CN1141982A - 面接触的三角股钢丝绳及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种由六股三角形股绳组成的钢丝绳，各股绳内的所有钢丝均为异型断面相互呈面接触，股绳之间呈楔状面接触，钢丝绳外轮廓呈平滑圆整的棒状。制造这种面接触三角股钢丝绳的方法及实施该方法的设备是用串联的高速管式捻股机后接旋转辊模装置组成的捻股机组来捻制和辊压加工三角形股芯和股绳，用带有冷连轧机的成绳机组进行捻制与轧制联合加工成钢丝绳。这种钢丝绳强度高，使用寿命长，工艺切实可行，设备构造合理。

Description

面接触的三角股钢丝绳及其制造方法

本发明属于金属线材制品工业领域，特别是一种用于重负荷的面接触的三角股钢丝绳及其制造方法。

目前，三角股钢丝绳的结构，按每股内各层钢丝之间的接触状况，有点接触的或线接触的，或点和线接触兼有。这种结构的三角股钢丝绳仍不能满足承受极度安全的高负荷的苛克要求。其主要原因是由于股内钢丝之间即使是线接触关系，经过捻制加工，钢丝在股绳中的断面始终为圆形，而不能达到紧密结合成整体，钢丝绳的外轮廓不够平滑，使用中对其传动接触的卷筒或者鼓轮、滑轮之间的受压面积较小，磨损较大，因而使用寿命不够理想。为了进一步提高这类钢丝绳的强度、耐磨性和使用寿命，进行了许多研究，以便创造出一种适用的、能够使钢丝与钢丝之间、股绳与股绳之间达到紧密结合，形成整体圆滑的钢丝绳。

美国专利US4270341公开了一种定型股钢丝绳及其制造方法，这种钢丝绳的结构是：以圆钢丝作为股芯，在股芯外包一层软质可塑性材料，在软质可塑性材料外包捻一层圆钢丝，拉拔成圆股后再压成三角股，或者包捻二层钢丝后拉拔挤压成三角股，使外层钢丝嵌入软质材料层内，获得外轮廓平滑的表面，再将6股三角股捻制成钢丝绳。这种三角股钢丝绳的股绳表面平滑，并通过捻制合绳后加工，使绳的外轮廓平滑圆整。但是，这种钢丝绳的股绳中，股芯钢丝与包捻层钢丝的结合，是通过股芯外包围的软质材料来实现的，其结合强度低，捻股拉拔时钢丝的表层有塑变，而钢丝的内侧仅嵌入到软质塑性材料中，合绳加压时仍然是股芯上的软质塑性材料发生塑性变形。因此，无论是股内钢丝之间的结合，还是股绳之间的结合，紧密度均是有限的，难于使钢丝绳中的钢丝和股绳形成紧密结合的整体，其强度与耐磨性提高幅度不大，使用寿命提高也很有限。

实用新型专利ZL93229202X提供了一种线接触的三角股钢丝绳，其特征是三角股内每层钢丝比相邻内层钢丝的数目总是多三根，三个面上的钢丝均走沟，而在三个角上各有一根钢丝补充棱角。这种钢丝绳的结构比点接触的三角股钢丝绳的使用寿命有很大提高。其缺点是每个股绳内的各层钢丝之间仅限于线接触，接触面积还不够大，不能进一步提高其使用寿命，难于满足更高的使用要求。

本发明的目的是提供一种面接触的三角股钢丝绳，其股绳内所有的钢丝均为异型断面，相互紧密结合，呈面接触状态，股绳之间形成楔状面接触，钢丝绳的外轮廓呈平滑圆整的棒状，从而大幅度提高钢丝绳的整体强度和耐磨性，延长其使用寿命。

本发明的另一个目的是提供制造上述面接触的三角股钢丝绳由捻芯、滚压拉拔、捻股、滚压拉拔、合绳及轧制等步骤所组成的工艺方法。

本发明的再一个目的是提供一种实施上述工艺方法的由串联高速管式捻股机和相应的旋转辊模变形装置组成的捻股机组，及带有冷连轧机的成绳机所组成的制造工艺设备。

按照本发明的面接触的三角股钢丝绳，由六股面接触的三角股捻制而成，每个三角股是用公知的 线接触圆股，通过股芯旋转辊模滚压拉拔，制成断面近似于三角形状，作为股芯，在该股芯外包捻一层或多层按线接触规律排列的圆形截面的钢丝层，再经过股绳旋转辊模滚压拉拔，制成近似三角形断面并绕其自身轴心线旋转，形成螺旋状的、面接触的三角形股绳，然后将6根三角形股绳围绕纤维绳芯合拢，进行捻制与连续冷轧联合塑性变形加工，制成面接触的三角股钢丝绳。这种钢丝绳的外轮廓呈平滑圆整的棒状，三角股之间呈楔状面接触，股绳内的钢丝均已变成异形断面，紧密结合，相互呈面接触。

