关于粗直径钢丝绳破断拉力特性的探讨

BS 302/P7—1989、ISO 8369—1986、EN 12385-4:2002中粗直径钢丝绳最小破断拉力计算公式在形式上具有高度的相似性。GB/T 20067—2006给出公式显示钢丝绳最小破断拉力与直径的平方比为常数,与钢丝绳强度级别成正比,而从BRIDON、KISWIRE、Usha martin给出数值看,结果并非如此。GB/T 20067—2006的1 960 MPa级6股钢芯钢丝绳最小破断拉力与所述外企给出EIPS级以上钢丝绳相应数值相比,并不呈现恒大或恒小的规律。GB/T 20067—2006给出钢丝绳最小破断拉力数值的可靠性需进一步验证。对粗直径钢丝绳,钢丝尺寸的增大、钢丝直径差异的增大、钢丝强度的升高等因素变化后对钢丝综合性能产生的影响会涉及钢丝绳破断拉力。     

Redaelli之6×36类海工钢丝绳破断拉力特性研究

Redaelli代号Red1之6×36类独立钢芯海工钢丝绳,直径40~140 mm,共65个规格,用抗拉强度给钢丝绳赋级。研究表明:借用普通直径钢丝绳破断拉力计算公式,该钢丝绳破断拉力系数随绳径增大而明显降低,钢丝绳破断拉力不与绳径平方成正比;钢丝绳破断拉力与绳径间存在可拟合的数学关系式,破断拉力可拟合成绳径的二次函数或三次函数,且采用三次函数形式时由拟合关系式求得破断拉力与给出值对比误差更小;视钢丝绳破断拉力等于系数与绳径平方之积且拟合关系式选择三次函数形式,破断拉力系数随绳径增大而减小,二者间存在十分显著的线性关系,与BS 302/P7—1989、ISO 8369—1986及EN 12385-4:2002等给出钢丝绳破断拉力计算公式之反映一致。     

Dyform 28 HML钢丝绳特点分析

Dyform 28 HML钢丝绳外层16根压实股、内层3根压实股、次外层6根小直径压实股与3根相对较大直径压实股,2次合绳,对外层绳压实。研究发现其特点:(1)抗旋转性能优异;(2)破断拉力高、结构稳定性好,与匹配滑轮(卷筒)接触面积大;(3)内外层绳反向捻制导致对外层绳压实量不大,破断拉力与35(W)×K7类钢丝绳相当;(4)抗冲击性能与27×K7类钢丝绳相似;(5)密实结构外层股数为内层股数的3倍,且外层同层股直径不同,相对内层股数相同的瓦林吞密实钢丝绳组绳股直径均匀;(6)内层绳股股结构不同可提高内层绳股疲劳性能并适度改善钢丝绳的柔软性。     

Flexpack18与Flexpack21粗直径多层股钢丝绳破断拉力特性研究

研究有强度级别的多层压实股Flexpack18、Flexpack21钢丝绳的属性与特性,前者属35(W)×K7类结构,后者属非标结构,直径范围依次为42.00~107.95 mm、109.00~174.63 mm,级别为1 770 MPa、1 960 MPa。研究钢丝绳破断拉力与直径平方比随直径变化、破断拉力系数随直径变化,认为非粗直径多股钢丝绳破断拉力通用计算公式不适合Flexpack18、Flexpack21钢丝绳,其看似有级而实则无级。钢丝绳破断拉力与直径间存在隐含的、可用数理统计方法获得具有实际意义的拟合关系式。对钢丝绳赋级可能基于为用户选择不同破断拉力水平钢丝绳提供指南。视钢丝绳破断拉力等于系数与直径平方之积且破断拉力与直径间关系式选择三次函数形式,该系数随直径增大而减小,二者间存在线性关系。Flexpack18、Flexpack21钢丝绳破断拉力系数与直径间线性关系的存在与BS302/P7—1989、ISO 8369—1986及EN 12385-4:2002粗直径单层多股钢丝绳破断拉力计算公式之反映一致。     

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。     

1×19-7×7-6.60 mm高性能输送带用钢丝绳研制

根据客户技术要求研制了1×19-7×7-6.60 mm输送带用钢丝绳，钢丝绳捻距倍数为8,外层股捻距倍数为15,钢丝绳开放系数为1.55,再根据股绳结构特点计算确定股径和钢丝直径，合绳时外层股变形率控制为80%～90%。通过精准设计和严格工艺控制，生产的成品钢丝绳实测破断拉力达到45.6 kN,2%～22%最小破断拉力下的实测伸长率为0.37%,橡胶黏合试验检测结果显示：钢丝绳橡胶渗透性符合要求，黏合强度比要求高70%,附胶率达到90%。1×19-7×7与6×19-WSC结构钢丝绳相比，具有橡胶渗透性优良、附胶率好、破断拉力高和伸长率小等优点，适合高品质输送带的使用。     

