CN115897271A - 一种用于起重机的钢丝绳及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种起重机钢丝绳及其制造方法，其中一种起重机钢丝绳包括包括中心股、内层股、外层股、填充股和防护层，采用高强度聚酯纤维绳作为绳芯和填充股的股芯，在中心股与填充股外层包裹一碳纤维层，采用纤维丝填充内层股与中心股之间的间隙，同时设置防护层，防止钢丝绳生锈，减少绳股间的摩擦，提高钢化绳的防磨、防腐蚀能力，同时减少内部油脂流失，增强钢丝绳强度，提升钢丝绳的使用寿命。同时一种起重机钢丝绳制造方法，采用多次浸油的方式，确保钢丝绳能够利用自身储备油脂长时间进行自我防护，通过该方法让钢丝绳结构更加结实紧密，阻旋转强度高，相应的抗拉强度高，提高了钢丝绳的力学性能和破断拉力，延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢丝绳及其制作方法，具体是指一种用于起重机的钢丝绳及其制造方法
背景技术
钢丝绳是一种具有强度高、弹性好、自重轻及挠性好的重要构件，钢丝绳的主要用途之一是用在起重机械的吊装上，起重机吊装所用的钢丝绳，对钢丝绳的抗拉能力、结构稳定性、破断拉力强度有严格的要求。钢丝绳本身是按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝绳股，在工作中，由于起重机钢丝绳需要承载极大的拉力，结构不稳定的钢丝绳在工作载荷中易发生断裂，绳股之间的长时间摩擦也会导致钢丝断裂，缩短钢丝绳的寿命。
因此，制造一种结构紧固，耐磨性高，有良好的的抗拉伸能力的起重机钢丝绳有重大意义。
发明内容
鉴于以上情况，本发明提出一种用于起重机的钢丝绳及其制造方法。
一种起重机钢丝绳，包括一中心股、5股内层股、10股外层股、15股填充股和防护层，其特征在于，所述中心股包括浸透油脂的一高强度聚酯纤维绳芯和呈线接触状均匀包捻在所述高强度聚酯纤维绳芯外侧的6根钢丝，所述中心股表层包裹一碳纤维层A；所述内层股、外层股均为瓦林吞-西鲁式的组合式结构的压实股；所述填充股包括1根浸透油脂的高强度聚酯纤维股芯和呈线接触状均匀包捻在所述股芯钢丝的6根细钢丝，所述填充股表层包裹一碳纤维层B；所述防护层包括一陶瓷纤维层和一塑胶保护层，所述陶瓷纤维层均匀包裹在所述钢丝绳外表面，所述塑胶保护层设于所述陶瓷纤维层上；其中，所述外层股呈线接触状螺旋包捻在所述内层股外侧，所述内层股呈线接触状螺旋包捻所述中心股外侧；5根所述填充股设置在相邻两个内层股的外间隙内，10根设置在相邻两个外层股的外间隙内。
优选的，所述防护层包括一陶瓷纤维层和一塑胶保护层，所述陶瓷纤维层均匀包裹在所述钢丝绳外表面，所述塑胶保护层设于所述陶瓷纤维层上。
优选的，所述内层股与外层股之间填充有纤维丝。
优选的，所述内层股分为三层，包括一股芯钢丝、5根内层钢丝、5根中层细钢丝、5根中层粗钢丝和10根外层钢丝；所述5根内层钢丝呈线接触状地包捻股芯钢丝，所述5根中层粗钢丝和5根中层细钢丝呈线接触状交错包捻内层钢丝，10根外层粗钢丝对称地包捻在最外侧。
优选的，所述外层股分为三层，包括一股芯钢丝、6根内层钢丝、6根中层细钢丝、6根中层粗钢丝和12根外层钢丝；所述6根内层钢丝呈线接触状地包捻股芯钢丝，所述6根中层粗钢丝和6根中层细钢丝呈线接触状交错包捻内层钢丝，12根外层粗钢丝对称地包捻在最外侧。