按照本发明，在三角形股芯外包捻钢丝的层数可以是一层，也可以是二层或多层。当包捻钢丝的层数为二层或多层时，每一外层比其相邻内层的钢丝均多三根，并于三角形的面上，外层钢丝沿其相邻内层钢丝的每两根钢丝之间的沟槽走行排列，而在三角形的角上各有一根钢丝补充棱角。

按照本发明，当股芯外包捻钢丝的层数超过一层时，各层钢丝的捻距取决于钢丝的数目和捻股的螺旋距的大小，并应满足下列关系： $S_2=\frac{n_2{S}_{1}T}{n_{1}T+3S_1},$ n₂－n₁＝3式中：S₂——外层钢丝的捻距；

  S₁——相邻内层钢丝的捻距；

  n₂——外层钢丝的数目；

  n₁——相邻内层的钢丝的数目；

   T——股绳的三角形断面绕其自身轴芯线旋转的螺旋距。

按照本发明面接触的三角股钢丝绳的制造过程，采取捻股与合绳两个步骤。

捻股的步骤是：

1.捻制股芯。通过高速管式捻芯机，将9根圆形断面的钢丝捻制成

线接触的圆股，随即通过设在其后的股芯旋转辊模，滚压拉拔成三角形断面并绕其自身轴心线旋转，形成螺旋状的三角形股芯，再由副牵引轮拉出并送至各管式捻股机，这时的股芯各根钢丝均已呈异型断面，相互实现面接触。

2.捻制股绳。通过各高速管式捻股机，在三角形股芯外包捻至少一层按线接触规律排列的圆形断面的钢丝层，经过股绳旋转辊模滚压拉拔变形装置，将各包捻层钢丝于捻制的同时滚压拉拔变形成异形断面的，并且与三角形股芯(3)也呈面接触的钢丝层，制成带包捻层的断面呈三角形并绕其自身轴心线旋转，成为螺旋状的、面接触的三角形股绳，再由主牵引轮将此三角股绳拉出并卷装入收股工字轮，供成绳机合绳使用。

当捻制单包捻层钢丝的股绳时，在股芯外捻制一层圆形断面的钢丝，随即通过股绳旋转辊模滚压拉拔变形，制成螺旋状的面接触带的单包捻层三角形股绳。

当捻制双包捻层钢丝的股绳时，在股芯外捻制第一层圆形断面的钢丝后，在通过股绳旋转辊模时只滚压成三角形状的股绳，而不使钢丝的圆形断面变形，由副牵引轮和两个导向轮拉出并送至下一个管式捻股机，按线接触规律包捻第二层圆形断面的钢丝，经由下一个股绳旋转辊模将两层钢丝一起滚压拉拔成三角形断面并绕其自身轴心线旋转，形成螺旋状的面接触的带双包捻层三角形股绳。

当捻制三包捻层钢丝的股绳时，在第三层和第二层钢丝之间也要符合线接触规律，并要相应增加捻股机组中的管式捻股机、股绳旋转辊模变形装置和副牵引轮的数目。在滚压第二层时也不使钢丝断面变形。

合绳的步骤是：通过成绳机将6股三角形股绳，围绕纤维绳芯进行捻制合绳，合绳后通过冷连轧机组进行立轧和水平轧制交替冷轧塑性变形加工，制成面接触的三角股钢丝绳。

按照本发明的生产面接触三角股钢丝绳的方法，提供一套与之相适应的设备。这套设备由股绳捻制与滚压拉拔联合成型和钢丝绳捻制与连续冷轧联合成型联动加工生产线所组成，股绳捻制与滚压拉拔联合成型联动加工线是将多台高速管式捻制机串联起来，并在每台管式捻制机后设置旋转辊模拉拔变形装置，形成由依次串联的管式捻芯机、股芯旋转辊模拉拔变形装置、副牵引轮、至少一台管式捻股机和相应的股绳旋转辊模拉拔变形装置、相应的副牵引轮、一个主牵引轮、一个收股工字轮以及各副牵引轮的单独驱动电机、机组其它设备的公共驱动电机及其变速传动箱、传动轴所组成的于捻芯和捻股的同时，对股芯和股绳整体进行辊压拉拔塑变加工。各副牵引轮的牵引速度均以电控调整自动跟踪主牵引轮的线速度，当管式捻股机的数目超过一台时，中间捻股机后面的股绳旋转辊模拉拔变形装置的滚轮与股芯旋转辊模拉拔变形装置相同。

当捻制单包捻层钢丝的股绳时，串联机组呈直线排列，全机组统一由一台主电机通过两个调速传动箱和一个传动轴驱动，但副牵引轮则由单独电机驱动，其牵引速度以电控调整自动跟踪主牵引轮的线速度。

