间歇式钢丝绳预张拉技术

阐述钢丝绳的结构伸长机理 ,对连续式预张拉和间歇式预张拉的优缺点进行对比 ,介绍了国产间歇式钢丝绳预张拉设备的性能特点 ,提出了需要进行预张拉的钢丝绳的生产控制要求 ,对钢丝绳结构伸长进行了实际测试 ,结果表明对 6× 1 9+FC - 37- 1 670MPa级钢丝绳实施 441kN预张拉 ,钢丝绳伸长率为 0 .858% ,预张拉后可消除结构伸长 ,能满足实际使用     

提高航天用钢丝绳张力稳定性的方法研究

普通钢丝绳经过预张拉后结构伸长率为0.1%～0.7%,无法确保航天用钢丝绳结构伸长率小于0.01%的要求。针对初始张力大小、钢丝绳是否经过预张拉、高低温循环次数、温度高低、钢丝绳安装基座特性等影响张力稳定性的可能因素,设计7个试验工况进行测试。试验表明:采用预张拉与高低温循环相结合的方法,可以使钢丝绳结构伸长率从0.0421%下降到0.0059%,张力变化率从20%下降到2.9%,大幅度提高了钢丝绳的张力稳定性,可满足航天用钢丝绳产品的需求。     

对钢丝绳结构伸长及预张拉的认识

军用钢丝绳是重要用途钢丝绳中的极品,对钢丝绳性能有更高的要求,包括钢丝绳的结构伸长。结构伸长是钢丝绳的固有属性,受钢丝绳自身结构和捻制应力分布的影响。提出钢丝绳预张拉只能部分减少而不能最终全部消除钢丝绳结构伸长的观点,钢丝绳的结构伸长率一般在0.7%～1.0%,经过预张拉后结构伸长仍有0.1%～0.7%。钢丝绳预张拉尚待充分开发消除钢丝绳捻制残余应力、克服捻制不均、提高钢丝绳使用性能和疲劳寿命的功能。国内企业设计的钢丝绳索具拉脱试验机兼有整绳破断拉力试验功能及钢丝绳分段预张拉功能,是对设备有效功能最大限度的挖掘和利用。     

悬索桥吊索钢丝绳结构稳定化工艺研究

钢丝绳残余结构伸长率一般控制在0.2%～0.3%,悬索桥吊索要求残余结构伸长率不大于0.015%。采用预张拉处理对钢丝绳进行结构稳定化。试验采用结构8×41SW+IWR,直径60 mm钢丝绳,张拉力确定为钢丝绳最小破断拉力的55%,持荷时间为1 h。在钢丝绳承受恒定载荷条件下,采用Leica DISTOTE激光测距仪(仪器精度±5/100 000)进行长度测量,并考虑温度影响,钢丝绳经过3次预张拉,其残余结构伸长率为0.011%。对应用于对西堠门大桥的8×41SW+IWR—60,8×41SW+IWR—80,8×55SW+IWR—88规格的吊索钢丝绳张拉情况进行统计,钢丝绳在进行第3次张拉后,残余结构伸长率均不大于0.015%,完全满足JT/T449—2001《公路悬索桥吊索》要求。     

国内外钢丝绳企业的预张拉设备及应用

介绍国外著名钢丝绳企业的预张拉设备及国内外相关企业或标准对预张拉使用的规定。钢丝绳预张拉有在线和离线2种方式。在线预张拉时,钢丝绳张拉与合绳同时进行,适用于小规格钢丝绳,使用规格范围小,张拉效果不均匀;离线预张拉可以根据工艺要求进行反复张拉,但占地面积大,生产效率低。国内现有的钢丝绳预张拉设备及其使用状况表明,国产设备已可以达到预张拉工艺要求。国内离线预张拉生产线存在的问题:预张拉机组大都为U型布置,一次可张拉的长度不足300 m。     

