本發(fā)明涉及一種35W×7結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度大直徑鋼絲繩生產(chǎn)工藝，屬于金屬纜繩加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

35W×7結(jié)構(gòu)多層股鋼絲繩為三層股鋼絲繩，由1根中心股外包捻內(nèi)層6根股，次外層12根股和外層16根股捻制構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)鋼絲繩的特點(diǎn)：(1)軟性系數(shù)高，可撓性好；(2)鋼絲繩內(nèi)部密實(shí)，密度系數(shù)大，比同直徑、同強(qiáng)度的普通鋼絲繩破斷拉力高；(3)同普通圓股鋼絲繩相比，鋼絲繩在使用時與卷筒、滑輪的接觸面積大，耐疲勞性能好；(4)鋼絲繩自轉(zhuǎn)性小，掛繩使用后幾乎不旋轉(zhuǎn)，有利于高揚(yáng)程起吊。該結(jié)構(gòu)鋼絲繩由于具有阻旋轉(zhuǎn)性，常用于旋挖機(jī)、立井提升、港口裝卸和各種類型的高揚(yáng)程起重設(shè)備上。但該結(jié)構(gòu)鋼絲繩在生產(chǎn)中由于受捻制裝備、員工操作水平、鋼絲繩結(jié)構(gòu)本身特點(diǎn)以及鋼絲繩使用等因素的影響，生產(chǎn)難度較大，該鋼絲繩在生產(chǎn)中通常采用分層捻制，即先捻制19W內(nèi)層繩，然后再包捻16根外層股繩，鋼絲繩捻制也存在以下問題：(1)鋼絲繩有裂縫及松散現(xiàn)象；(2)鋼絲繩捻制不密實(shí)，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，鋼絲繩破斷拉力低，(3)產(chǎn)品使用時常出現(xiàn)質(zhì)量問題，如鋼絲繩內(nèi)層繩早期斷裂、鋼絲繩旋轉(zhuǎn)等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種35W×7結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度大直徑鋼絲繩生產(chǎn)工藝，解決鋼絲繩捻制不密實(shí)，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，鋼絲繩破斷拉力，鋼絲繩旋轉(zhuǎn)、容易出現(xiàn)裂縫及松散問題以及鋼絲繩使用過程中內(nèi)層繩容易破勁，出現(xiàn)早期斷裂等技術(shù)問題，提高鋼絲繩使用壽命。

本發(fā)明的35W×7結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度大直徑鋼絲繩，鋼絲繩結(jié)構(gòu)為35W×K7，鋼絲繩直徑為52mm，抗拉強(qiáng)度為1960MPa。

本發(fā)明的實(shí)施步驟如下：

(1)鋼絲繩配絲

鋼絲繩配絲工藝參數(shù)為：中心股：3.50/3.15mm、第一層股：3.20/2.93mm、第二層大股3.20/2.93mm、第二層小股：2.35/2.15mm、外層股：3.15/2.85mm；

(2)捻股

捻股時根據(jù)股的直徑選擇壓線瓦，壓線瓦成對使用且壓緊，生產(chǎn)過程中不得有斷絲或傷線現(xiàn)象，股不得有起棱、橢圓形狀等缺陷，捻股工藝參數(shù)：中心股：股徑9.80mm、捻距83mm，第一層股：股徑9.06mm、捻距86mm，第二層大股：股徑9.06mm、捻距86mm，第二層小股：股徑6.65mm、捻距63mm，外層股：股徑8.85mm、捻距84mm；

(3)股壓實(shí)

采用輥壓實(shí)加工方式生產(chǎn)壓實(shí)股，股壓實(shí)率控制在6.5～8.5％范圍，股壓實(shí)后鋼絲繩中鋼絲與鋼絲之間呈面接觸狀態(tài)，可提高鋼絲繩的填充系數(shù)和破斷拉力，鋼絲繩的耐磨性能好，并增大了鋼絲繩與卷筒及滑輪的接觸面積，提高鋼絲繩使用壽命。鋼絲繩股壓實(shí)有模拉、輥壓和鍛打三種加工方式，鍛打由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜，操作難度大，生產(chǎn)效率低，不適宜多股壓實(shí)生產(chǎn)，模拉主要是股的縱向延伸的作用，輥壓主要是在繩股橫截面上受壓的作用，輥壓加工的繩股品質(zhì)較模拉要好。

采用輥壓實(shí)加工方式生產(chǎn)壓實(shí)股時，股壓實(shí)率控制在6.5～8.5％范圍，股壓實(shí)效果最佳，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：股壓實(shí)率小于6.5％時，股應(yīng)力消除不好，股中鋼絲存在反撥力，股壓實(shí)率大于8.5％時，容易導(dǎo)致股橫斷面變形，縱斷面上會出現(xiàn)由于繩股區(qū)域堆積而產(chǎn)生的直線狀的側(cè)棱現(xiàn)象。