当捻制双包捻层钢丝的股绳时，将串联机组按U字形排列，全机组统一由一台主电机通过三个调速传动箱和两根传动轴驱动，而两个副牵引轮则各由单独的电机驱动，其牵引速度均以电控调整自动跟踪主牵引轮的线速度。这种U型排列可以缩短操作距离，避免长轴传动，增加设备的刚性和强度。

按照本发明，采用旋转辊模变形装置对股芯和股绳进行整体辊压拉拔塑性变形加工。这种旋转辊模变形装置是由转盘通过三个螺杆连接三个圆盘、在每个圆盘上各装有三个构成三角形孔型的滚轮，以及滚轮的调整螺丝和螺母所组成。通过调整螺丝和螺母，可以调整滚轮所构成的孔型，从而改变对股芯或者股绳进行塑性变形的加工量，并通过转盘带动滚轮圆盘旋转，以使股芯或股绳的三角形断面形成绕自身轴心线旋转的螺旋形状。

按照本发明的捻制合绳装置，是在原有筐篮式成绳机的成绳模具与牵引轮之间增设6架小型冷连轧机组，与原成绳机组成捻制与轧制联合加工生产线，在进行捻制合绳后立即对钢丝绳进行整体冷轧塑变加工。所说的冷连轧机组是由交替排列的三架立辊轧机和三架水平辊轧机所组成，各架水平辊轧机由一台电动机和一台减速机，通过一台力矩分配连接机进行驱动轧制；而各架立辊轧机则是由被轧制的钢丝绳带动进行从动轧制。冷连轧机的轧制速度是以电控调整来自动跟踪成绳机牵引轮的线速度的。

按照本发明的上述成绳机与冷连轧机所组合成的捻制与轧制联合加工生产线，还可以用来在线生产4股(或3股)扇形股的不旋转钢丝绳，其方法是将用公知技术制成的带有纤维股芯的线接触圆股，例如结构[0＋9＋(15＋15)S]圆股的4股(或3股)先在成绳机上捻制成相应的圆股钢丝绳，接着在冷连轧机上用立辊和水平辊交替整体轧制变形成扇形股的不旋转钢丝绳。

与现有技术相比，本发明的面接触三角股钢丝绳及其生产技术具有下列优点：

1.提高钢丝绳的拉断力和使用寿命。因为其各股绳的相邻层钢丝之间从原来的线接触状态变成相互呈面接触的紧密结合而形成整体，提高了钢丝绳的金属断面充填率，从而极大地提高了钢丝绳的拉断力。由于通过冷连轧而使钢丝绳的外轮廓表面平滑圆整，使用中与卷筒或滑轮的接触面积增大了，承压均匀，减小了摩擦力，从而减少了磨损，提高了使用寿命，在同等尺寸，同等使用条件下，约可比点接触的普通圆股钢丝绳的使用寿命提高3.5倍；比点接触的三角股钢丝绳提高1倍；比线接触的三角股钢丝绳提高0.5倍。

2.本发明将高速管式捻制机串联起来组成捻股生产线，比现有技术中的筐篮式串联捻股机组的转速提高3～4倍，从而可以提高机组的小时产量和劳动生产率。

3.按照本发明的捻制与轧制联合加工成型新工艺，除了用于加工面接触的三角股钢丝绳外，还可以用来在线生产4股(或3股)扇形股的不旋转钢丝绳，以代替现有技术中的在线模拔(对小规格)，或离线旋锻(直径大于25mm)工艺，可比现有技术降低成绳机的负荷，减少生产工序，提高生产效率，降低成本，使大规格的不旋转钢丝绳的在线生产成为可能，并且避免了旋锻工艺的噪声危害。

