢芯绳1从内到外依次由1根钢芯中心股1-1和6根钢芯外层股1-2捻制而成，外层股2在捻股机上一次捻制而成，将捻制完成的钢芯绳1和外层股2分别收卷于工字轮上；
其中，包括一根直径为30.3mm的钢芯绳1，钢芯绳1外围捻制有6根直径均为25.0mm的外层股2，钢芯绳1和外层股2的空隙中填充有三角形的碳纤维复合材料股3，本发明钢丝绳的公称直径为76mm。
钢芯绳1是由一根11.4mm的钢芯中心股1-1和6根9.8mm的钢芯外层股1-2一次捻制而成。
步骤2：碳纤维复合材料股3是将直径为6.6mm大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9通过放线工字轮8放线，使大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9穿过模具5，再由挤塑机4将熔融状态的PP改性塑料挤入模具5中，使PP改性塑料包裹大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9，同时，电机10通过皮带带动模具5的旋转体5-2转动，使碳纤维复合材料股形成预螺旋，然后进入水槽7，水冷成型，并收卷于收线工字轮6上，得到碳纤维复合材料股3；
其中，模具5包括外壳5-1，外壳5-1上设置有进料口5-4，进料口5-4顶端设置有挤塑机4，进料口5-4的内壁上设置有半圆形槽a，外壳5-1内套接有旋转体5-2，旋转体5-2两端分别设置有轴承，且通过轴承套接在外壳5-1内，以保证旋转体5-2能够灵活转动，旋转体5-2的外壁上设置有半圆形槽b，半圆形槽a和半圆形槽b形成封闭的环形槽5-5，进料口5-4与环形槽5-5连通，旋转体5-2沿径向设置有注塑孔a5-6，注塑孔a5-6与环形槽5-5连通，旋转体5-2内设置有内模5-3，内模5-3沿其轴向设置有三角形通孔5-7，三角形通孔5-7用于注塑成型，大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9穿过三角形通孔5-7，内模5-3沿其径向设置有3个注塑孔b5-8，3个注塑孔b5-8分别位于三角形通孔5-7的边上，注塑孔b5-8与注塑孔a5-6的连通，旋转体5-2的两端分别通过皮带与直流电机10连接；电机带动模具的旋转体转动，使碳纤维复合材料股形成预螺旋，与钢丝绳捻距匹配，螺距范围为490～500mm，进料口5-4、环形槽5-5、旋转体5-2的注塑孔a5-6和内模5-3的注塑孔b5-8形成塑料流道，以保证塑料能够顺畅的流入内模5-3的三角形通孔5-7中，包裹大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9；
三角形通孔5-7的入口三角形边长为17.8mm，出口三角形边长为23.8mm；
步骤3：将步骤1收卷于工字轮上的钢芯绳1、外层股2及步骤2收卷至工字轮上的碳纤维复合材料股3安装于框篮式合绳机线架上，将外层股2和碳纤维复合材料股3从合绳机线架上引出；
步骤4：将步骤3引出的外层股2穿过预变形器至合拢口处，再将碳纤维复合材料股3穿过预变形器上的过股孔至合拢口处，将碳纤维复合材料股3嵌入6～8根外层股2和钢芯绳1间的空隙中一次捻制成型，根据需要调整预变形器偏移量，使外层股的变形量为80～90％；
步骤5：将外层股2、钢芯绳1和碳纤维复合材料股3一次捻制成型，调整合绳机放线架的翻身比，使碳纤维复合材料股3能够捻入钢芯绳1和外层股2的空隙中，得到碳纤维复合材料填充钢丝绳，钢芯绳1的捻制方向与碳纤维复合材料填充钢丝绳的捻制方向相同。
实施例3
本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法，具体按照如下步骤实施：
步骤1：捻制钢芯绳1和外层股2，钢芯绳1从内到外依次由1根钢芯中心股1-1和6根钢芯外层股1-2捻制而成，外层股2在捻股机上一次捻制而成，将捻制完成的钢芯绳1和外层股2分别收卷于工字轮上；