优选的，所述中心股的捻向与所述外层股的捻向相同，与所述内层股的捻向相反。
一种起重机钢丝绳的制造方法，适用于权利要求1-5所述的一种起重机钢丝绳，所述起重机钢丝绳的制作步骤包括：S0：选材：选取若干镀锌完成的钢丝、若干不同直径的高强度聚酯纤维绳；S1:拉丝：利用拉丝机对钢丝进行拉拔，得到所需要的不同直径的钢丝；S2：绳芯、股芯浸油：将作为绳芯、股芯的高强度聚酯纤维绳在60-65℃下真空干燥1-1.5h,然后在真空压力下浸油，浸油温度控制在60-65℃，浸油时间为2-2.5h，得到浸透、浸油均匀、含油量高的的绳芯或股芯；S3：中心股、填充股制备：在处理过的钢丝和高强度聚酯纤维绳中，选择相应的规格，在捻股机上通过分线盘按相应结构排列好，经过合拢口用压线钢模压紧，然后收在工字轮上，捻向为左交互捻，捻距为6.0-6.6倍，捻股完成后，将将碳纤维丝编织的具有一定厚度的碳纤维布包裹在中心股和填充股外层，通过热压的方式固定，使碳纤维布与钢丝形成紧密连接，形成碳纤维层，得到中心股和填充股；S4：内层股、外层股制备：在捻股机上通过分线盘按相应结构排列好处理过的钢丝，经过合拢口用压线钢模压紧，再经过锻打设备进行压实，之后经变形器有效的消除钢丝绳的应力，然后收在工字轮上，得到所需的内层股以及外层股；其中：内层股的捻向为右交互捻，外层股的捻向为左交互捻，捻距为9-9.2倍，压实率为8-12％；S5：合绳：将捻股好的一股中心股、5股内层股用分线器排好，经过预变形器变形，接着采用辊式压实机将内层股压实在中心股外侧，将5根所述填充股均匀的设置于两所述内层股之间的间隙处，随后在其外表面喷涂一层油脂，利用油脂黏性黏附一层纤维丝，然后采用压线模将10股外层股绞合到所述内层股外侧，并压实外层股与内层股之间的纤维丝，再将10根所述填充股均匀的设置于两所述内层股之间的间隙处，最后用压线模压紧钢丝绳并经过变形器消除应力，得到未套设防护层的钢丝绳；S6：钢丝绳表面涂油：采用浸涂法，将捻成后的钢丝绳压入熔化的油脂中进行涂油，油脂温度保持在55-60℃，浸涂时间为1.5-2h；S7：防护层制备：将涂油完成的钢丝绳进行预热处理，然后通过热压的方式包裹一层陶瓷纤维层，然后再利用注塑机在陶瓷纤维层上注塑一层塑胶保护层，得到所述一种起重机钢丝绳。
优选的，步骤S5合绳将各股的变形率控制在75％～85％，变形率偏差小于8％。
优选的，步骤S6所述塑胶保护层的厚度为0.5-2.5mm。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种起重机钢丝绳及其制造方法，其中一种起重机钢丝绳包括包括一中心股、5股内层股、10股外层股、15股填充股和防护层，所述中心股外采用填充式的方式填补股之间的间隙，提高钢丝绳的有效面积，让钢丝绳结构更加结实紧密；中心股与填充股外层均包裹一碳纤维层，能够减小中心股、填充股与接触绳股的摩擦，增强填充股和中心股的抗拉强度，使得填充股和中心股在拉伸时不容易发生断裂，进而提升钢丝绳强度。采用高强度聚酯纤维绳作为绳芯和股芯，采用纤维丝填充内层股与中心股之间的间隙，使得在钢丝绳进行拉伸作业时，绳芯、股芯和纤维丝里的油脂能够从内部向外部渗透，对钢丝绳钢丝进行防护，防止钢丝绳生锈以及减少钢丝绳之间的摩擦，同时设置防护层，提高钢化绳的耐热、防磨、防腐蚀能力，同时减少内部油脂流失，进一步提高钢丝绳防腐蚀防磨损的能力，提升钢丝绳的使用寿命。