钢丝绳分类与应用

1.概述 (1)定义：用配制好的钢丝，在机器上，按规定一次多根捻制成单股绳，后用6或8个这样的股，配以纤维芯，再次合成的绳称钢丝绳。 (2)种类和用途：钢丝绳的分类方法较多，各国的分法不同，常见的有按钢绳结构、捻向、表面、用途、强度等分类。品种的多样，反映了用途的多样。 ①按捻向分：有右捻(Z)、左捻(S)、交互右捻(SZ)、交互左捻(ZS)、同向右捻(ZZ)、同同向左捻(SS)。 ②按表面分：有光面和镀锌两类。③按强度分：即按单丝的公称强度，把钢丝绳分为几种级别。各国的定级标准不同。如，我国把圆股和异型股钢丝绳分为140、155、170、185、200(kg/mm2)，而日本则把圆股钢丝绳分为135、150、165、180(kg/mm2)，德国则是把圆股钢绳划分140、160、180和200(kg/mm2)4类。④按结构分：此种分类的基本思想是要以直接通过展示钢绳内部结构组成，达到分类。具体格式是用整数、字母、符号按规定次序连结组合表示。它能对现有的全部圆股和异型股及封闭式钢丝绳进行分类。目前世界各国生产的钢绳，大约有50种左右，即如：6×19.6×37.6×Fi(25)、8×W(19)、7×7+6×Fi(29)、6△×(３６)、6=(33)+6△(21)等类别。例：6×37：表示该绳有6股，每股共37根单丝；8×W(19)：表示有8股，每股19根丝，属瓦林吞捻制。见本节“7.常用标准”中提供的有关标准。⑤按用途分：a.牵拉：拖船、浮运、货网等用钢绳；b.承载：起重、桥梁、索道等用钢绳；c.提升：电梯、矿井、缆车等用钢绳；d.固定：码头、高压线杆(塔)等定位用钢绳；e.专用：石油、化工、飞机等特定用钢绳。 2.主要生产厂及输往国家、地区 (1)主要有天津、上海、沈阳、陕西、江苏等地的钢丝绳厂生产。其产品除供应国内使用外，还输往菲律宾、新加坡、香港、西班牙、加拿大、埃及、也门等。 (2)我国进口的钢丝绳主要来自：德国、日本、英国、俄罗斯、韩国等。 3.规格及外观质量 (1)规格：表明钢绳的尺寸、结构、强度等项内容。由于各国生产钢丝绳型号及习惯不同，故表示规格的格式也有所不同，表1、表2分别为我国与德国圆股钢丝绳〔“7.常用标准”中(2)、(19)的规格内容〕的规格。 (2)外观质量：钢丝绳的外观，无论是否镀锌，均应要求光滑，无断裂、捻制均匀、端头不松散等；单丝表面不得有凹陷、锈蚀、压扁、碰伤等缺陷。 对于光面钢丝绳，为了防腐和防锈，表面要涂油。

2、钢丝绳是一种具有强度高、弹性好、自重轻及挠性好的重要构件,被广泛用于机械、造船、采矿、冶金以及林业等多种行业。

3、钢丝绳之所以用途十分广泛，是因为它有以下特点：

（1）钢丝绳能够传递长距离的负载

（2）钢丝绳能够承受多种载荷及变载荷的作用

（3）钢丝绳具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性

（4）钢丝绳在高速工作条件下，耐磨、抗震、运转稳定性好

（5）钢丝绳的耐腐蚀性好，能够在各种有害介质的恶劣环境中正常工作

（6）钢丝绳的柔软性能好，适宜于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途

（7）钢丝绳的承载安全系数大，使用安全可靠

（8）钢丝绳的自重重量轻，便于携带和运输

起重设备常用钢丝绳品种如下：

1.磷化涂层钢丝绳（中国专利），钢丝经锰系或锌锰系磷化处理，钢丝表面的耐磨性、耐蚀性全面跃升，不易磨损并不易锈蚀使钢丝绳疲劳寿命超大幅度提高，疲劳寿命是同结构光面钢丝绳3倍，通过疲劳试验可以验证疲劳寿命（亲自做疲劳试验最具可信性），是光面钢丝绳的升级换代产品，也可替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用（可通过盐雾试验检验或对比耐蚀能力），使用寿命超长，单位使用成本更低，稳定性更佳。