其中，包括一根直径为29.6mm的钢芯绳1，钢芯绳1外围捻制有8根直径均为15.5mm的外层股2，钢芯绳1和外层股2的空隙中填充有三角形的碳纤维复合材料股3，本发明钢丝绳的公称直径为58mm。
钢芯绳1是由一根11.0mm的钢芯中心股1-1和6根9.5mm的钢芯外层股1-2一次捻制而成。
步骤2：碳纤维复合材料股3是将直径为4.4mm大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9通过放线工字轮8放线，使大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9穿过模具5，再由挤塑机4将熔融状态的PP改性塑料挤入模具5中，使PP改性塑料包裹大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9，同时，电机10带动通过皮带带动模具5的旋转体5-2转动，使碳纤维复合材料股形成预螺旋，然后进入水槽7，水冷成型，并收卷于收线工字轮6上，得到碳纤维复合材料股3；
其中，模具5包括外壳5-1，外壳5-1上设置有进料口5-4，进料口5-4顶端设置有挤塑机4，进料口5-4的内壁上设置有半圆形槽a，外壳5-1内套接有旋转体5-2，旋转体5-2两端分别设置有轴承，且通过轴承套接在外壳5-1内，以保证旋转体5-2能够灵活转动，旋转体5-2的外壁上设置有半圆形槽b，半圆形槽a和半圆形槽b形成封闭的环形槽5-5，进料口5-4与环形槽5-5连通，旋转体5-2沿径向设置有注塑孔a5-6，注塑孔a5-6与环形槽5-5连通，旋转体5-2内设置有内模5-3，内模5-3沿其轴向设置有三角形通孔5-7，三角形通孔5-7用于注塑成型，大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9穿过三角形通孔5-7，内模5-3沿其径向设置有3个注塑孔b5-8，3个注塑孔b5-8分别位于三角形通孔5-7的边上，注塑孔b5-8与注塑孔a5-6的连通，旋转体5-2的两端分别通过皮带与直流电机10连接；电机带动模具的旋转体转动，使碳纤维复合材料股形成预螺旋，与钢丝绳捻距匹配，螺距范围为360～370mm，进料口5-4、环形槽5-5、旋转体5-2的注塑孔a5-6和内模5-3的注塑孔b5-8形成塑料流道，以保证塑料能够顺畅的流入内模5-3的三角形通孔5-7中，包裹大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝9；
三角形通孔5-7的入口三角形边长为11.8mm，出口三角形边长为17.8mm；
步骤3：将步骤1收卷于工字轮上的钢芯绳1、外层股2及步骤2收卷至工字轮上的碳纤维复合材料股3安装于框篮式合绳机线架上，将外层股2和碳纤维复合材料股3从合绳机线架上引出；
步骤4：将步骤3引出的外层股2穿过预变形器至合拢口处，再将碳纤维复合材料股3穿过预变形器上的过股孔至合拢口处，将碳纤维复合材料股3嵌入6～8根外层股2和钢芯绳1间的空隙中一次捻制成型，根据需要调整预变形器偏移量，使外层股的变形量为80～90％；
步骤5：将外层股2、钢芯绳1和碳纤维复合材料股3一次捻制成型，调整合绳机放线架的翻身比，使碳纤维复合材料股3能够捻入钢芯绳1和外层股2的空隙中，得到碳纤维复合材料填充钢丝绳，钢芯绳1的捻制方向与碳纤维复合材料填充钢丝绳的捻制方向相同。
通过上述方式，本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳，在外层股和钢芯绳的空隙中填入碳纤维复合材料股3，由于碳纤维复合材料股3为大丝束聚丙烯长丝表面包裹一层PP改性复合材料而成，则质量轻便，不会增加钢丝绳的自重，但大大提高了钢丝绳的破断拉力，能够承受更大的载荷；采用模具制备碳纤维复合材料股3，制备出符合填充要求的碳纤维复合材料股3，并且本发明的方法，制备过程简单，适用性强，制备的钢丝绳能够满足大吨位特殊吊装环境。