下面结合附图对本发明作详细说明。

图1是本发明的一种面接触的三角股钢丝绳的断面及轧制状态示意图。

图2是本发明的另一种面接触的三角股钢丝绳的断面及轧制状态示意图。

图3是对线接触圆股的股芯进行加工的示意图。

图4是加工后成为面接触的三角形股芯的断面示意图。

图5是对在三角形股芯外包捻一层钢丝的股绳进行加工的示意图。

图6是图5的股绳加工后成为面接触的三角形股绳的断面示意图。

图7是在股芯外包捻两层(或两层以上)钢丝的股绳在包捻第一层圆钢丝后的断面示意图。

图8是对在股芯外包捻二层钢丝后的股绳进行加工的示意图。

图9是加工后的股芯外包捻二层钢丝的面接触的三角形股绳断面示意图。

图10是捻制股芯外包捻一层钢丝股绳的直线排列串联高速管式捻股机组的示意图。

图11是捻制股芯外包捻二层钢丝股绳的U字形排列的串联高速管式捻股机组的示意图。

图12是成绳机和冷连轧机联合加工机组的示意图。

图13是捻制股芯或股绳用的旋转辊模变形装置正视图。

图14是沿图13的A-A剖视图。

图15是利用本发明的成绳机和冷连轧机联合加工机组对不旋转钢丝绳进行加工的示意图。

图16是4股扇形股的不旋转钢丝绳的断面示意图。

如图1和图2所示，本发明的面接触三角股钢丝绳，由6股三角股绳(1)或(2)和纤维绳芯(7)所构成，每股三角股绳(1)或(2)，是在由9根异形断面的相互呈面接触的钢丝所构成的、断面近似三角形的并绕其自身轴心线旋转成为螺旋状的面接触三角形股芯(3)外，至少包捻一层异形断面的相互呈面接触的钢丝层构成。这些三角股绳的断面呈三角形并绕其自身轴心线旋转，形成螺旋状的面接触的三角形股绳，6股三角形股绳之间呈楔状面接触，非接触面呈圆弧状，钢丝绳的外轮廓呈平滑圆整的棒状。

如图1所示的三角股绳(1)，为在三角股芯(3)外包捻一层共9根异形断面钢丝(4)组成。

如图2所示的三角股绳(2)，为在三角股芯(3)外包捻二层异形断面钢丝(5)和(6)组成。如图所示，第一层钢丝为12根，第二层钢丝的数目比第一层多3根，为15根。在三角形的面上，外层钢丝(6)沿其相邻内层钢丝(5)的每两钢丝之间的沟槽走行排列，而在三角形的角上各有一根钢丝补充棱角。

图1和图2中还示出了钢丝绳在合绳过程中，承受冷连轧机(31)和(32)的轧制，使钢丝绳整体更紧密、外圆更平滑。

图3～9示出了本发明的面接触三角形股绳的制作工艺过程。

如图3所示，用9根圆钢丝(3’-1)、(3’-2)、(3’-3)捻制成公知的

线接触圆股(3’)后，用股芯旋转辊模变形装置(8)的三个滚轮(8-1)、(8-2)、(8-3)组成的三角形孔型，将(3＋线接触圆股(3’)于捻制的同时滚压拉拔变形，形成如图4所示的、由异形断面钢丝(3-1)、(3-2)、(3-3)所组成的股芯断面呈三角形并绕其自身轴心线旋转，形成螺旋状钢丝相互之间呈面接触的的三角形股芯(3)。由副牵引轮(11)将三角股芯(3)送到捻股机。

如图5所示，在如图4所示的面接触的三角形股芯(3)外，包捻一层直径相同的9根圆形断面钢丝(4’)，用股绳旋转辊模变形装置(9)的三个滚轮(9-1)、(9-2)、(9-3)组成的三角形孔型，将包捻层钢丝(4’)于捻制的同时进行拉拔滚压加工，使钢丝(4’)变形成的相互呈面接触[和股芯(3)也呈面接触]的异形断面钢丝(4)，制成三角形断面并绕其自身轴心线旋转，形成螺旋状的带单包捻层的面接触的三角形股绳(1)(如图6所示)。用主牵引轮将上述三角形股绳拉出并卷装入收股工字轮中，供成绳机合绳用。

图7、图8和图9是制作二层钢丝包捻层股绳的工艺过程。如图7所示，在如图4所示的面接触三角形股芯(3)外，先包捻第一层12根圆形断面的钢丝(5’)，经过第一股绳旋转辊模变形装置(8’)进行轻压(图中未示出)，使钢丝只发生弯曲而形成三角股，此时这层钢丝的断面仍为圆形，如图8所示，再在这个三角股上按照线接触规律包捻第二层15根圆形断面的钢丝(6’)(即比第一层多3根)后，用第二股绳旋转辊模变形装置(9’)的三个滚轮(9’-1)、(9’-2)和(9’-3)组成的三角形孔型于捻制的同时进行滚压拉拔，同时使两层钢丝(5’)和(6’)一起变形成为如图9所示的，异形断面的相互呈面接触(和股芯(3)也呈面接触)的钢丝(5)和(6)，制成三角形断面并绕其自身轴心线旋转，形成螺旋状的带双包捻层的面接触的三角形股绳(2)。

当在三角形股芯(3)外包捻二层或多于二层钢丝时，每一外层比其相邻内层的钢丝均多三根，并于三角形的面上，外层钢丝沿其相邻内层钢丝的每两钢丝之间的沟槽走行排列，而在三角形的角上各有一根钢丝补充棱角。

图10～14示出了用于实施本发明的制造面接触三角股钢丝绳的工艺方法设备示意图。

图10是捻制与滚压拉拔联合加工如图1所示钢丝绳的股绳(1)的直线排列串联高速管式捻股机组，该机组由依次串联的管式捻芯机(10)、股芯旋转辊模变形装置(8)、副牵引轮(11)、管式捻股机(12)、股绳旋转辊模变形装置(9)、主牵引轮(13)、收股工字轮(14)、副牵引轮(11)的单独驱动电机[图中未示出]、机组其它设备的公共驱动电机(15)、及其变速传动箱(16)、与变速传动箱(16)相连接的传动轴(17)和连接在传动轴(17)另一端的变速传动箱(18)所组成。变速传动箱(16)驱动捻股机(12)、股绳旋转辊模装置(9)和主牵引轮(13)，变速传动箱(18)驱动捻芯机(10)和股芯旋转辊模装置(8)。副牵引轮(11)的牵引速度用电控调整自动跟踪主牵引轮(13)的线速度。