小规格钢丝绳预张拉和稳定化处理工艺研究

对小规格钢丝绳进行0.4%、0.9%、1.4%和1.9%不同比例结构伸长的预张拉,并对其结果从钢丝绳外观质量和实物性能方面进行比较,选择最佳的伸长比例1.4%对小规格钢丝绳预张拉,设计微细钢丝绳在线预张拉和稳定化处理,通过设计不同温度和不同保温时间的正交试验,优化工艺参数,得到最佳工艺参数为稳定化温度250℃,稳定化时间1.19 s。选择最佳的工艺参数进行验证,经过预张拉和稳定化处理的小规格钢丝绳,结构伸长大幅下降,破断拉力小幅上升,产品质量通条稳定,产品性能达到客户要求。     

钢丝绳预张拉的有效应用

对8×9S+NF—16结构钢丝绳进行预张拉处理,对预张拉设备的力矩电机转速、动平衡、测长仪以及汽缸等进行自动控制。设备牵引轮直径1m,左右各有12道槽口,尾部大滑轮直径1.5m。样品钢丝绳实测直径16.38mm,经过加载40%抗拉强度的张拉力时,绳子实测直径缩减为16.04mm,和未经预张拉处理的样品钢丝绳相比,平整度更高,表面更光滑,钢丝绳更紧密。对35W×7—14结构多层股钢丝绳进行预松散型试制,在控制捻距的同时,降低对预变形的下压量,钢丝绳切口呈自然松散状态,达到预期效果。随后对试制钢丝绳施加60%抗拉强度的张拉力进行预张拉,不仅可消除结构伸长,接触应力也得到有效控制,寿命比原来的不松散钢丝绳延长1～2倍。     

悬索桥用钢丝绳吊索制作工艺

介绍悬索桥用钢丝绳吊索的特点及要求。对吊索钢丝绳结构稳定性、结构伸长的处理、制作过程(定尺、下料、热浇铸)长度精确控制工艺进行设计,并将成品钢丝绳吊索应用于生产实践进行检测验证。按提高结构稳定性设计方案制作的吊索钢丝绳的扭矩系数仅为0.003 669 7;钢丝绳预张拉采用直拉方式进行,每段预张拉不低于3次,预张拉力为吊索钢丝绳最小破断拉力的55%,持荷时间60 min。按此方案,钢丝绳仅需进行3次预张拉,后2次的非弹性变形量之差已不大于预张拉长度的0.015%,成品吊索交货长度为恒载状态设计长度,吊索两端耳板销孔间长度误差为±2 mm,达到标准要求。     

新型间歇式预张拉机钢丝绳抱紧装置设计

针对原有间歇式预张拉机钢丝绳两端抱紧装置压紧力小、人工操作劳动强度大、生产效率低等问题,设计新型间歇式预张拉机钢丝绳抱紧装置。采用电气配合液压传动方式,使抱紧装置压紧臂的各种动作实现自动化;根据钢丝绳规格结构、直径大小及所需的预张拉力,利用杠杆原理计算出最大抱紧力,从而确定抱紧装置的整体结构。实践结果表明:新型间歇式预张拉机钢丝绳抱紧装置结构紧凑简单,操作方便,生产效率高;压紧臂往复动作平稳,消除了人工操作由于压紧臂较大的冲击力对钢丝绳造成的损伤;减少故障停机率,维修成本大幅度降低。     

OTIS电梯用钢丝绳的生产工艺研究

介绍OTIS电梯用钢丝绳的生产过程、工艺设计、生产过程控制和技术参数制订,以8×19S结构钢丝绳为例,结合国内电梯钢丝绳标准GB 8903—1988,并参照OTIS电梯用钢丝绳的特殊性能,对相应的配丝尺寸进行改动,采用预变形、后变形、股绳淋油、合绳过程张力控制、在线预张拉等工艺措施,使整绳破断拉力提高19%,60万次疲劳实验后伸长率小于0.31%,各项性能指标满足要求。     