Claims (3)

1.一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1：捻制钢芯绳（1）和外层股（2），所述钢芯绳（1）从内到外依次由1根钢芯中心股（1-1）和6根钢芯外层股（1-2）捻制而成，外层股（2）在捻股机上一次捻制而成，将捻制完成的钢芯绳（1）和外层股（2）分别收卷于工字轮上；
步骤2：制备碳纤维复合材料股（3），将得到碳纤维复合材料股（3）收卷至工字轮上；
步骤3：将步骤1收卷于工字轮上的钢芯绳（1）、外层股（2）及步骤2收卷至工字轮上的碳纤维复合材料股（3）安装于框篮式合绳机线架上，将外层股（2）和碳纤维复合材料股（3）从合绳机线架上引出；
制备碳纤维复合材料股（3）的过程为：将大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝（9）通过放线工字轮（8）放线，使大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝（9）穿过模具（5），再由挤塑机（4）将熔融状态的PP改性塑料挤入模具（5）中，使PP改性塑料包裹大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝（9），同时，电机（10）带动模具（5）的旋转体（5-2）转动，使碳纤维复合材料股形成预螺旋，然后进入水槽（7），水冷成型，并收卷于收线工字轮（6）上，得到碳纤维复合材料股（3）；
所述模具（5）包括外壳（5-1），所述外壳（5-1）上设置有进料口（5-4），所述进料口（5-4）顶端设置有挤塑机（4），所述进料口（5-4）的内壁上设置有半圆形槽a，所述外壳（5-1）内套接有旋转体（5-2），所述旋转体（5-2）的外壁上设置有半圆形槽b，所述半圆形槽a和半圆形槽b形成封闭的环形槽（5-5），所述进料口（5-4）与环形槽（5-5）连通，所述旋转体（5-2）沿径向设置有注塑孔a（5-6），所述注塑孔a（5-6）与环形槽（5-5）连通，所述旋转体（5-2）内设置有内模（5-3），所述内模（5-3）沿其轴向设置有三角形通孔（5-7），所述大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝（9）穿过三角形通孔（5-7），所述内模（5-3）沿其径向设置有3个注塑孔b（5-8），3个所述注塑孔b（5-8）分别位于三角形通孔（5-7）的边上，所述注塑孔b（5-8）与注塑孔a（5-6）连通，所述旋转体（5-2）的两端分别通过皮带与直流电机（10）连接；
步骤4：将步骤3引出的外层股（2）穿过预变形器至合拢口处，再将碳纤维复合材料股（3）穿过预变形器上的过股孔至合拢口处，将碳纤维复合材料股（3）嵌入6~8根外层股（2）和钢芯绳（1）间的空隙中；
步骤5：将外层股（2）、钢芯绳（1）和碳纤维复合材料股（3）一次捻制成型，调整合绳机放线架的翻身比，使碳纤维复合材料股（3）能够捻入钢芯绳（1）和外层股（2）的空隙中，得到碳纤维复合材料填充钢丝绳。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法，其特征在于，所述旋转体（5-2）两端分别设置有轴承，且通过轴承套接在外壳（5-1）内。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法，其特征在于，步骤4中外层股的变形量为80~90%。
CN201910614933.2A 2019-07-09 2019-07-09 一种碳纤维复合材料填充钢丝绳及其制造方法 Active CN110409204B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910614933.2A CN110409204B (zh) 2019-07-09 2019-07-09 一种碳纤维复合材料填充钢丝绳及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910614933.2A CN110409204B (zh) 2019-07-09 2019-07-09 一种碳纤维复合材料填充钢丝绳及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110409204A CN110409204A (zh) 2019-11-05
CN110409204B true CN110409204B (zh) 2020-11-17