(4)合繩

合繩采用串聯(lián)機(jī)組一次捻制，先在第一個籃架捻制19W×K7內(nèi)層繩，內(nèi)層繩捻制使用19W分線盤，不對股進(jìn)行預(yù)變形，股出分線盤后在壓線瓦處自然合攏，然后進(jìn)入第二個籃架捻制35W×K7外層繩，捻制外層繩時，使用18#機(jī)頭，工作輥徑40mm，輥端距為鋼絲繩捻距的0.75倍，壓彎深度為鋼絲繩直徑的1.1倍，鋼絲繩繩徑偏差控制在0～+4％內(nèi)，鋼絲繩捻制工藝參數(shù)為：內(nèi)層繩直徑：37.6mm、捻距倍數(shù)6.5～7.0mm，捻向ZS，外層繩直徑：52.0mm、捻距倍數(shù)7.0～7.5mm、捻向SS。

鋼絲繩一次捻制時，內(nèi)層繩采用6.5～7.0小捻距倍數(shù)，外層繩采用7.0～7.5較大捻距倍數(shù)，內(nèi)層繩捻制時股不進(jìn)行預(yù)變形，使鋼絲繩內(nèi)層繩捻制時上勁，而外層繩捻制時進(jìn)行預(yù)變形，目的是增大內(nèi)層繩扭轉(zhuǎn)力矩，減小外層繩扭轉(zhuǎn)力矩，確保鋼絲繩內(nèi)層繩與外層繩扭轉(zhuǎn)力矩達(dá)到平衡，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩不旋轉(zhuǎn)或微旋轉(zhuǎn)。鋼絲繩一次捻制時，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，股縫隙均勻一致，用肉眼觀察無裂縫現(xiàn)象。

現(xiàn)有技術(shù)中，該結(jié)構(gòu)鋼絲繩采用分層捻制，分層捻制存在的問題：(1)鋼絲繩阻旋轉(zhuǎn)性能不好，由于鋼絲繩捻制時內(nèi)層繩股進(jìn)行了預(yù)變形，導(dǎo)致內(nèi)層繩股反撥力小，外層繩股對內(nèi)層繩沒有鋼絲繩一次捻制時的扼制效果。(2)鋼絲繩分層捻制時，鋼絲繩中各股捻制張力不均勻一致，導(dǎo)致鋼絲捻制結(jié)構(gòu)不緊密，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，鋼絲繩整繩破斷拉力小，鋼絲繩容易出現(xiàn)松散、裂縫、起殼等現(xiàn)象。

鋼絲繩松散性能檢測：

分別對一次捻制與分層捻制鋼絲繩松散性能進(jìn)行檢測，先測量鋼絲繩的直徑，然后從鋼絲繩中拆出長度大于5個捻距的外層股，測量5個捻距鋼絲繩外層股的最大螺旋高度，計(jì)算螺旋高度平均值，再根據(jù)公式η＝H/D×100％計(jì)算股的變形率,式中：η表示股的變形率，H為外層股螺旋高度平均值，D為鋼絲繩直徑。鋼絲繩變形率檢測結(jié)果見下表。

鋼絲繩股變形率參數(shù)表

實(shí)踐中，當(dāng)鋼絲繩股變形率η在82～87％時，鋼絲繩不松散性能最好，股變形率η小于82％時，鋼絲繩表現(xiàn)為松散，股變形率η大于87％時，鋼絲繩股變形過量，股將呈松馳狀態(tài)。由上表可知，分層捻制時鋼絲繩股的變形率η在78.94～82.10％范圍，鋼絲繩將呈松散狀態(tài)，而一次捻制時鋼絲繩股的變形率η在83.64～86.98％范圍，鋼絲繩不松散，由此可見，一次捻制比分層捻制鋼絲繩松散性能相對較好。

鋼絲繩阻旋轉(zhuǎn)性能檢測：

多層股鋼絲繩外層繩股的扭轉(zhuǎn)力矩大于內(nèi)層繩的扭轉(zhuǎn)力矩，這是鋼絲繩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的，鋼絲繩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以通過增大內(nèi)層繩扭轉(zhuǎn)力矩和減小外層繩扭轉(zhuǎn)力矩，盡可能多抵消外層繩的扭轉(zhuǎn)力矩，但仍不能解決多層股鋼絲繩內(nèi)外層繩的扭轉(zhuǎn)力矩平衡問題。

鋼絲繩一次捻制與分層捻制比較：由于鋼絲繩一次捻制時，鋼絲繩內(nèi)層繩股未進(jìn)行預(yù)變形，鋼絲繩內(nèi)層繩上勁，存在較大的反撥力，而外層繩股進(jìn)行了預(yù)變形，應(yīng)力消除較充分，反撥力小，鋼絲繩捻制時，外層繩股對內(nèi)層繩起到扼制作用，抵消了外層繩一部分扭轉(zhuǎn)力矩，鋼絲繩內(nèi)外層繩的扭轉(zhuǎn)力矩相對較平衡，可實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的不旋轉(zhuǎn)或微旋轉(zhuǎn)。而鋼絲繩分層捻制時，鋼絲繩內(nèi)層繩要進(jìn)行預(yù)變形，以減小內(nèi)層繩股反撥力，鋼絲繩內(nèi)層繩才可能實(shí)現(xiàn)不松散，這樣才能確保鋼絲繩合外層繩的正常進(jìn)行，提高鋼絲繩捻制質(zhì)量；鋼絲繩捻制內(nèi)層繩時如果不進(jìn)行預(yù)變形，鋼絲繩內(nèi)層繩勁會很大，繩股反撥力大，內(nèi)層繩將松散，導(dǎo)致鋼絲繩合外層繩無法順利進(jìn)行，嚴(yán)重影響鋼絲繩捻制質(zhì)量，由于鋼絲繩內(nèi)層繩進(jìn)行預(yù)變形后，外層繩股對內(nèi)層繩沒有鋼絲繩一次捻制時相應(yīng)的扼制效果，鋼絲繩內(nèi)外層繩的扭轉(zhuǎn)力矩不能很好的平衡，鋼絲繩阻旋轉(zhuǎn)性能較差，因此鋼絲繩一次捻制較分層捻制的阻旋轉(zhuǎn)性能較好。通過對多批次一次捻制與分層捻制鋼絲繩阻旋轉(zhuǎn)性能進(jìn)行檢測結(jié)果進(jìn)行分析，一次捻制均較分層捻制相對較好。

鋼絲繩力學(xué)性能檢測

經(jīng)多批次的力學(xué)性能試驗(yàn)檢測，并與德國Casar類似產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，其性能指標(biāo)對比見下表。

鋼絲繩力學(xué)性能指標(biāo)對比表

由上表可知，一次捻制的鋼絲繩整繩破斷拉力和鋼絲破斷拉力總合均比分層捻制的和德國Casar標(biāo)準(zhǔn)的大，通過計(jì)算，一次捻制的鋼絲繩整繩破斷拉力與鋼絲破斷拉力總合的比率為80.25％，分層捻制的比率為78.49％，德國Casar標(biāo)準(zhǔn)比率為79.52％，說明鋼絲繩一次捻制的鋼絲捻制損失比分層捻制和德國Casar的捻制損失要小，鋼絲繩的捻制質(zhì)量相對較好。

本發(fā)明的有益效果：

解決了鋼絲繩捻制不密實(shí)，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，鋼絲繩破斷拉力，鋼絲繩旋轉(zhuǎn)、容易出現(xiàn)裂縫及松散問題以及鋼絲繩使用過程中內(nèi)層繩容易破勁，出現(xiàn)早期斷裂等技術(shù)問題，提高鋼絲繩使用壽命。

具體實(shí)施方式

以下對本發(fā)明35W×7結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度大直徑鋼絲繩生產(chǎn)工藝作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

本發(fā)明的鋼絲繩結(jié)構(gòu)為35W×K7，鋼絲繩直徑為52mm，抗拉強(qiáng)度為1960MPa。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝包括如下實(shí)施步驟：

(1)鋼絲繩配絲

鋼絲繩配絲工藝參數(shù)為：中心股：3.50/3.15mm、第一層股：3.20/2.93mm、第二層大股3.20/2.93mm、第二層小股：2.35/2.15mm、外層股：3.15/2.85mm；

(2)捻股

捻股時根據(jù)股的直徑選擇壓線瓦，壓線瓦成對使用且壓緊，生產(chǎn)過程中不得有斷絲或傷線現(xiàn)象，股不得有起棱、橢圓形狀等缺陷，捻股工藝參數(shù)：中心股：股徑9.80mm、捻距83mm，第一層股：股徑9.06mm、捻距86mm，第二層大股：股徑9.06mm、捻距86mm，第二層小股：股徑6.65mm、捻距63mm，外層股：股徑8.85mm、捻距84mm；

(3)股壓實(shí)

采用輥壓實(shí)加工方式生產(chǎn)壓實(shí)股，股壓實(shí)率控制在6.5～8.5％范圍，股壓實(shí)后鋼絲繩中鋼絲與鋼絲之間呈面接觸狀態(tài)；

(4)合繩

合繩采用串聯(lián)機(jī)組一次捻制，先在第一個籃架捻制19W×K7內(nèi)層繩，內(nèi)層繩捻制使用19W分線盤，不對股進(jìn)行預(yù)變形，股出分線盤后在壓線瓦處自然合攏，然后進(jìn)入第二個籃架捻制35W×K7外層繩，捻制外層繩時，使用18#機(jī)頭，工作輥徑40mm，輥端距為鋼絲繩捻距的0.75倍，壓彎深度為鋼絲繩直徑的1.1倍，鋼絲繩繩徑偏差控制在0～+4％內(nèi)，鋼絲繩捻制工藝參數(shù)為：內(nèi)層繩直徑：37.6mm、捻距倍數(shù)6.5～7.0mm，捻向ZS，外層繩直徑：52.0mm、捻距倍數(shù)7.0～7.5mm、捻向SS。