本发明还提供一种起重机钢丝绳制造方法，采用绳芯、股芯浸油、内层股表面涂油、钢丝绳表面涂油，确保绳股与绳芯、股芯、纤维芯能够浸透油脂，确保钢丝绳能够长时间进行自我防护，润滑，增强钢丝绳的耐腐蚀以及耐磨性；中心股、内层股、外层股的设置以及在相邻两个内层股和相邻两个外层股的外间隙设置填充股，让钢丝绳结构更加结实紧密，阻旋转强度高，相应的抗拉强度高，提高了钢丝绳的力学性能和破断拉力，提高了钢丝绳的使用寿命。
附图说明
图1为本发明所述的一种起重机钢丝绳的结构示意图；
图2为本发明所述的中心股的结构示意图；
图3为本发明所述的内层股结构示意图；
图4为本发明所述的外层股的结构示意图；
图5为本发明所述的填充股的结构示意图；
图6为本发明所述的一种起重机钢丝绳制造方法的结构流程图。
附图标识
1、中心股；11、高强度聚酯纤维绳芯；12、碳纤维层A；2、内层股；3、外层股；4、填充股；41、高强度聚酯纤维股芯；42、碳纤维层B；5、防护层；51、陶瓷纤维层；52、塑胶层；6、纤维丝。
具体实施方式
下面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作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。
参阅图1，一种起重机钢丝绳，包括一中心股1、5股内层股2、10股外层股3、15股填充股4和防护层5。
具体地，参阅图2，所述中心股1包括一高强度聚酯纤维绳芯11和呈线接触状均匀包捻在所述高强度聚酯纤维绳芯11外侧的6根钢丝，所述中心股1表层包裹一碳纤维层A12。
所述高强度聚酯纤维绳芯11不易变形，在钢丝绳使用过程中起支撑作用，中心股1外层包裹一碳纤维层A12，减小中心股1与内层股2之间的摩擦，使得绳芯与外侧细钢丝结合更加紧密，中心股1结构紧固，使得中心股1在高强度拉伸作业时不易产生断裂，提高中心股1抗拉、抗压的能力，增加钢丝绳的支承力和破断拉力。
参阅图3和图4，所述内层股2、外层股3均为瓦林吞-西鲁式的组合式结构的压实股，所述外层股3呈线接触状螺旋包捻在所述内层股2外侧，所述内层股2呈线接触状螺旋包捻所述中心股1外侧。
其中，所述内层股2分为三层，包括一股芯钢丝、5根内层钢丝、5根中层细钢丝、5根中层粗钢丝和10根外层钢丝；所述5根内层钢丝呈线接触状地包捻股芯钢丝，所述5根中层粗钢丝和5根中层细钢丝呈线接触状交错包捻内层钢丝，10根外层粗钢丝对称地包捻在最外侧。
所述外层股3分为三层，包括一股芯钢丝、6根内层钢丝、6根中层细钢丝、6根中层粗钢丝和12根外层钢丝；所述6根内层钢丝呈线接触状地包捻股芯钢丝，所述6根中层粗钢丝和6根中层细钢丝呈线接触状交错包捻内层钢丝，12根外层粗钢丝对称地包捻在最外侧。
所述中心股1的捻向与所述外层股3的捻向相同，与所述内层股2的捻向相反，减少各股之间的接触应力，同时具备较优异的阻旋转性能，可以有效防止钢丝绳出现松散的情况。
参阅图5，所述15根填充股4中5根设置在相邻两个内层股2的外间隙内，10根设置在相邻两个外层股3的外间隙内，利用填充的方式，用填充股填满内层股2与外层股3外侧绳股之间的间隙，加大钢丝绳的密实度，从而使整体结构更加结实紧固、抗压，减少了外层股之间发生偏转的现象，保证钢丝绳在使用中有足够的支承，增强了钢丝绳的耐挤压性能。