建筑卷扬机用钢丝绳选型探讨

建筑卷扬机用钢丝绳主要为点接触钢丝绳,存在钢丝绳承受负荷时钢丝之间的接触应力大,钢丝间的磨损严重,钢丝绳破断拉力系数低等问题。从钢丝绳直径、结构、执行标准等方面阐述建筑卷扬机用钢丝绳的选型特点,钢丝绳直径大小主要取决于其最小破断拉力系数和抗拉强度,钢丝绳结构选择直接影响钢丝绳直径的选择。建筑卷扬机用钢丝绳选型应符合的特征:绳芯为钢芯;线接触结构;优先选用重要用途钢丝绳;钢丝绳直径选择合理。     

YB/T 4398—2014相关问题的商榷与探讨

基于GB/T 8706—2006/ISO 17893:2004,就YB/T 4398—2014填充钢丝(股)被视为单独层、相同结构类别钢丝绳股出现属性不一致、K6×19-7FC类钢丝绳股归属"19丝类股"与"FC"前置系数"7"、组绳外层股结构类别和股数相同单层股独立钢芯钢丝绳与平行捻密实钢丝绳列为同类钢丝绳、NK15×K7-IWRC类钢丝绳在"IWRC"前置符号"-"与外层股数大于结构类别显示绳股数、一些不同组别(类别)钢丝绳出现共用相同重量系数与最小破断拉力系数的合理性进行探讨,分析认为对多工序交叉捻股钢丝绳不宜进行压实。建议在继续积累相关数据基础上,进一步完善标准,使其更加合理。     

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。     

9×19S+PWRC电梯用钢丝绳的研发及使用

阐述电梯用钢丝绳的发展概况,8×19S+FC作为电梯用钢丝绳的主要结构,适用于楼层较低和速度较慢的电梯;9×19类平行捻结构的钢芯钢丝绳柔软性好,金属填充率高,破断拉力高,结构伸长率低,抗疲劳性能好,适用于高层建筑中的高速电梯用钢丝绳。介绍捻距倍数为7的1570 MPa级9×19S+PWRC—10结构规格钢丝绳的主要技术参数及配丝计算过程,钢丝绳最小破断拉力66.0 kN,结构伸长率不大于1.5%,右交互捻,捻距67.9～72.1 mm;股捻距倍数:外层股为8.5,内层股为8.5,中心股为7。针对该结构钢丝绳结构特点,提出制造、安装和使用维护的注意事项。     

电气化高速铁路用钢丝绳的研发与生产

介绍电气化高速铁路用钢丝绳的发展概况和技术要求。研制8×29F-PWRC平行捻密实钢丝绳,PWRC结构为(8×7-1×19W)。原料采用高碳钢盘条和304不锈钢盘条,外层股、内层股、中心股直径分别为2.63,1.43,2.42 mm,给出钢丝绳中各钢丝的直径和生产工艺。所研制的直径9.50 mm钢丝绳,抗拉强度1 960MPa,最小破断拉力达到82.5 kN,与国际通用的12×7-12×3-12×3-1×19W结构电气化高速铁路用钢丝绳进行对比,展示出所研制钢丝绳结构和性能等方面的优势。     

健身器械用高性能钢丝绳的研发与生产

为解决国内试制的6×19-PP涂塑钢丝绳作为健身器械使用时寿命偏低和疲劳起皮的问题,研发生产6×19-SPC钢塑复合绳芯钢丝绳。新研制的钢丝绳在合成纤维外捻制12根镀锌钢丝构成钢塑复合绳芯,以代替原有的纯钢芯或纯塑芯,打破了原有绳芯材质理念。以KSC72A线材为原料,选择绳芯股涂油、外层股不涂油的方式及特殊在线预张拉,所研制的钢丝绳公称直径3.18 mm,直径公差(0.0～+0.5)mm,公称抗拉强度2 060MPa,最小破断拉力8 kN,其整绳破断拉力、疲劳后破断拉力、疲劳寿命满足高档健身器械用高性能钢丝绳要求,可替代进口。     

16W×19-PWRC—40平行捻钢丝绳研制

平行捻钢丝绳结构紧密,金属密度系数大,结构伸长小,在同规格、同强度条件下,使用寿命比一般金属绳芯线接触钢丝绳高20%～40%,比点接触金属绳芯钢丝绳高1～2倍,破断拉力比一般金属绳芯钢丝绳高12%以上。平行捻钢丝绳结构设计难度大,股与股之间必须设定合理的间隙。利用瓦林吞式圆股配丝原理对1 960 MPa级16W×19-PWRC—40钢丝绳进行研制,通过结构设计、技术参数的确定,运用先进生产工艺,选用优质原材料,成品钢丝绳实测直径41.32 mm,整绳破断拉力为1 438.9 kN,拆股试验表明,合绳后钢丝技术性能指标达到GB8918—2006要求。     

大型海洋起重船深水锚泊用钢丝绳的生产

对8×49SWS+6×36WS+FC—76钢丝绳进行试制,钢丝绳、绳股和金属绳芯的捻距倍数分别取6.2,8.0和6.2,计算出不同层时的钢丝直径,得出钢丝绳中钢丝总面积为2 832 mm2,根据钢丝绳最小破断拉力3 724 kN,换算成钢丝破断拉力总和4 920 kN,可以确定钢丝绳公称强度为1 770 MPa。对钢丝绳进行锚具浇铸,钢丝绳实际直径为76.8 mm,钢丝绳实测最小破断拉力达到3 880 kN,满足用户使用要求。     

对压实单层股抗旋转钢丝绳相关问题的再认识

简述压实单层股抗旋转钢丝绳演变过程;介绍其结构品种,给出单层钢丝股、纤维芯多工序交叉捻股、纤维芯复合捻股、纤维芯平行捻股、纤维芯组合平行捻股、全钢丝平行捻股、全钢丝组合平行捻股、压实组合平行捻股等压实单层股抗旋转钢丝绳的结构示意图;叙述其在国内生产、使用情况及与国外在结构品种上的差距;研究其用于频繁冲击载荷时股间断丝、表面断丝、次外层断丝以及断股、断绳几率相对较高的主要原因;提出产品质量改进与应用推广建议。     

特殊结构扁钢丝绳的研制

P6×4×12结构扁钢丝绳结构独特,在GB/T 8918—1996《钢丝绳》中没有相应的规定和参照。通过研究,确定出工艺参数:子绳为3+9结构,钢丝直径2.1 mm;纬绳为1+6结构,钢丝直径1.6 mm,并给出子绳和纬绳的捻距。编织的P6×4×12-124 mm×28 mm扁钢丝绳线质量为10.375 kg/m,破断拉力总和为1 366.6 kN,与用户要求的线质量10.3(1±3%)kg/m、破断拉力总和大于1 365.9 kN相符合,满足了用户要求。     

汽车起重机伸缩臂用钢丝绳的设计和制造

汽车起重机普遍采用伸缩油缸加绳排的伸缩结构,伸缩结构的最末一、二节采用钢丝绳,要求该钢丝绳破断拉力高、结构伸长小,一般应经过预张拉处理。以8×K26WS-PWRC(K)—20为例,介绍汽车起重机伸缩臂用平行捻压实股钢丝绳的要求及设计和制造过程。设计钢丝绳公称抗拉强度2 160 MPa,钢丝绳捻距倍数为6.8倍,股捻距倍数为8.5倍,股的压缩率为12%～15%,钢丝绳整绳破断拉力为421 kN;盘条选择80或82A钢,S、P质量分数均应不大于0.020%;采用模拉的方法生产股绳;预变形器股的变形量一般控制在钢丝绳公称直径的0.80～0.85倍;捻股时采用喷淋的方式添加润滑油脂。根据设计和生产控制要求制造的成品钢丝绳实测破断拉力达428 kN。     

金刚石串珠绳的研发与生产

介绍金刚石串珠绳锯的结构以及加工原理。以7×7—4.9钢丝绳为例,介绍金刚石串珠绳的结构设计,原料及表面镀层选择,生产过程控制。通过改善钢丝绳结构,选用线接触作为新一代金刚石串珠绳的生产结构,钢丝绳的理论破断拉力最高可以提升8%;选用SW87盘条作为做金刚石串珠绳的原料;半成品钢丝表面镀层采用电镀黄铜,可以提高金刚石串珠绳耐疲劳磨损性能;综合考虑制绳钢丝抗拉强度和扭转性能的匹配,选择总压缩率为85%~90%。捻制时,利用张力测试仪进行动态模拟测试,保证每根股的张力在49~58.8 kN,预张拉力为成品绳破断拉力的10%~15%。生产结果表明,新一代金刚石串珠钢丝绳达到了高破断拉力、低伸长率以及良好的耐疲劳磨损性能的技术要求。