[其他]防捻钢丝绳及其表面后处理装置

说明书

本发明是和单层股结构形式防捻钢丝绳及其表面后处理装置有关的技术领域。这种钢丝绳是为高压张力架线用绳，矿山建井用绳和大型汽车吊用绳而研制的。

普通用的6圆股钢丝绳在受力的情况下旋转程度严重，不能用在钢丝绳自由端荷重场合，只能用在绳两端固定的场合;并且由于旋转股的结构破坏，降低其寿命。同时这种钢丝绳表面的接触面积小，使其接触应力高，因此也降低了它的寿命。

目前，对于送变电方面用绳，建井用绳或其他要求不旋转方面用绳的用户愈来愈多。多层股钢丝绳就是一种防捻钢丝绳。其结构为18×（1+6），18×（1+6+12）。这种钢丝绳产生的防捻原理为：此钢丝绳是有两层或两层以上的多层股组成，绳的内外层捻向不同。因此，当钢丝绳受力时，自由端将向与外层股捻向相反的方向旋转。钢丝绳的内层股捻距将减少（即扭紧）。从而使钢丝绳的内层股在原有反驳力矩的作用下，又增加了一部分由外层股作用而产生力矩，起到了相互平衡的作用。但是这种钢丝绳有个很大的弱点，即钢丝绳的自由端荷重时，若有一定角度的偏转，使得外层股有相应地伸长，内层股将相应地缩短。这就引起钢丝绳在内层股的作用下，外层股将有“凸”起现象（所谓的“起灯笼”），从而使得荷重大部分由内层股承担，这样就破坏了钢丝绳的结构。导致钢丝绳的承载能力显著降低，安全系数和使用寿命大大缩短。加拿大单层防捻钢丝绳由于其结构本身所决定，纵向可挠性较小，在牵引时，容易发生钢丝绳从滑轮中跳出等现象，从而导致停工停产。

该发明的“防捻钢丝绳”是单层股结构形式钢丝绳。其结构为3DX〔（0+12）+18+18〕。其中D：点接触;X：西鲁结构。这种钢丝绳产生的防捻的原理为：钢丝绳是由三个股组成，股内的所有钢丝为同一捻向，但与绳的捻向是不同的。绳捻距、股捻距及直径差之间的函数关系 S = S ′ λ ( D ′ - d d - δ ) : 2 ]]>。其中S：绳捻距，S′：股捻距，D′：绳径，d：股径，δ：丝径，λ：结构系数。结构系数λ的取值在1.2～1.3之间为最佳范围。使得股的旋转力矩与绳的旋转力矩方向相反、大小相平衡。因此，钢丝绳在受力情况下实现防捻。图1示出这种防捻钢丝绳的结构图。图中1是呈西鲁关系的两层钢丝，2是独立捻制的单层钢丝，3是起填充作用的含油纤维，4是含油纤维绳芯。

图2是制作钢丝绳的整个工艺流程图。图中〔1〕是原料，〔2〕是铅淬火热处理，〔3〕是酸洗清理，〔4〕是磷化处理，〔5〕是钢丝拉拔，〔6〕是钢丝打轴，〔7〕是捻制钢丝成股，〔8〕是纤维原料准备，〔9〕是捻制纤维芯，〔10〕是成品合绳〔11〕是表面后处理，〔12〕是软化处理。〔13〕试验检查，〔14〕出厂流程的前十个环节无须特殊介绍。其中第〔11〕单元是将捻好的钢丝绳进行表面后处理，目的之一是使钢丝绳的股断面呈扇型以提高钢丝绳的防捻能力，之二是改善钢丝绳与外界的接触状态，提高钢丝绳的耐磨性和使用性能，表面后处理的原理是将钢丝绳在线通过一个被动的六对辊或八对辊垂直连轧机装置。以17%～20%的总压缩率进行轧制，轧制牵引力由设备的导轮产生。轧辊孔型与轧制规程可按线材轧制的原则处理。在表面后处理的过程中，始终用浇机油的方式进行冷却与润滑。轧辊的间距（L）不要成钢丝绳捻距之半的整数倍，应尽量缩短辊距。图3示出表面后处理装置的原理图。其中第12单元是将经过表面后处理的钢丝绳进行软化处理，通过一般的矫直形式消除钢丝绳的捻制应力，使其柔软、延长寿命。