所述的管式捻芯机(10)有9个外径为450mm的工字轮，分别卷装如图3所示的9根圆钢丝(3’-1)、(3’-2)、(3’-3)，捻制成

线接触圆股(3’)。用股芯旋转辊模变形装置(8)进行滚压拉拔变形，制成具有螺旋状的面接触的三角形股芯(3)，由副牵引轮(11)拉出并送入管式捻股机(12)。

管式捻股机(12)有9个外径为560mm的工字轮，卷装如图5所示的9根圆钢丝(4’)，围绕股芯(3)捻制成股后，用股绳旋转辊模变形装置(9)进行滚压拉拔变形，制成绕其自身轴心线旋转成为螺旋状的面接触的三角形股绳(1)，再由主牵引轮(13)拉出并卷装入收股工字轮(14)待成绳机合绳使用。

图10中的两个旋转辊模变形装置(8)和(9)同步旋转，故股芯和股绳的三角形断面，都有相同螺距大小的绕自身轴心线旋转的螺旋形状。

图11是捻制与滚压拉拔联合加工如图2所示钢丝绳的股绳(2)的、呈U字型排列的串联高速管式捻股机组，该机组由依次串联的管式捻芯机(10)、股芯旋转辊模变形装置(8)、第一副牵引轮(11)、第一管式捻股机(19)、第一股绳旋转辊模变形装置(8’)、第二副牵引轮(11’)、一对拐弯轮(20)、第二管式捻股机(21)、第二股绳旋转辊模变形装置(9’)、主牵引轮(22)、收股工字轮(23)以及机组驱动主电机(24)、及其变速传动箱(25)、传动轴(26)、第二变速传动箱(27)、第二传动轴(28)、和捻芯机变速传动箱(18)所组成。

所述的管式捻芯机(10)、股芯旋转辊模变形装置(8)、副牵引轮(11)与图10中所示完全相同，制成的股芯(3)被送入第一管式捻股机(19)。

第一管式捻股机(19)有14个外径为450mm的工字轮，卷装如图7所示的第一层12根圆钢丝(5’)(本实施例有二个工字轮空着)。

第一股绳旋转辊模变形装置(8’)的结构和装置(8)相同，但在捻这第一层钢丝时只进行轻压，使钢丝只发生弯曲而形成三角股，这层钢丝的断面仍为圆形。然后由第二副牵引轮(11’)拉出通过两拐弯轮(20)送入第二管式捻股机(21)。

第二管式捻股机(21)有15个外径为500mm的工字轮，用于卷装如图8所示的第二层15根按线接触规律捻制的圆钢丝(6’)。

第二股绳旋转辊模变形装置(9’)的结构和股绳旋转辊模变形装置(9)相同，只是滚轮尺寸不同，用三个滚轮(9’-1)、(9’-2)、(9’-3)所形成的三角形孔型，同时对所包捻上的两层钢丝(5’)和(6’)进行滚压拉拔变形，制成如图9所示的具有螺旋状的面接触三角形股绳(2)。制成的股绳(2)由主牵引轮(22)拉出并卷装入收股工字轮(23)待成绳机合绳使用。

如图11所示，主电机(24)通过变速传动箱(25)驱动第二捻股机(21)、第二股绳旋转辊模变形装置(9’)和主牵引轮(22)，通过传动轴(26)与变速传动箱(25)相连的第二变速传动箱(27)，驱动第一捻股机(19)和旋转辊模变形装置(8’)，用于驱动捻芯机(10)和旋转辊模变形装置(8)的变速传动箱(18)则通过传动轴(28)和第二变速传动箱(27)相连。因此，除了两个副牵引轮以外，捻芯机和两合捻股机及相关的旋转辊模变形装置和主牵引轮均由同一台主电机(24)驱动运行。两个副牵引轮(11)和(11’)各由单独的电机驱动(图中未示出)，其牵引速度均用电控调整自动跟踪主牵引轮的线速度。

本机组的三个旋转辊模变形装置(8)、(8’)和(9’)都同步旋转，故此，股芯、第一和第二包捻层钢丝股的三角形断面，都有相同螺距大小的绕自身轴心线旋转的螺旋形状。

如果所生产的钢丝绳需在股芯外包捻三层钢丝，则第三和第二层钢丝之间的关系，也必须符合线接触规律，并且要相应增加捻股机组中管式捻股机、旋转辊模变形装置和副牵引轮的数目。