2.镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种，一般而言，热镀锌锌层厚，电镀锌锌层薄

3.不锈钢丝绳，以304或316不锈钢为主，防腐蚀效果非常优秀但是价格昂贵

4.涂塑钢丝绳，碳素钢丝绳基础上，外层涂覆聚乙烯、聚丙烯或尼龙

5.光面钢丝绳，使用寿命短，市场需求剧减，将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。

6.海洋工程系泊用钢丝绳

7.缆索钢丝绳

大气环境中使用的起重机械，优选锰系磷化涂层钢丝绳，重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳，海水中优先海工钢丝绳。采购时请注意，在购货发票必须注明钢丝绳名称，如磷化涂层钢丝绳或316不锈钢丝绳，以保护自身合法权益，另外，专利产品一般在钢丝绳外包装上有专利号喷涂标注，质保书应有主要技术指标，如磷化膜种类和膜重，仅供参考

钢丝绳的规格参数

一般起重作业可采用GB/T8918-1996《钢丝绳》中6×19和6×37钢丝绳,其规格参数见下表：

表一：

表二：

钢丝绳是把很多根直径为0.3～3mm的高强度碳素钢钢丝先拧成股,再把若干股围绕着绳芯拧成绳的。钢丝绳种类很多,按绕捻方法不同可分为左同向捻、右同向捻、左交互捻、右交互捻四种,起重作业中常用右交互捻钢丝绳。

按钢丝绳芯材料不同可分为麻芯、石棉芯和金属绳芯三种,起重作业中常采用麻芯钢丝绳,麻芯中浸有润滑油,起减小绳股及钢丝之间的摩擦和防腐蚀的作用。

按钢丝绳绳股及丝数不同可分为6×19、6×37和6×61三种,起重作业中最常用的是6×19和6×37钢丝绳。

按钢丝表面处理不同又可分为光面和镀钵两种,起重作业中常用光面钢丝绳。

按钢丝绳股结构分类,又可分为点接触绳、线接触绳和面接触绳。

点接触绳的各层钢丝直径相同,但各层螺距不等,所以钢丝互相交叉形成点接触,在工作中接触应力很高,钢丝易磨损折断,但其制造工艺简单。

线接触绳的股内钢丝粗细不同,将细钢丝置于粗钢丝的沟槽内,粗细钢丝间成线接触状态。由于线接触钢丝绳接触应力较小,钢???绳寿命长,同时挠性增加。由

于线接触钢丝绳较为密实,所以相同直径的钢丝绳,线接触绳破断拉力大些。绳股内钢丝直径相同的同向捻钢丝绳也属线接触绳。

面接触绳的股内钢丝形状特殊,采用异形断面钢丝,钢丝间呈面状接触。其优点是外表光滑,抗腐蚀和耐磨性好,能承受较大的横向力但价格昂贵,故只能在特殊场合下使用。

锰系磷化属于耐磨耐蚀磷化，汽车变速箱钢制齿轮就是经过锰系磷化处理的，可以保证汽车齿轮十余年不损坏。中国专利技术生产的磷化涂层钢丝绳，优先采用锰系或锌锰系磷化，与光面钢丝绳生产工艺对比，只是增加了最后的耐磨磷化处理工序，制绳钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高，使用磷化钢丝直接捻制钢丝绳。目前疲劳试验数据表明，磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构国产光面钢丝绳的3-4倍左右，是进口光面钢丝绳的2-3倍，（试验室可比条件下）随着对耐磨磷化配方的研究，还有大幅度提升的可能性，是世界钢丝绳领域目前最先进技术。锰系磷化就是耐磨磷化，可以解决钢丝绳使用过程中的磨损问题，光面钢丝绳正在被淘汰，因为磷化涂层钢丝绳供不应求，目前比较抢手，需要多询问几家企业。

购买磷化涂层钢丝绳价格高于光面钢丝绳，但单位使用成本低于光面钢丝绳。目前的试验数据证明磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳的3-4倍，钢丝绳使用寿命与疲劳寿命是正比关系，按照现在钢丝绳市场的大致价格，锰系磷化涂层钢丝绳的价格虽然高于光面钢丝绳，而使用寿命延长幅度远高于价格的增长幅度，所以，磷化涂层钢丝绳日均使用费用仅为光面钢丝绳的30%左右，使用寿命更长，单位使用成本更低，使用过程中的稳定性和安全性及性价比更高，是光面钢丝绳的升级换代产品，仅供参考

国内生产钢丝绳品种如下：

1.磷化涂层钢丝绳（中国专利），钢丝经锰系、锌锰系磷化处理，钢丝表面的耐磨性、耐蚀性全面跃升，不易磨损、不易锈蚀使钢丝绳疲劳寿命超大幅度提高，是同结构光面钢丝绳3倍（试验室可比条件下），通过疲劳试验可以验证，全面取代各类光面钢丝绳，也可替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用（可通过盐雾试验检验耐蚀能力），使用寿命超长，单位使用成本更低，质量稳定性更佳。

