一種18×7+fc鋼絲繩生產工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及18×7+FC鋼絲繩的生產工藝，預變形形成的預螺旋應與鋼絲繩內的股繩的固有螺旋滿足關系式：L1=L2=（(S2+(πD)2)1/2，式中：L1為股繩在預變形時形成的螺旋長度；L2為股繩在鋼絲繩中的固有螺旋長度；S2為繩捻距；D0為鋼絲繩捻制圓直徑。本發明提供的鋼絲繩的質量和使用壽命有了明顯的提高，滿足了用戶的使用要求。
【專利說明】—種18X7+FC鋼絲繩生產工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鋼絲繩生產工藝，尤其涉及一種18X7+FC鋼絲繩的生產工藝。
【背景技術】
[0002]鋼絲繩是用多根或多股細鋼絲擰成的撓性繩索，鋼絲繩是由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為中心，由一定數量股捻繞成螺旋狀的繩。鋼絲繩可按形狀，層次，狀態等方式分類。按形狀分為圓股鋼絲繩、編織鋼絲繩和扁鋼絲繩；鋼絲繩按擰繞的層次可分為單繞繩、雙繞繩和三繞繩；鋼絲繩也可按股中每層鋼絲之間的接觸狀態分為點接觸、線接觸或面接觸3種。在物料搬運機械中，供提升、牽引、拉緊和承載之用。鋼絲繩的強度高、自重輕、工作平穩、不易驟然整根折斷，工作可靠。
[0003]鋼絲繩起到承受載荷的作用，其性能主要由鋼絲決定。鋼絲是碳素鋼或合金鋼通過冷拉或冷軋而成的圓形(或異形)絲材，具有很高的強度和韌性，并根據使用環境條件不同對鋼絲進行表面處理。繩芯的主要作用是增加鋼絲繩彈性和韌性、潤滑鋼絲、減輕摩擦，提高鋼絲繩使用壽命。常用繩芯類型包括有機纖維(如麻、棉)、合成纖維、石棉芯(高溫條件)或軟金屬等材料。
[0004]18X7+FC鋼絲繩是指鋼絲繩由18個股，每股7根鋼絲組成，FC是指鋼絲繩中間加著一根麻芯。18X7+FC鋼絲繩是由內外兩層股在鋼絲繩中以相反方向捻制而成，因而在承受拉力時，該結構的繩有較好的低旋轉性；18X7+FC鋼絲繩結構緊密，鋼絲繩的填充系數比其它圓股鋼絲繩高，對于同一直徑，同一強度的鋼絲繩來講，該結構鋼絲繩的破斷拉力比其它普通圓股鋼絲繩高8%左右；同時和普通圓股鋼絲繩及6 X 19線接觸鋼絲繩相比，18X7+FC多股鋼絲繩與筒輪接觸面積大(即繩的支撐點多)，耐疲勞性好。因此18X7+FC鋼絲繩廣泛用于礦山豎井提升，鑿井用吊桶卷揚索及單索吊車等要求鋼絲繩不旋轉的場
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[0005]隨著鋼絲繩的應用越來越廣泛，對其結構、性能也提出了更高的要求，這就需要鋼絲繩的結構設計、研發、生產制造工藝等不斷發展。但是目前18X7+FC鋼絲繩常見的問題有:(1)繩旋轉，原因是18X7+FC鋼絲繩內外層股數相差較多，外層繩的扭轉力矩與內層繩扭轉力矩之和未相互抵消；(2)內外層繩分層及外層股塌陷，原因是繩中麻芯較小，繩芯支撐力不夠；(3)繩松散，原因是合繩時預變形參數不合適，鋼絲繩內絲股殘余應力和捻制應力消除不徹底。
[0006]鋼絲繩在旋轉狀態中使用，不僅影響提升速度及工作效率，而且在運轉中鋼絲繩相互摩擦發熱，引起鋼絲時效，造成早期斷絲，影響繩的使用壽命，內外層繩分層或繩松散也影響繩的正常使用。另外，抗旋轉鋼絲繩作為不可替代的鋼絲繩結構品種，有著很廣泛的用途。隨著使用工況要求其承載能力的不斷上升和鋼絲繩設計制造技術的不斷進步，人們對產品認知程度越來越深，對開發抗旋轉鋼絲繩的新思路、新方法的需求也日益明顯。因此，有必要對生產工藝進行研究和改進以提高鋼絲繩的質量和使用壽命。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種18X7+FC鋼絲繩生產工藝。本發明工藝生產的鋼絲繩的不旋轉性得到顯著提高，內層繩不伸縮，鋼絲繩切斷斷口基本平齊，防止了生產和使用過程中內外層鋼絲繩分層和松散等缺陷。
[0008]為達此目的，本發明采用如下技術方案:
[0009]一種18X7+FC鋼絲繩生產工藝，預變形形成的預螺旋應與鋼絲繩內的股繩的固有螺旋滿足關系式=L1=L2= ( (S2+UD)2)1/2，式中=L1為股繩在預變形時形成的螺旋長度；L2為股繩在鋼絲繩中的固有螺旋長度；S2為繩捻距；％為鋼絲繩捻制圓直徑。
[0010]鋼絲繩松散給用戶帶來很多不便。本發明采用以上技術方案生產不松散鋼絲繩，采用預變形器使股預先產生螺旋狀，合繩時股以預先形成的形狀合于繩內，股經預變形后，消除了鋼絲繩內的大部分殘余應力和捻制應力，從而使鋼絲繩不松散。
[0011]作為優選技術方案，本發明所述的鋼絲繩生產工藝，預變形時所形成的股繩曲率應與股繩在鋼絲繩中的固有曲率相同。即l/R=l/p。
[0012]要達到理想的預變形效果，獲得最佳的不松散性能，所涉及的因素很多，包括鋼絲繩的結構、規格、材質性能、捻距、捻制張力、變形輪輥徑、輥距和壓下量等因素。預變形參數選擇的是否合適是生產不松散鋼絲繩的關鍵，因此我們抓住最主要的工藝參數即輥距和壓下量作為確定預變形參數的基礎。
[0013]作為優選技術方案，本發明所述的鋼絲繩生產工藝，輥矩為鋼絲繩捻距的0.80?