如图12所示，本发明的捻制与轧制联合加工合绳的成绳机组是在现有的6/1250筐篮式成绳机(29)的成绳模具(38)与其牵引轮(36)之间，增设六机架小型冷连轧机组(30)组成的捻制与轧制联动加工生产线。冷连轧机组(30)由交替排列的三架立辊轧机(31-1)、(31-2)、(31-3)和三架水平辊轧机(32-1)、(32-2)、(32-3)所组成，水平辊轧机为主动轧机，由电动机(33)通过减速机(34)及力矩分配连接机(35)分别驱动三架水平辊轧机。立辊轧机则由所轧制的钢丝绳带动进行从动轧制。冷轧机的轧制速度以电控调整自动跟踪牵引轮(36)的线速度。

在使用本联合加工合绳的成绳机组时，先将6个卷装有股绳(1)或(2)的工字轮，分别装在成绳机(29)的6个筐篮架上，引出各股绳的头端至成绳模具(38)处，同时将纤维绳芯(7)通过成绳机中空主轴的中心孔送至模具(38)处一起合绳，使6根股绳围绕纤维绳芯(7)在成绳模具(38)中捻制成绳。成绳后的钢丝绳经过6架冷连轧机的立辊(31)和水平辊(32)各进行三道交替轧制于捻制合绳的同时，对钢丝绳进行在线整体冷连轧塑变加工，制成所述的面接触三角股钢丝绳，再经由牵引轮(36)送至收绳工字轮卷装，制成如图1或图2所示的面接触的三角股钢丝绳成品。

如图13和图14所示，在各捻股机组中所用的各个旋转辊模变形装置(8)、(8’)、(9)和(9’)，由转盘(38)通过三根螺杆(39)连接三个圆盘(41)，用螺母(40)固定转盘(38)和螺杆(39)，用螺母(45)分别将三个圆盘(41)固定在螺杆(39)上。每个圆盘(41)上各装有三个呈正三角形布置的滚轮(8-1)、(8-2)、(8-3)或(9-1)、(9-2)、(9-3)，这三个滚轮分别安装在三个支架(44)上，每个支架(44)带有各自的调整螺丝(42)及其螺母(43)，用以调整由三个滚轮所组成的三角形孔型的尺寸和加工变形量。

旋转辊模变形装置(9)、(9’)的结构和旋转辊模变形装置(8)的结构相同，但滚轮的辊面孔型不同，如图5和图8所示，股芯旋转辊模变形装置(8)和第一股绳旋转辊模变形装置(8’)的三个滚轮(8-1)、(8-2)、(8-3)和(8’-1)、(8’-2)、(8’-3)的辊面均为平面，股绳旋转辊模变形装置(9)和(9’)的滚轮(9-3)和(9’-3)的辊面呈凹弧型，其余滚轮(9-1)、(9-2)和(9’-1)、(9’-2)的辊面均为平面。

当股芯或股绳通过旋转辊模变形装置(8)、(9)或(9’)时，均使股芯或股绳发生塑性变形，加工成股内所有钢丝均为异形断面相互呈面状接触的三角形股芯或股绳。同时通过转盘(38)的转动，使三角形股芯或股绳获得具有绕自身轴心线旋转的螺旋形状。

如图15和图16所示，利用本发明的成绳机与冷连轧机联合加工机组，还可以生产4股(或3股)不旋转的钢丝绳。其方法是先在普通捻股机上捻制成带有纤维股芯(46’)的线接触圆股(47’)，将4个装有这种圆股的工字轮安装在如图12所示的成绳机(29)中的4个筐篮架上，以与捻制面接触三角股钢丝绳相类似的操作程序，先捻制成交互捻的圆股钢丝绳，随即利用冷连轧机组的立辊(31)和水平辊(32)交替在线连续轧制，将圆股钢丝绳加工成如图16所示的由纤维绳芯(7)、纤维股芯(46)、扇形股(47)所组成的不旋转钢绳。

这种钢丝绳中股绳的捻制方向与绳的捻制方向相反，与相同直径的6股钢丝绳相比，由于股绳的数目减少，每个股绳的直径就增大，股内每层钢丝的旋转力臂增大，并且缩小股绳的捻距使旋转力也增大；另一方面，由于将圆股(47’)轧制成了扇形股(47)，从而使钢丝绳的直径变小，使其旋转力臂减小，再放大钢丝绳的捻距，使绳的旋转力也减小，这样就可以使这种钢丝绳的旋转力矩，与其反向的4个股绳的旋转力矩之和基本平衡，达到在使用中自身不旋转的要求。

按照本发明的面接触三角股钢丝绳适用于重负荷，它的强度高，使用寿命长；按照本发明的制作面接触三角股钢丝绳的工艺切实可行，效果好；按照本发明的实施上述工艺过程的设备结构紧凑合理，小时产量高，劳动生产率高，适用范围广。

Claims (11)

1、一种由三角形股芯外包捻若干层钢丝制成的6股三角形股绳和纤维绳芯(7)所构成的三角股钢丝绳，其特征在于所述的三角形股芯是由9根异形断面的、相互呈面接触的钢丝所构成的断面近似三角形状的并绕其自身轴心线旋转形成的螺旋状面接触的三角形股芯(3)，所述的三角形股绳为在三角形股芯(3)外至少包捻一层异形断面的、相互呈面接触的钢丝层所构成的断面呈三角形、并绕其自身轴心线旋转形成螺旋状的面接触三角形股绳，6股三角形股绳之间呈楔状面接触，非接触面呈圆弧状，钢丝绳的外轮廓呈平滑圆整的棒状，当股芯外包捻的钢丝层超过一层时，各包捻层钢丝的捻距取决于各层钢丝的数目和捻股的螺旋距，并应满足下列关系： $S_2=\frac{n_2{S}_{1}T}{n_{1}T+3S_1},$ n₂－n₁＝3式中，S₂为外层钢丝的捻距，S₁为相邻内层钢丝的捻距，n₂为外层钢丝的数目，n₁为相邻内层钢丝的数目，T为股绳的三角形断面绕其自身轴芯线旋转的螺旋距。

2、根据权利要求1的面接触三角股钢丝绳，其特征在于所述的三角形股绳为在三角形股芯(3)外包捻一层共9根异形断面钢丝(4)的三角形股绳(1)。

3、根据权利要求1的面接触三角股钢丝绳，其特征在于所述的三角形股绳为在三角形股芯(3)外包捻二层异形断面钢丝(5)和(6)的三角形股绳(2)，第一层钢丝为12根，第2层钢丝为15根。

4、一种制造权利要求1所述的面接触三角股钢丝绳的工艺方法，用9根圆钢丝(3’-1)、(3’-2)、(3’-3)捻制成

线接触圆形股芯(3’)，用捻股机捻制成股绳后用成绳机合成钢丝绳，其特征在于：

a、用股芯旋转辊模变形装置(8)的三个滚轮(8-1)、(8-2)、(8-3)组成的三角孔型，将 线接触圆形股芯(3’)，于捻制的同时滚压拉拔变形成由异形断面钢丝(3-1)、(3-2)、(3-3)所组成的、股芯断面呈三角形并绕其自身轴心线旋转，形成螺旋状的钢丝相互之间呈面接触的三角形股芯(3)，

b、将三角形股芯(3)由副牵引轮(11)送到各捻股机，在三角形股芯(3)外，至少包捻一层按线接触规律排列的圆形断面钢丝层，再用股绳旋转辊模变形装置，将各包捻层钢丝于捻制的同时滚压拉拔变形成异形断面的相互之间呈面接触的，并且与三角形股芯(3)也呈面接触的钢丝层，制成带包捻层的股绳断面呈三角形并绕其自身轴心线旋转形成螺旋状的面接触三角形股绳，

c、用主牵引轮将上述三角形股绳拉出并卷装入收股工字轮中，供成绳机合绳用，

d、将6个卷装有三角形股绳的收股工字轮分别装在成绳机(29)的各筐篮架上，引出各股绳的头端至成绳模具(38)处，并将纤维绳芯(7)通过成绳机中空主轴的中心孔送至模具(38)处，使6根股绳围绕绳芯(7)在成绳模具(38)中捻制合绳，成绳后的钢丝绳在6架冷连轧机组(30)中的立辊和水平辊各进行三道次交替轧制，于捻制合绳的同时，对钢丝绳进行在线整体冷连轧塑变加工，制成所述的面接触的三角股钢丝绳，卷装入收绳工字轮中。

5、根据权利要求4的制造面接触三角股钢丝绳的工艺方法，其特征在于三角形股芯(3)外的包捻层为一层，包捻钢丝为直径相同的9根圆形断面钢丝(4’)，用股绳旋转辊模变形装置(9)的三个滚轮(9-1)、(9-2)、(9-3)组成的三角形孔型，对包捻层钢丝(4’)于捻制的同时进行拉拔滚压加工，使钢丝(4’)变形成由异形断面的相互呈面接触的钢丝(4)所组成的三角形断面并绕其自身轴心线旋转、形成螺旋状的带单包捻层的面接触三角形股绳(1)。

6、根据权利要求4的制造面接触三角股钢丝绳的工艺方法，其特征在于三角形股芯(3)外的包捻层钢丝为二层时，先在三角形股芯(3)外包捻第一层12根圆形断面钢丝(5’)，经过第一股绳旋转辊模变形装置(8’)进行轻压，使钢丝只发生弯曲变形成为三角股，而这层钢丝的断面仍为圆形，再在这个三角股上按照线接触规律包捻第二层15根圆形断面钢丝(6’)，用第二股绳旋转辊模变形装置(9’)的三个滚轮(9’-1)、(9’-2)、(9’-3)组成的三角形孔型，于捻制的同时进行滚压拉拔，同时使两层钢丝(5’)和(6’)一起变形成为异形断面的相互呈面接触的钢丝(5)和(6)，制成三角形断面并绕其自身轴心线旋转、形成螺旋状的带双包捻层的面接触三角形股绳(2)。