Family

ID=68360763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910614933.2A Active CN110409204B (zh) 2019-07-09 2019-07-09 一种碳纤维复合材料填充钢丝绳及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110409204B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111560780A (zh) * 2020-04-16 2020-08-21 江苏亚盛金属制品有限公司 一种深海油田起吊用钢丝绳及其生产方法
CN111535061B (zh) * 2020-04-16 2023-08-11 江苏亚盛金属制品有限公司 一种高耐磨性且长寿命的起重机专用钢丝绳
CN111979807A (zh) * 2020-07-20 2020-11-24 抚州大力实业发展有限公司 一种钢丝绳
CN113564944B (zh) * 2021-08-18 2023-03-31 郑州中远防务材料有限公司 一种复合绳索
CN114108340B (zh) * 2021-11-10 2023-11-10 江苏赛福天集团股份有限公司 一种超高分子钢丝绳及其制备方法
CN114059369B (zh) * 2021-11-18 2023-05-16 江苏赛福天新材料科技有限公司 一种高性能钢丝绳绳芯及其制作方法
CN115897271B (zh) * 2022-10-13 2024-10-18 江苏赛福天集团股份有限公司 一种用于起重机的钢丝绳及其制造方法
CN117403457B (zh) * 2023-07-05 2024-08-20 盐城荣星制绳有限公司 一种高洁净抗拉耐腐蚀不锈钢丝绳及其加工装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2174118B (en) * 1985-03-19 1989-01-05 Bridon Plc Manufacture of elongate members such as strand and rope
JP2007077555A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Shinko Wire Co Ltd 高強度ワイヤロープ
CN204784440U (zh) * 2015-06-16 2015-11-18 河南省黄河防爆起重机有限公司 一种复合耐磨吊索
CN205046406U (zh) * 2015-09-02 2016-02-24 无锡通用钢绳有限公司 一种钢丝绳
CN105421120A (zh) * 2015-12-22 2016-03-23 江苏芸裕金属制品有限公司 起重机用钢丝绳及其制作方法
CN208009147U (zh) * 2018-01-24 2018-10-26 江苏鸿泽不锈钢丝绳有限公司 一种多层高强度不锈钢钢丝绳

Also Published As

Publication number Publication date
CN110409204A (zh) 2019-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110409204B (zh) 一种碳纤维复合材料填充钢丝绳及其制造方法
KR20110127262A (ko) 엘리베이터용 로프 및 그 제조방법
CN102209810A (zh) 制造原地橡胶处理类型的三层帘线的方法和设备
KR102077359B1 (ko) 황동이 선택적으로 코팅된 필라멘트를 갖는 고무 강화재용 강철 코드
CN101077613A (zh) 制造钢网增强塑料复合管的生产方法及其配套设备
US20020160213A1 (en) Elastomer and steel cord composite and process for producing the same
CN206090153U (zh) 一种轮胎带束层用钢帘线
CN102345237A (zh) 六股填充纤维芯钢丝绳及其制造工艺和专用设备
CN114059369B (zh) 一种高性能钢丝绳绳芯及其制作方法
CN106012623B (zh) 多层股钢丝绳制造方法
CN101469522A (zh) 一种超长多股钢丝绳生产方法
CN103993495B (zh) 一种四股汽车吊锻打绳表面防开裂处理工艺
CN114108340B (zh) 一种超高分子钢丝绳及其制备方法
CN208562967U (zh) 一种高破断拉力异形股钢丝绳
CN211363402U (zh) 一种起重钢丝绳生产用挤塑机机头
CN114059371A (zh) 一种钢帘线用外绕丝预变形和张力控制装置
CN208604403U (zh) 微细密封钢丝绳
CN113774698A (zh) 一种钢丝绳双模拉拔单次成型的生产方法
CN104741399A (zh) 一种预应力钢绞线制造工具及钢绞线制造方法
CN218203590U (zh) 热镀锌环氧涂层单丝涂覆预应力钢绞线
CN210467427U (zh) 一种简易分线器
CN217399255U (zh) 用于大功率收割机的橡胶履带及橡胶履带骨架材料
CN101630547A (zh) 自承式防潮电缆护套生产用模具
CN209836660U (zh) 双捻机的捻股装置
CN111979807A (zh) 一种钢丝绳

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant