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。     

如何提高多层压实股钢丝绳破断拉力

国内目前制造比肩欧洲企业破断拉力水准的多层压实股抗旋转钢丝绳需要研究问题很多。要将提高填充系数作为提高钢丝绳破断拉力的重要技术思路;考虑到钢丝在绳中受力的复杂性,应研究提高钢丝综合性能的试验方法;重视合绳过程中直径压缩系数的存在;根据钢丝绳破断拉力试验观察结果不断优化股、绳设计;注意捻法对钢丝绳破断拉力的影响;关注提高组绳股受力均匀性与设法减小层股钢丝间接触应力;加强压实股生产过程中股尺寸精度控制;研究提高压实股生产用钢丝综合性能;分析国外技术标准与钢丝绳实物,慎重对待合绳预变形以及对预变形度的掌握;重视钢丝绳破断拉力试验与试样制备。     

多股钢丝绳的生产

生产多股钢丝绳的技术要求很高,以18×7—28钢丝绳为例,改进配丝工艺,外层股配丝为1.85 mm,内层股配丝是1.95 mm;内层正常绳径18 mm左右,可满足外层股的捻制要求。生产时要求内层绳略松散,外层绳不松散;外层绳的旋转力矩大于内层绳,改变内层绳的捻向及各层股的捻向,减小内层绳的捻距,尽量减小合力矩;不松散性能检查时一般股的螺旋高度是钢丝绳直径的0.90～0.95倍为宜。为适应产品要求,内层绳应使用旋转放芯架。股生产时应采用专用设备,每股及工字轮应做标记;不用专有设备时,内层绳和外层绳生产时确保股的张力控制一致,先合两股,变成六股后再捻制外层绳。     

NK35(W)×K7类阻旋转钢丝绳研制

大吨位机械对钢丝绳承载能力、抗挤压性能、耐磨性能等要求越来越高。NK35(W)×K7类内层压实阻旋转钢丝绳要求公称直径36 mm,公称抗拉强度1 870 MPa,最小破断拉力1 052 k N。介绍了钢丝绳捻制工艺参数的确定。拉丝采用70#、82B热轧盘条,主要生产直径1.93,2.05,1.45,2.00 mm成品钢丝;捻股时钢丝绳各股采用模拉的压实方式。内层绳锻打后实测直径均值26.02 mm,捻距169.12 mm。钢丝绳辊间距一般为捻距的0.90~0.95倍,压弯量为钢丝绳直径的1.7~2.1倍。钢丝绳直径允差控制范围+1%~+4%,钢丝绳实测最小破断拉力1 129k N,满足客户使用要求。     

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。     

关于我国多股抗旋转钢丝绳发展方向的思考(待续)

对国内外多股抗旋转钢丝绳生产研发和使用现状进行分析研究,得出以下观点:慎重生产和使用压实单层股钢丝绳;加速淘汰外层股11-12根2层股2次合绳钢丝绳;不断减少产出外层股17-18根3层股3次合绳钢丝绳;大力发展外层股15-18根2层股2次合绳钢丝绳。对国内发展多股抗旋转钢丝绳提出建议:研究强企采用外层绳或者内层绳压实、填塑、压实股与捻制股混合组绳等有效改善钢丝绳寿命技术;关注海工市场粗直径非标结构多层股钢丝绳普遍应用的现状;在持续关注钢丝绳破断拉力、抗旋转性能和优化生产工艺的同时,拓展对钢丝绳其他性能分析;多视角探讨如何提高成熟结构钢丝绳制造水平。     

多层股钢丝绳早期失效原因分析及解决措施

介绍多层股钢丝绳特点。多层股钢丝绳生产难度较大,使用时常出现早期失效问题。以18×7类两层股钢丝绳为例,分析早期失效的原因:内外层绳分层及外层股松动;钢丝绳旋转;内层绳早期断裂。提出解决措施:减小股的捻距;控制内层股打扭角度为1080°～1440°,外层股为360°～540°,将内层绳变形率控制在40%以内;合理调整外层股预变形工艺参数,使钢丝绳中股的预螺旋线长度和固有螺旋线长度之比控制在0.95～0.97;对多层股微旋转钢丝绳内外层股间进行填塑,解决内层绳钢丝断裂问题。     

内层绳捻制类型对多层股阻旋转钢丝绳性能影响

多层股阻旋转钢丝绳内层绳直径相对单层股钢芯钢丝绳钢芯直径明显要大，且内外层绳捻向相反，该特点使内层绳捻制类型对钢丝绳性能影响相对更为显著。从目前资料看，多层股阻旋转钢丝绳内层绳捻制类型设计并不唯一。对多层股阻旋转钢丝绳，当考虑减小内外层绳股钢丝接触应力时，将内层绳捻制类型设计成交互捻是相对合适的，该设计也有利于提高钢丝绳破断拉力，当考虑提高钢丝绳阻旋转性能时，将内层绳捻制类型设计成同向捻是相对合适的，该设计也有利于提高钢丝绳柔软性与内层绳耐磨损性能，当内层绳由多层股组成时，内层绳的层绳捻向、捻制类型设计应同单层股独立钢芯钢丝绳。     

40W×7—42多层股钢丝绳的研制

多层股钢丝绳结构紧密,金属密度系数大,生产组织管理和工艺技术难度都较大。利用瓦林吞式圆股配丝原理对40W×7—42钢丝绳进行研制,根据计算,钢丝绳公称抗拉强度取1 670 MPa,钢丝绳的捻距倍数为7倍,股的捻距倍数确定为9倍,钢丝绳直径按钢丝绳公称直径放大1.5%。内层钢丝绳捻向为左交互捻,外层钢丝绳捻向为右交互捻。原料选取70钢盘条,在直进式拉丝机上进行多道次、较小部分压缩率的拉拔。捻制时,合理控制多层股钢丝绳预变形器辊间距和压弯量,钢丝绳采用股喷涂油、绳不涂油的生产方式。成品钢丝绳实测直径43.26mm,钢丝绳破断拉力总和1 459.6 kN,符合用户要求,拆股试验结果表明,合绳后钢丝技术性能指标达到GB 8918—2006要求。     

40W×7—42多层股钢丝绳的研制

多层股钢丝绳结构紧密,金属密度系数大,生产组织管理和工艺技术难度都较大。利用瓦林吞式圆股配丝原理对40W×7—42钢丝绳进行研制,根据计算,钢丝绳公称抗拉强度取1 670 MPa,钢丝绳的捻距倍数为7倍,股的捻距倍数确定为9倍,钢丝绳直径按钢丝绳公称直径放大1.5%。内层钢丝绳捻向为左交互捻,外层钢丝绳捻向为右交互捻。原料选取70钢盘条,在直进式拉丝机上进行多道次、较小部分压缩率的拉拔。捻制时,合理控制多层股钢丝绳预变形器辊间距和压弯量,钢丝绳采用股喷涂油、绳不涂油的生产方式。成品钢丝绳实测直径43.26mm,钢丝绳破断拉力总和1 459.6 kN,符合用户要求,拆股试验结果表明,合绳后钢丝技术性能指标达到GB 8918—2006要求。     

4V×39S+5FC—32扇形股镀锌钢丝绳生产

扇形股钢丝绳具有破断拉力高、耐磨性好、耐挤压、不旋转、耐疲劳、使用寿命长等特点。介绍一种采用特殊的预变形卡具加圆股挤压法生产4V×39S+5FC—32扇形股镀锌钢丝绳的方法,选择70钢盘条作为拉拔制绳钢丝的原料,给出钢丝绳的工艺参数及制绳钢丝拉拔工艺,镀锌采用电磁抹拭技术。股绳捻制第1层的股捻距为52.6 mm,第2层的捻距为102 mm。合绳在筐篮式8/1250成绳机上生产,圆股挤压采用"4×4"形式,给出圆股挤压工艺参数和装置参数。生产出的钢丝绳不松散、无应力,满足客户需求。     

对压实(股)钢丝绳特性与生产技术难度的认识

压实股钢丝绳具有与匹配滑轮(卷筒)沟槽有较大接触面积、不同层钢丝间接触应力小、更加适应多层缠绕和较高破断拉力等优点,缺点在于钢丝截面存在应力集中、钢丝间相互滑动受阻、塑性变形热对钢丝性能有不利影响和股绳捻距倍数匹配不合理会加大摩擦副的磨损;生产技术难度在于对钢丝质量、润滑油脂质量、压实工装模具质量要求高及结构参数设计难度大,另外,要求捻股机有足够动力。压实钢丝绳具有与匹配滑轮(卷筒)沟槽接触面积大、钢丝绳破断拉力高、更加适合多层缠绕和使钢丝绳抗旋转性能得到改善等优点,缺点在于同层股滑动能力降低、组股相邻层钢丝接触紧密性受影响而降低其疲劳性能;生产技术难度在于对钢丝质量、纤维芯质量要求较高和对组绳股合理间隙控制要求比较严格。     

对特殊结构平行捻密实钢丝绳特性的认识

Met W和Met WK钢丝绳是由内层3根股、外层9根股组成的特殊结构钢丝绳,不属于GB/T8706—2006/ISO 17893:2004定义的平行捻密实钢丝绳。对该钢丝绳的结构特性、破断拉力、线质量进行研究,认为其仍属平行捻密实钢丝绳。根据股在绳中排列方式,可视其为瓦林吞式结构的创新,该钢丝绳保持了标准平行捻密实钢丝绳破断拉力高的特点。相对内层绳股为3根的西鲁式、填充式和瓦林吞式结构平行捻密实钢丝绳,该钢丝绳组绳股直径相对均匀,具有方便小规格钢丝绳生产的结构优势。     

6×31WS-PWRC—14微旋转钢丝绳试制

介绍6×31WS-PWRC—14钢丝绳设计、生产过程。钢丝绳主要工艺设计参数:钢丝绳捻距倍数为7,外层1×31WS股捻距倍数为7.5,内层1×7股捻距倍数为7.5;钢丝绳捻制系数为3.07,外层股捻制系数为5.07,内层股捻制系数为3.05。根椐股捻距倍数,确定股中各钢丝直径比,最终计算出各股钢丝直径。给出钢丝绳生产工艺:外层股捻距为33.7～35.1 mm,内层股捻距14.7～15.3 mm,中心股捻距16.9～17.6 mm,钢丝绳捻距为96.6～100.8 mm;预变形器的辊间距一般为钢丝绳捻距的86%～92%,压弯量为钢丝绳直径的1.4～1.6倍。通过改变生产工艺,生产的6×31WS-PWRC—14钢丝绳破断拉力比普通方法捻制的钢丝绳高9.3%,并达到微旋转的要求。     

做好钢丝绳必须用心做好绳芯

应从直径、密度、加油工艺等方面控制纤维芯绳芯质量;将层股钢丝接触应力尽可能控制到最小以及重视绳芯钢丝质量作为金属绳芯质量控制的共同点;单层股钢丝绳金属绳芯结构与参数设计应与外层绳联动;多层股抗旋转钢丝绳绳芯选择交互捻相对合适,当采用压实股组绳或外层绳与绳芯被聚合物隔离时,绳芯也可选择同向捻;对合绳次数等于组绳股层数抗旋转钢丝绳,绳芯不同层股应与外层绳股在绳中保持相等捻角,绳芯不同层股在绳芯中应具有相同捻向;对合绳次数少于组绳股层数抗旋转钢丝绳,绳芯外层直径相对较大层股应与外层绳股在绳中保持相等捻角;平行捻钢丝绳绳芯中相邻层股对应层绳捻法不同。     

小规格多层股钢丝绳的生产

以 34× 7+IWS— 12mm、 14mm为例介绍多层股不旋转钢丝绳的生产经验。除了调预变形器的边辊距、压弯值之外 ,生产时还要使内层绳不预变形 ,内、中层绳制成半松散状态以增大弹性 ,外层绳不松散以减小弹性 ,使内外扭转力矩平衡 ,以达到不旋转的目的。操作时先将内层绳拉出上劲 ,再引头生产。通过这些措施使小规格多股钢绳的质量大大提高 ,满足了国内外用户的要求     

18×7+FC(IWS,IWR)钢丝绳生产工艺改进

两层股钢丝绳的不旋转条件为内外层股刚度系数之和为零。指出18×7+FC(IWS,IWR)钢丝绳使用中常出现绳旋转,内外层绳分层,外层股塌陷及绳松散等问题,提出解决措施:(1)缩小股的捻距;(2)将内层绳变形率控制在20%以内;(3)麻芯直径按钢丝绳股径的1.7～1.8倍来控制,钢芯直径按钢丝绳股径的1.23～1.33倍来控制;(4)对截断股复股情况及时进行观察并及时调整外层股预变形工艺参数,辊距一般取钢丝绳捻距的0.80～0.85倍,同直径钢丝高强度的比低强度的压下量大6%～8%;(5)选取合理的后变形参数。改进效果明显。     

18×7+FC钢丝绳生产工艺改进

生产 18× 7+FC时采取减小股的捻距和内层绳股的变形率 ,加大绳芯的直径 ,选择合适的预变形参数和对截股复绕情况及时进行观察 ,以及时调整外层股预变形工艺参数等工艺改进措施 ,提高钢丝绳的质量。     

18×7类与23×7类钢丝绳结构与层绳捻法关系研究

18×7类钢丝绳结构形式为在中心结构外依次捻制内层股和外层股,而与之同为2层股结构的23×7类钢丝绳,由于外层绳股数、组绳总股数相对较多,使在内层股谷部增加填充股成为现实,故其结构形式增加1种。2类钢丝绳层绳捻法配置涉及钢丝绳抗旋转性、组绳不同层股钢丝接触应力、生产技术难度等多种因素,不可一概而论。在破断拉力、抗旋转性能、抗冲击性能方面,23×7类钢丝绳具有明显优势。     

6×K36WS+IWRC—30干熄焦用压实股钢丝绳生产

干熄焦用钢丝绳由于受气体侵蚀、粉尘黏附、红焦烘烤等原因,恶劣的工作环境对钢丝绳的综合性能要求很高。介绍6×K36WS+IWRC—30干熄焦用压实股钢丝绳试制过程,给出干熄焦提升用钢丝绳生产技术要求。选用直径8.0 mm SWRH77A盘条作为制绳钢丝原料,针对不同层成品钢丝直径选择的半成品钢丝直径分别为3.40,4.30,5.30,6.50 mm。拉丝采用多道次、小压缩率方法,股绳生产中采用股淋油,钢丝绳表面涂进口油脂,股绳捻距79.2～83.3 mm,左交互捻钢丝绳整绳破断拉力达784 kN,右交互捻钢丝绳整绳破断拉力达831 kN。使用表明该钢丝绳满足用户要求,可替代进口钢丝绳。