0.86 倍，例如為 0.81 倍、0.83 倍、0.84 倍、0.85 倍。
[0014]優選地，輥矩為鋼絲繩捻距的0.80?0.84倍。輥矩即前后變形輪中點之間的距離。
[0015]作為優選技術方案，本發明所述的鋼絲繩生產工藝，壓下量為30_40mm，例如為31mm、33mm、35mm、37mm、39mm 等。
[0016]優選地，壓下量為35_38mm。
[0017]壓下量的大小和鋼絲繩的結構、強度及繩徑等有關。高強度鋼絲繩的壓下量大于低強度鋼絲繩的壓下量，這是由于高強度鋼絲的彈性恢復力大，股在預變形器中短時間內發生的螺旋變形往往因鋼絲強度高而恢復，使曲率變小，引起鋼絲繩松散。為此，要使鋼絲繩達到不松散，就必須給予較大的壓下量。
[0018]作為優選技術方案，本發明所述的鋼絲繩生產工藝，鋼絲繩中股的捻距倍數為
7.5-8.0倍，例如為7.55倍、7.6倍、7.62倍、7.66倍、7.7倍、7.75倍、7.78倍等，外層繩的捻距倍數為6-6.5倍，例如為6.1倍、6.2倍、6.3倍、6.4倍等，內層繩的捻距不大于外層繩捻距的一半，例如為為1/5、1/4、1/3等。
[0019]由于圓股多層股鋼絲繩(如18X7+FC)的內外層股數相差很多，在相同條件下，內層繩扭轉力矩之和與外層扭轉力矩之和是難以抵消的，因此必須通過其它措施來達到其不旋轉性能。適當減小股的捻距可以增大股的旋轉力矩，從而可增大股對繩旋轉力矩的扼制作用，使繩的旋轉力矩減弱。根據這個原理，我們把18X7+FC鋼絲繩中股的捻距倍數設定為7.5-8.0倍，外層繩的捻距倍數為6-6.5倍，內層繩的捻距不大于外層繩捻距的一半。
[0020]作為優選技術方案，本發明所述的鋼絲繩生產工藝，內層繩變形率小于等于30%，例如為 2%、5%、7%、9%、11%、15%、18%、21%、26%、29% 等，優選為小于等于 20%。[0021]為了使鋼絲繩內外層繩的合力矩趨于零，在生產中，對內層六股不進行預變形，將內層繩變形率控制在30%以內，有意將內層繩捻制成半松散狀態，讓其有較大的彈性，目的是為了適當增加內層繩的扭轉力矩，用以平衡外層繩的扭轉力矩。同時改進后內層繩的伸縮性減小。在改進前，內層六股進行預變形，相對未經預變形的繩來說，經過預變形內層繩的扭轉力矩較小，因而經過預變形的內層繩對平衡外層繩的扭轉力矩起的作用相應也較小。
[0022]作為優選技術方案，本發明所述的鋼絲繩生產工藝，內層繩的外徑稍大于外層繩的內接圓的直徑。
[0023]鋼絲繩使用過程中出現內外層繩分層及外層股塌陷等缺陷的首要原因是由于繩中麻芯較小，繩芯支撐力不夠致使內層繩的外徑小于外層繩內接圓的直徑引起的，為確保鋼絲繩在使用過程中不產生內外層繩分離現象，在設計時，應確保內層繩的外徑稍大于外層繩的內接圓的直徑。
[0024]作為優選技術方案，本發明所述的鋼絲繩生產工藝，按麻芯直徑占鋼絲繩公稱直徑30-35%，例如為31%、32%、33.5%、34%、34.5%等的比例選用麻芯，優選為按麻芯直徑占鋼絲繩公稱直徑33%的比例選用麻芯。
[0025]本發明對18X7+FC鋼絲繩生產工藝采用以上改進措施后，取得了較明顯效果。與實施改進措施前相比，繩的不旋轉性提高，內層繩不伸縮，鋼絲繩切斷斷口基本平齊，防止了生產和使用過程中內外層鋼絲繩分層和松散等的缺陷的出現。
【具體實施方式】
[0026]為便于理解本發明，本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。
[0027]如無具體說明，本發明的各種原料均可以通過市售得到；或根據本領域的常規方法制備得到。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業與科學用語與本領域技術熟練人員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內容相似或均等的方法及材料皆可應用于本發明方法中。
[0028]下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照國家標準測定。若沒有相應的國家標準，則按照通用的國際標準、常規條件、或按照制造廠商所建議的條件進行。除非另外說明，否則所有的份數為重量份，所有的百分比為重量百分比。
