[发明专利]一种碳纤维复合材料填充钢丝绳及其制造方法

说明书

本发明公开了一种碳纤维复合材料填充钢丝绳，其特征在于，包括钢芯绳，钢芯绳的周围捻制有6～8根外层股，钢芯绳和外层股之间的空隙中设置有碳纤维复合材料股；钢芯绳包括1根钢芯中心股，钢芯中心股的周围捻制有6根钢芯外层股，大幅度提高了钢丝绳的破断拉力，并且不增加钢丝绳的自重，能够满足大吨位特殊吊装环境；本发明一种碳纤维复合材料填充钢丝绳制造方法，操作过程简单清晰，适用性强，制备出的钢丝绳破断拉力大，钢丝绳自重轻。

技术领域

本发明属于钢丝绳技术领域，涉及一种碳纤维复合材料填充钢丝绳，还涉及一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法。

背景技术

钢丝绳是一种具有高强度、高韧性的金属制品，被广泛应用于起重机吊装行业。近年来，随着科学技术的发展，大吨位吊装作业逐渐频繁，对钢丝绳性能的要求也在提高，高破断、轻量化的钢丝绳逐渐受到关注。

碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度新型材料，具有质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，适合于钢丝绳领域应用。碳纤维复合材料已经广泛应用于各个领域。

目前，在钢丝绳领域中要提高其破断拉力，必然要增加金属面积，则导致钢丝绳的重量也随之增加，因而，既要提高钢丝绳的破断拉力，又要不增加钢丝绳的重量，则成为难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料填充钢丝绳，该钢丝绳实现了即提升钢丝绳破断拉力，同时又减轻钢丝绳的自重。

本发明的另一目的是提供一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种碳纤维复合材料填充钢丝绳，包括钢芯绳，钢芯绳的周围捻制有6～8根外层股，钢芯绳和外层股之间的空隙中设置有碳纤维复合材料股；

钢芯绳包括1根钢芯中心股，钢芯中心股的周围捻制有6根钢芯外层股。

本发明第一种技术方案的特点还在于，

每根外层股包括一根中心钢丝c，中心钢丝c周围捻制有3层钢丝层，3层钢丝层由内向外依次为7根内层钢丝、14根次外层钢丝和14根外层钢丝c，14根次外层钢丝包括相互交替排列的7根小丝和7根大丝。

钢芯中心股包括1根中心钢丝a，中心钢丝a周围捻制有6根外层钢丝a。

每根钢芯外层股包括1根中心钢丝b，中心钢丝b周围捻制有6根外层钢丝b。

碳纤维复合材料股包括大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝，大丝束聚丙烯腈基碳纤维长丝表面包裹有pp改性塑料，碳纤维复合材料股的横截面是三角形。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种碳纤维复合材料填充钢丝绳的制造方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：捻制钢芯绳和外层股，钢芯绳从内到外依次由1根钢芯中心股和6根钢芯外层股捻制而成，外层股在捻股机上一次捻制而成，将捻制完成的钢芯绳和外层股分别收卷于工字轮上；

步骤2：制备碳纤维复合材料股，将得到碳纤维复合材料股收卷至工字轮上；

步骤3：将步骤1收卷于工字轮上的钢芯绳、外层股及步骤2收卷至工字轮上的碳纤维复合材料股安装于框篮式合绳机线架上，将外层股和碳纤维复合材料股从合绳机线架上引出；

步骤4：将步骤3引出的外层股穿过预变形器至合拢口处，再将碳纤维复合材料股穿过预变形器上的过股孔至合拢口处，将碳纤维复合材料股嵌入6～8根外层股和钢芯绳间的空隙中；

步骤5：将外层股、钢芯绳和碳纤维复合材料股一次捻制成型，调整合绳机放线架的翻身比，使碳纤维复合材料股能够准确捻入钢芯绳和外层股的空隙中，得到碳纤维复合材料填充钢丝绳。

本发明第二种技术方案的特点还在于，