起重机用钢丝绳的选择

探讨进行钢丝绳合理选型的程序,从钢丝绳强度、抗扭转、抗疲劳、抗磨损、抗冲击、抗腐蚀、钢丝绳伸长等7个方面说明钢丝绳在生产和使用时应注意的问题,包括钢丝绳的结构、生产工艺、卷取方式等。对钢丝绳订货时需要提供的使用条件和要求进行说明。     

细小规格钢丝绳结构伸长研究

残余拉拔应力和捻制应力是钢丝绳在生产捻制过程产生结构伸长的主要原因。制绳钢丝的残余拉拔应力主要有残余拉应力、残余弯曲应力和残余扭转应力。钢丝绳股绳捻制过程中的捻制应力主要有扭转应力、弯曲应力和拉伸应力。以7×3—0.90结构细小钢丝绳为研究对象,将制绳钢丝的直径公差控制在±0.005 mm,中心股的3根钢丝适当加粗为0.16 mm,各股的股间间隙保证在0.01 mm,中心股丝径加粗,破断拉力上升,结构伸长下降。钢丝绳的股捻距一定,随着成品绳捻距的增大,钢丝绳破断拉力上升,结构伸长率下降。当钢丝绳成品捻距一定时,随着股捻距的增大,钢丝绳破断拉力上升,结构伸长率下降。     

钢丝绳吊索结构实际弹性模量测试和长度精度控制

钢丝绳吊索是悬索桥应用较多的一种吊索结构形式。计算钢丝绳吊索弹性模量需要采用国际标准规定的钢丝绳索体金属横截面积的计算方法;减少钢丝绳吊索长度偏差的适用方法是荷载测量长度下料和荷载长度复测调整长度;实用工程控制钢丝绳吊索长度精度需要通过预张拉消除钢丝绳结构伸长,设计施工应规定统一的方法测量和计算弹性模量。欧美和日本钢丝绳吊索主要使用专用钢丝绳,表观弹性模量比较大,并以钢丝累计面积来计算宏观弹性模量,实际结果分别为约135 GPa和大于140 GPa,国内吊索规范对钢丝绳吊索弹性模量提出了要求和测量方法,规定弹性模量大于110 GPa。     

旋转挖泥钻用钢丝绳的研制

以Φ32 mm旋转挖泥钻用钢丝绳为例,介绍旋转挖泥钻用钢丝绳的研制过程、钢丝绳性能要求和工艺参数,对钢丝绳外层股、内层绳及各股变形前后的绳径、股径及所使用钢丝的直径进行计算。所研制的钢丝绳实测直径为32.7 mm,实测整绳破断拉力为910 kN,钢丝破断拉力总和为1 114.4 kN,弹性模量为1.36×105MPa,结构伸长为0.132%。     

预张拉电梯钢绳伸长特性探讨

介绍预张拉电梯钢绳的特殊性能要求，评价现行国标的适用性。根据电梯钢绳拉伸弹性模量（Ｅ值）的测定结果，分析预张拉处理前后钢绳伸长性能的变化，评价ＩＳＯ标准试验Ｅ值的实际含意，提出生产预张拉电梯钢绳应控制的关键工艺环节和可行的新途径。     

钢芯钢丝绳的捻制与使用

分析6×37+IWR—17.5钢芯钢丝绳出现质量异议的原因,介绍国内钢芯钢丝绳推广应用过程中出现的问题。阐述独立绳芯结构的多样性:简单结构绳芯、复合结构绳芯、纤维包覆钢制芯、压实股与普通绳股结合绳芯。列举钢芯钢丝绳的结构特点:金属密度系数提高约17%,钢丝绳破断拉力提高,直径均匀性好,提高钢丝绳抵抗径向压力的能力,承受较大的横向压缩载荷,钢丝绳结构伸长减少,结构稳定性好,平均使用寿命提高1.2～1.3倍。介绍在提高钢芯钢丝绳使用性能方面的探索。对提高钢丝绳实物质量提出建议:重视钢芯的设计,提高钢芯的捻制质量,钢芯钢丝绳捻制过程必须自动翻身,改变钢丝绳股间处置状态。