[0029]實施例1。
[0030]一種鋼絲繩生產工藝，繩徑26_，強度1689MPa，捻距172_，輥距152_，壓下量30mm，鋼絲繩中股的捻距倍數為7.5倍，外層繩的捻距倍數為6.5倍，內層繩的捻距為外層繩捻距的一半。
[0031]實施例2
[0032]一種鋼絲繩生產工藝，繩徑26_，強度1675MPa，捻距175_，輥距155_，壓下量34mm，鋼絲繩中股的捻距倍數為8.0倍，外層繩的捻距倍數為6倍，內層繩的捻距為外層繩捻距的1/3 ;內層繩變形率為28% ;內層繩的外徑稍大于外層繩的內接圓的直徑；按麻芯直徑占鋼絲繩公稱直徑30%的比例選用麻芯。
[0033]實施例3[0034]一種鋼絲繩生產工藝，繩徑27_，強度1750MPa，捻距174mm，輥距160_，壓下量37mm，鋼絲繩中股的捻距倍數為7.7倍，外層繩的捻距倍數為6.2倍，內層繩的捻距為外層繩捻距的2/5 ；;內層繩變形率20% ;內層繩的外徑稍大于外層繩的內接圓的直徑；按麻芯直徑占鋼絲繩公稱直徑33%的比例選用麻芯。
[0035]實施例4
[0036]一種鋼絲繩生產工藝，繩徑29_，強度1685MPa，捻距177_，輥距160_，壓下量39mm，鋼絲繩中股的捻距倍數為7.9倍，外層繩的捻距倍數為6.1倍，內層繩的捻距為外層繩捻距的1/4 ；;內層繩變形率10% ;內層繩的外徑稍大于外層繩的內接圓的直徑；按麻芯直徑占鋼絲繩公稱直徑34%的比例選用麻芯。
[0037]利用本發明提供的工藝生產的鋼絲繩的不旋轉性得到提高，內層繩不伸縮，鋼絲繩切斷斷口基本平齊，防止了生產和使用過程中內外層鋼絲繩分層和松散等的缺陷的出現。
[0038]應該注意到并理解，在不脫離后附的權利要求所要求的本發明的精神和范圍的情況下，能夠對上述詳細描述的本發明做出各種修改和改進。因此，要求保護的技術方案的范圍不受所給出的任何特定示范教導的限制。
[0039] 申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝流程，但本發明并不局限于上述詳細工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝流程才能實施。所屬【技術領域】的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
【權利要求】
1.一種18X7+FC鋼絲繩生產工藝，其特征在于，預變形形成的預螺旋應與鋼絲繩內的股繩的固有螺旋滿足關系式=L1=L2= ((S2+UD)2)1/2，式中=L1為股繩在預變形時形成的螺旋長度山2為股繩在鋼絲繩中的固有螺旋長度；S2為繩捻距；％為鋼絲繩捻制圓直徑。
2.根據權利要求1所述的鋼絲繩，其特征在于，預變形時所形成的股繩曲率應與股繩在鋼絲繩中的固有曲率相同。
3.根據權利要求1或2所述的鋼絲繩，其特征在于，輥矩為鋼絲繩捻距的0.80?0.86倍。
4.根據權利要求3所述的鋼絲繩，其特征在于，輥矩為鋼絲繩捻距的0.80?0.84倍。
5.根據權利要求1-4任一項所述的鋼絲繩，其特征在于，壓下量為30-40mm。
6.根據權利要求5所述的鋼絲繩，其特征在于，壓下量為35-38mm。
7.根據權利要求1-6任一項所述的鋼絲繩，其特征在于，鋼絲繩中股的捻距倍數為7.5-8.0倍，外層繩的捻距倍數為6-6.5倍，內層繩的捻距不大于外層繩捻距的一半。
8.根據權利要求1-7任一項所述的鋼絲繩，其特征在于，內層繩變形率小于等于30%，優選為小于等于20%。
9.根據權利要求1-8任一項所述的鋼絲繩，其特征在于，內層繩的外徑稍大于外層繩的內接圓的直徑。
10.根據權利要求1-9任一項所述的鋼絲繩，其特征在于，按麻芯直徑占鋼絲繩公稱直徑30-35%的比例選用麻芯，優選為按麻芯直徑占鋼絲繩公稱直徑33%的比例選用麻芯。
【文檔編號】D07B1/06GK103498356SQ201310479562
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】過斌 申請人:無錫通用鋼繩有限公司