所述填充股4包括1根高强度聚酯纤维股芯41和呈线接触状均匀包捻在所述股芯钢丝的6根细钢丝，所述填充股4表层包裹一碳纤维层B42，所述填充股4的碳纤维层B42可以减小填充股4与内层股2、外层股3之间的摩擦，增强填充股4的抗拉强度，使得填充股4在拉伸时不容易发生断裂。
其中，所述高强度聚酯纤维绳芯11与高强度聚酯纤维股芯41浸透油脂，所述油脂能够透过碳纤维层浸出所在绳股外表面。所述高强度聚酯纤维绳芯11、高强度聚酯纤维股芯41不易变形，而且具有吸油、储油的特性，能提高良好的支撑作用。使用高强度纤维绳作为绳芯和股芯，利用其吸油、储油的特性，当钢丝绳作业时，钢丝绳的弯曲或者拉伸会使得绳芯和股芯里的油被挤压出来，流出并浸入所在绳股的钢丝，并通过碳纤维层流出，浸入到外层股和内层股的钢丝层，对整体钢丝绳进行润滑，减小绳股之间的摩擦，防止各绳股生锈，钢丝绳使用寿命延长。
所述内层股2与外层股3之间填充有纤维丝6，所述纤维丝6可以减小内层股2与外层股3之间的摩擦，同时利用纤维丝6吸油、储油，可以为钢丝绳各绳股日常润滑提供油脂。
所述防护层5包括一陶瓷纤维层51和一塑胶保护层52，所述陶瓷纤维层51均匀包裹在所述钢丝绳外表面，所述塑胶保护层52设于所述陶瓷纤维层51上。
通过陶瓷纤维层51能够耐高温、隔热，增强钢丝绳的抗酸碱腐蚀性，同时利用塑胶保护层52能够对钢丝绳股进行限位和密封，减小钢丝绳股与外界空气接触，减少钢丝绳内油脂流失，使得钢丝绳不易发生腐蚀情况，同时还可以减少钢丝绳与滑轮、卷筒之间的磨损，有效提高钢丝绳的使用寿命。
本发明提供的一种起重机钢丝绳，中心股1、内层股2、外层股3和填充股4的设置，让钢丝绳结构更加结实紧密，阻旋转强度高，相应的抗拉强度高，提高了钢丝绳的力学性能和破断拉力。中心股1与填充股4外层均包裹一碳纤维层，能够减小中心股1、填充股4与接触绳股的摩擦，增强填充股4和中心股1的抗拉强度，使得填充股4和中心股1在拉伸时不容易发生断裂，进而提升钢丝绳强度。采用高强度聚酯纤维绳作为绳芯和股芯，采用纤维丝6填充内层股2与中心股1之间的间隙，利用其吸油、储油的特性，使得在钢丝绳进行拉伸作业时，绳芯、股芯和纤维丝里的油脂能够从内部向外部渗透，对钢丝绳钢丝进行防护，防止钢丝绳生锈以及减少钢丝绳之间的摩擦，同时设置陶瓷纤维层51和塑胶保护层52，提高钢化绳的耐热、防磨、防腐蚀能力，同时减少内部油脂流失，进一步提高钢丝绳防腐蚀防磨损的能力，提升钢丝绳的使用寿命。
参阅图6，本发明提高的一种起重机钢丝绳的制造方法，其用于制造所述一种起重机钢丝绳，制备方法的步骤包括：
S0：选材：选取若干镀锌完成的钢丝、若干不同直径的高强度聚酯纤维绳；
S1：拉丝：利用拉丝机对钢丝进行拉拔，得到所需要的不同直径的钢丝；
S2：绳芯、股芯浸油：将作为绳芯、股芯的高强度聚酯纤维绳在60-65℃下真空干燥1-1.5h,然后在真空压力下浸油，浸油温度控制在60-65℃，浸油时间为2-2.5h，得到浸透、浸油均匀、含油量高的的绳芯或股芯；
S3：中心股1、填充股4制备：在处理过的钢丝和高强度聚酯纤维绳中，选择相应的规格，在捻股机上通过分线盘按相应结构排列好，经过合拢口用压线钢模压紧，然后收在工字轮上，捻向为左交互捻，捻距为6.0-6.6倍；捻股完成后，将将碳纤维丝编织的具有一定厚度的碳纤维布包裹在中心股1和填充股4外层，通过热压的方式固定，使碳纤维布与钢丝形成紧密连接，形成碳纤维层，得到中心股1和填充股4；
S4：内层股2、外层股3制备：在捻股机上通过分线盘按相应结构排列好处理过的钢丝，经过合拢口用压线钢模压紧，再经过锻打设备进行压实，之后经变形器有效的消除钢丝绳的应力，然后收在工字轮上，得到所需的内层股2以及外层股3；其中：内层股2的捻向为右交互捻，外层股3的捻向为左交互捻，捻距为9-9.2倍，压实率为8-12％；
S5：合绳：将捻股好的一股中心股1、5股内层股2用分线器排好，经过预变形器变形，接着采用辊式压实机将内层股2压实在中心股外侧，将5根所述填充股4均匀的设置于两所述内层股2之间的间隙处，随后在其外表面喷涂一层油脂，利用油脂黏性黏附一层纤维丝，然后采用压线模将10股外层股3绞合到所述内层股2外侧，并压实外层股3与内层股2之间的纤维丝6，再将10根所述填充股4均匀的设置于两所述内层股2之间的间隙处，最后用压线模压紧钢丝绳并经过变形器消除应力，得到未套设防护层的钢丝绳；
S6：钢丝绳表面涂油：采用浸涂法，将捻成后的钢丝绳压入熔化的油脂中进行涂油，油脂温度保持在55-60℃，浸涂时间为1.5-2h；
S7：防护层制备：将涂油完成的钢丝绳进行预热处理，然后通过热压的方式包裹一层陶瓷纤维层51，然后再利用注塑机在陶瓷纤维层上注塑一层塑胶保护层52，得到所述一种起重机钢丝绳。
优选的，步骤S5合绳将各股的变形率控制在75％～85％，变形率偏差小于8％，步骤S6所述塑胶保护层52的厚度为0.5-2.5mm。
本发明提供的一种起重机钢丝绳制造方法，采用绳芯、股芯浸油、内层股2表面涂油、钢丝绳表面涂油，确保压实股能够吸取足够量的油脂润滑，同时确保绳芯、股芯、纤维芯能够浸透油脂，确保钢丝绳能够长时间进行自我防护，润滑；设置填充股4在相邻两个内层股2和相邻两个外层股3的外间隙，让钢丝绳结构更加结实紧密，阻旋转强度高，相应的抗拉强度高，提高了钢丝绳的力学性能和破断拉力；在中心股1与填充股4包裹一纤维层6，增强中心股1与填充股4的抗拉强度，使得中心股1与填充股4在拉伸时不容易发生断裂，同时设置防护层5，增强钢丝绳的耐腐蚀以及耐磨性，提高了钢丝绳的使用寿命。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种起重机钢丝绳，包括一中心股、5股内层股、10股外层股、15股填充股和防护层，其特征在于，所述中心股包括浸透油脂的一高强度聚酯纤维绳芯和呈线接触状均匀包捻在所述高强度聚酯纤维绳芯外侧的6根钢丝，所述中心股表层包裹一碳纤维层A；
所述内层股、外层股均为瓦林吞-西鲁式的组合式结构的压实股；
所述填充股包括1根浸透油脂的高强度聚酯纤维股芯和呈线接触状均匀包捻在所述股芯钢丝的6根细钢丝，所述填充股表层包裹一碳纤维层B；
所述防护层包括一陶瓷纤维层和一塑胶保护层，所述陶瓷纤维层均匀包裹在所述钢丝绳外表面，所述塑胶保护层设于所述陶瓷纤维层上；其中，
所述外层股呈线接触状螺旋包捻在所述内层股外侧，所述内层股呈线接触状螺旋包捻所述中心股外侧；
5根所述填充股设置在相邻两个内层股的外间隙内，10根设置在相邻两个外层股的外间隙内。
2.根据权利要求1所述的一种起重机钢丝绳，其特征在于，所述内层股与外层股之间填充有纤维丝。