2.镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种，一般热镀锌锌层厚，电镀锌锌层薄

3.不锈钢丝绳，以304或316不锈钢为主，防腐蚀效果非常优秀但是价格昂贵

4.涂塑钢丝绳，碳素钢丝绳基础上，外层涂覆聚乙烯、聚丙烯或尼龙

5.光面钢丝绳，使用寿命短，市场需求剧减，将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。

6.海洋工程系泊用钢丝绳

7.缆索钢丝绳

大气环境中使用的起重机械，优选锰系磷化涂层钢丝绳，重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳，海水中优先海工钢丝绳。采购时请注意，在购货发票必须注明钢丝绳名称，如磷化涂层钢丝绳或316不锈钢丝绳，防范不法企业侵害自身合法权益，另外，专利产品一般在钢丝绳外包装上有专利号喷涂标注，质保书应有主要技术指标，如磷化膜种类和膜重（磷化膜膜重大小、耐磨性、耐蚀性等对钢丝绳使用寿命有重要影响），仅供参考。

按钢丝绳绳股及丝数不同可分为6×19、6×37和6×61三种,起重作业中最常用的是6×19和6×37钢丝绳。

按钢丝表面处理不同又可分为光面和镀钵两种,起重作业中常用光面钢丝绳。

按钢丝绳股结构分类,又可分为点接触绳、线接触绳和面接触绳。

点接触绳除中心钢丝外，各层钢丝直径相等, 股通过分层捻制形成，钢丝互相交叉形成点接触,在工作中接触应力很高,钢丝易磨损折断。

线接触绳股由不同直径的钢丝一次捻制而成的。股内钢丝粗细不同,将细钢丝置于粗钢丝的沟槽内,粗细钢丝间成线接触状态。由于线接触钢丝绳较为密实,所以相同直径的钢丝绳,线接触绳破断拉力大些。绳股内钢丝直径相同的同向捻钢丝绳也属线接触绳。

面接触绳的股内钢丝形状特殊,采用异形断面钢丝,钢丝间呈面状接触。其优点是外表光滑,抗腐蚀和耐磨性好,能承受较大的横向力但价格昂贵,故只能在特殊场合下使用。

异形股钢丝绳：异形股钢丝绳因其股断面呈三角形、椭圆形或扇形而得名。

镀锌钢丝绳：对钢丝表面进行镀锌处理（或镀锌后拉拔），然后在捻制成的钢丝绳。

按照构成股断面的形式，钢丝绳可分为圆股钢丝绳和异形股钢丝绳（其中异形股钢丝绳主要包括三角股钢丝绳、椭圆股钢丝绳和扇形股钢丝绳）。按照钢丝（钢丝绳）表面状态，钢丝绳可分为光面钢丝绳、镀锌（锌铝合金）钢丝绳和涂（包）塑钢丝绳。

钢丝绳是由钢丝、绳股、绳芯三部分组成。钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，钢丝绳由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。在物料搬运机械中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。1834年欧洲人奥鲁勃特发明了世界上第一根钢丝绳（光面钢丝绳），1939年建立的天津市第一钢丝绳厂是我国第一家金属制品企业。钢丝绳使用过程中需要承受交变载荷的作用，其使用性能主要由钢丝力学性能、钢丝表面状态和钢丝绳结构决定。钢丝材质包括碳素钢或合金钢，通过冷拉或冷轧而成，钢丝横断面有圆形或异形（T型S型Z型），异形横断面钢丝主要用于密封钢丝绳的生产，具有较高的抗拉强度和韧性，并对钢丝进行适宜的表面处理以满足不同使用环境条件的需求。

钢丝用优质碳钢制成，经多次冷拔和热处理后可达到很高的强度。潮湿或露天环境等工作场所可采用镀锌钢丝拧成的钢丝绳，以增强防锈性能。钢丝绳在各工业国家中都是标准产品，可按用途需要选择其直径、绳股数、每股钢丝数、抗拉强度和足够的安全系数，它的规格型号可在有关手册中查得。钢丝绳除外层钢丝的磨损外，主要因绕过滑轮和卷筒时反复弯曲引起金属疲劳而逐渐折断，因此滑轮或卷筒与钢丝绳直径的比值是决定钢丝绳寿命的重要因素。比值大，钢丝弯曲应力小，寿命长，但机构庞大。必须根据使用场合确定适宜的比值。钢丝绳表面层的磨损、腐蚀程度或每个拧距内断丝数超过规定值时应予报废。