7、一种用于实施权利要求4的工艺方法的制造工艺设备，由高速管式捻制机、牵引轮、收股工字轮和筐篮成绳机(29)所组成，其特征在于该设备由股绳捻制与滚压拉拔联合成型和钢丝绳捻制与连续冷轧联合成型等联动加工生产线所组成：

a、股绳捻制与滚压拉拔联合成型联动加工生产线是将多台高速管式捻制机串联起来，并在每台管式捻制机后设置旋转辊模拉拔变形装置，形成由依次串联的管式捻芯机(10)、股芯旋转辊模拉拔变形装置(8)、副牵引轮(11)、至少一台管式捻股机和相应的股绳旋转辊模拉拔变形装置、相应的副牵引轮、一个主牵引轮、一个收股工字轮以及各副牵引轮的单独驱动电机，机组其它设备的公共驱动电机及其变速传动箱、传动轴所组成，各副牵引轮的牵引速度均以电控调整自动跟踪主牵引轮的线速度，当管式捻股机的数目超过一台时，中间捻股机后面的股绳旋转辊模拉拔变形装置的滚轮与股芯旋转辊模拉拔变形装置(8)的滚轮相同，

b、钢丝绳捻制与连续冷轧联合成型联动加工生产线，是在筐篮式成绳机(29)的成绳模具(38)与牵引轮(36)之间，增设6架小型冷连轧机组(30)所组成，该冷连轧机组(30)由交替排列的三架立辊轧机(31-1)、(31-2)、(31-3)和三架水平辊轧机(32-1)、(32-2)、(32-3)组成，水平辊轧机为主动轧机，由电动机(33)通过减速机(34)及力矩分配连接机(35)分别驱动三架水平辊轧机(32-1)、(32-2)、(32-3)，立辊轧机为从动轧机，由轧件钢丝绳拖动，连轧机的轧制速度以电控调整自动跟踪成绳机牵引轮(36)的线速度。

8、根据权利要求7的制造工艺设备，其特征在于所述的捻芯机(10)由依次串联的9个外径为450mm的工字轮所组成。

9、根据权利要求7的制造工艺设备，其特征在于所述的股绳捻制与滚压拉拔联合成型联动生产线有一台管式捻股机(12)、股绳旋转辊模变形装置(9)和主牵引轮(13)，捻股机(12)由9个外径为560mm的工字轮所组成，公共驱动电机(15)通过其变速传动箱(16)驱动捻股机(12)和股绳旋转辊模变形装置(9)，传动轴(17)一端接在变速传动箱(16)上，另一端连接变速传动箱(18)以驱动捻芯机(10)和股芯旋转辊模变形装置(8)。

10、根据权利要求7的制造工艺设备，其特征在于所述的股绳捻制与滚压拉拔联合成型联动生产线有二台捻股机和股绳旋转辊模变形装置，由依次串联的第一捻股机(19)、第一股绳旋转辊模变形装置(8’)，第二副牵引轮(11’)，一对拐弯轮(20)，第二捻股机(21)，第二股绳旋转辊模变形装置(9’)所组成，第一捻股机(19)由14个外径为450mm的工字轮所组成，第二捻股机由15个外径为500mm的工字轮所组成，机组传动系统是：主电机(24)通过变速传动箱(25)驱动第二捻股机、第二股绳旋转辊模变形装置(9’)和主牵引轮(22)，传动轴(26)一端和变速传动箱(25)相连，另一端和第二变速传动箱(27)相连，驱动第一捻股机并通过第二传动轴(28)和捻芯机(10)的变速传动箱(18)相连，整个股绳制造设备呈U形布置，并进行同步运行。

11、根据权利要求7的制造工艺设备，其特征在于所述的股芯和股绳旋转辊模拉拔变形装置，由转盘(38)通过三根螺杆(39)连接三个圆盘(41)，用螺母(40)固定圆盘(38)和螺杆(39)，用螺母(45)分别将三个圆盘(41)固定在螺杆(39)上。每个圆盘(41)上各装有三个呈正三角形布置的滚轮形成三角孔型，这三个滚轮分另安装在三个支架(44)上，每个支架(44)带有各自的调整螺丝(42)及其螺母(43)，股芯旋转辊模变形装置(8)和第一股绳旋转辊模变形装置(8’)的三个滚轮(8-1)、(8-2)、(8-3)和(8’-1)、(8’-2)、(8’-3)的辊面均为平面，股绳旋转辊模变形装置(9)和(9’)的三个滚轮中的(9-1)、(9-2)和(9’-1)、(9’-2)的辊面为平面，滚轮(9-3)和(9’-3)的辊面呈凹圆弧形。

Images