3.根据权利要求1所述的一种起重机钢丝绳，其特征在于，所述内层股分为三层，包括一股芯钢丝、5根内层钢丝、5根中层细钢丝、5根中层粗钢丝和10根外层钢丝；所述5根内层钢丝呈线接触状地包捻股芯钢丝，所述5根中层粗钢丝和5根中层细钢丝呈线接触状交错包捻内层钢丝，10根外层粗钢丝对称地包捻在最外侧。
4.根据权利要求1所述的一种起重机钢丝绳，其特征在于，所述外层股分为三层，包括一股芯钢丝、6根内层钢丝、6根中层细钢丝、6根中层粗钢丝和12根外层钢丝；所述6根内层钢丝呈线接触状地包捻股芯钢丝，所述6根中层粗钢丝和6根中层细钢丝呈线接触状交错包捻内层钢丝，12根外层粗钢丝对称地包捻在最外侧。
5.根据权利要求1所述的一种起重机钢丝绳，其特征在于，所述中心股的捻向与所述外层股的捻向相同，与所述内层股的捻向相反。
6.一种起重机钢丝绳的制造方法，适用于权利要求1-5所述的一种起重机钢丝绳，其特征在于：所述起重机钢丝绳的制作步骤包括：
S0：选材：选取若干镀锌完成的钢丝、若干不同直径的高强度聚酯纤维绳；
S1:拉丝：利用拉丝机对钢丝进行拉拔，得到所需要的不同直径的钢丝；
S2：绳芯、股芯浸油：将作为绳芯、股芯的高强度聚酯纤维绳在60-65℃下真空干燥1-1.5h,然后在真空压力下浸油，浸油温度控制在60-65℃，浸油时间为2-2.5h，得到浸透、浸油均匀、含油量高的的绳芯或股芯；
S3：中心股、填充股制备：在处理过的钢丝和高强度聚酯纤维绳中，选择相应的规格，在捻股机上通过分线盘按相应结构排列好，经过合拢口用压线钢模压紧，然后收在工字轮上，捻向为左交互捻，捻距为6.0-6.6倍；捻股完成后，将将碳纤维丝编织的具有一定厚度的碳纤维布包裹在中心股和填充股外层，通过热压的方式固定，使碳纤维布与钢丝形成紧密连接，形成碳纤维层，得到中心股和填充股；
S4：内层股、外层股制备：在捻股机上通过分线盘按相应结构排列好处理过的钢丝，经过合拢口用压线钢模压紧，再经过锻打设备进行压实，之后经变形器有效的消除钢丝绳的应力，然后收在工字轮上，得到所需的内层股以及外层股；其中：内层股的捻向为右交互捻，外层股的捻向为左交互捻，捻距为9-9.2倍，压实率为8-12％；
S5：合绳：将捻股好的一股中心股、5股内层股用分线器排好，经过预变形器变形，接着采用辊式压实机将内层股压实在中心股外侧，将5根所述填充股均匀的设置于两所述内层股之间的间隙处，随后在其外表面喷涂一层油脂，利用油脂黏性黏附一层纤维丝，然后采用压线模将10股外层股绞合到所述内层股外侧，并压实外层股与内层股之间的纤维丝，再将10根所述填充股均匀的设置于两所述内层股之间的间隙处，最后用压线模压紧钢丝绳并经过变形器消除应力，得到未套设防护层的钢丝绳；
S6：钢丝绳表面涂油：采用浸涂法，将捻成后的钢丝绳压入熔化的油脂中进行涂油，油脂温度保持在55-60℃，浸涂时间为1.5-2h；
S7：防护层制备：将涂油完成的钢丝绳进行预热处理，然后通过热压的方式包裹一层陶瓷纤维层，然后再利用注塑机在陶瓷纤维层上注塑一层塑胶保护层，得到所述一种起重机钢丝绳。
7.根据权利要求6所述的一种起重机钢丝绳的制造方法，其特征在于，步骤S5合绳将各股的变形率控制在75％～85％，变形率偏差小于8％。
8.根据权利要求6所述的一种起重机钢丝绳的制造方法，其特征在于，步骤S6所述塑胶保护层的厚度为0.5-2.5mm。
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