如何鉴别钢丝绳索是否有缺丝呢?
随着钢丝绳应用领域不断扩大,使用人群也比较多,所以在购买时对于如何辨别钢丝绳的质量就非常重要了,下面从以下几点来辨别钢丝绳的质量。
1.包装。包装钢丝绳质量在包装方面主要体现在,钢丝绳到货后,绳轮变形、摔坏或者散架造成钢丝绳在绳轮上乱卷、挤伤、擦伤或无防潮措施造成严重锈蚀而影响使用者。 但严格来说并不止于此,如包装不符合标准或者合同规定,订货合同与交货实物不符等都属于包装检查之内。 产生上述质量的主要原因是:一、厂家设计绳轮时对强度考虑不周,二,不按包装标准和合同标准包装,三,运输部门不按操作规程装卸,四,使用保管部门不按正确方法存放等 根据煤矿用钢丝绳检验技术规程第七章78条规定在验收检查中如违背规定之一者必须追究责任。 钢丝绳包装质量如下: 装卸中将绳轮摔坏、包装的包装布撕破 不正确的吊装绳扣挤在绳的缝隙中无法取出 装卸不当,木轴摔坏,钢丝绳摔散 木轴摔坏,钢丝绳散乱造成损伤绳轮强度不够 绳轮强度不够,摔坏后造成严重乱卷 库房管理紊乱,乱堆乱放 库房管理紊乱,堆积如山下部绳轮压垮、钢绳卡坏 钢绳在库内和码头上被烧毁。
2.表面损伤。钢丝绳或钢丝表面因与外部接触而产生的压伤、碰伤、挂伤、刮伤或钉伤等伤痕统称为表面损伤,但是在制造过程中由于压线模、预变型器或辊模等所产生的塑性变形并不属于表面损伤的范畴。 在检验过程中如发现下列情况之一者应按标准规定追究责任。压伤:因绳股被压伤后,钢丝绳变形,绳股压伤,绳径而变形造成捻距不均,股间隙增大,股间隙增大,麻芯外露,一般由搬运跌落、外力碰砸引起。碰伤:股碰伤后,造成硬弯凸起麻芯外露,一般由运输途中引起。挂伤:绳股被挂伤后,股松紧不均;成卷绳被严重挂伤报废,通常由生产过程中引起刮伤:这种损伤是运输或装卸中造成的缺陷,一般由运输途中引起。钉伤:绳头钉上已造成内层损伤,绳头钉固定而造成的此类现象一般不属于质量问题。划伤:外层钢丝被硬物划伤造成股外层丝松动,一般由运输途中引起。
3.捻制缺陷。所谓捻制缺陷,从广义来说,即凡是钢丝绳在捻制中(指捻股或绳)所出现的不符合钢丝绳标准中捻制质量要求的各种缺陷质量要求的各种缺陷统称为捻制缺陷, 包括: 捻制松紧不均例、股松弛绳芯移位、绳股严重松紧不均、绳股松紧不均鼓出、一股松紧不均而凸起、多股均有不同程度的松弛鼓出、多层股不旋转钢丝绳外层绳股松弛鼓出、严重麻芯移位、股中断丝后用铁丝捆绑造成股丝松弛混乱、一股严重松弛混乱例,一段绳中无麻芯,严重跳丝例,严重捻距不均等等。
4.表面锈蚀(浮锈)。钢丝绳表面(局部或整体)出现的氧化现象。 新钢丝绳表面锈迹(浮锈)产生的原因:一是生产中酸、碱、盐等物质残留在钢丝表面,二是钢绳油脂中含酸、碱或水分过大,三是钢丝绳生产中涂油不良,四是包装防潮措施不当(由其进口钢丝绳要经过远航运输)有害气体浸渍等所致。新绳(尤其用户要求不涂油的钢丝绳)出现轻微浮锈是允许的,但擦后仍有锈斑或已造成麻坑、麻面者应追究厂家责任。
5.镀锌缺陷。镀锌钢丝绳镀锌钢丝表面有开裂、脱落、锌堆积、锌疤和露钢等现象都属于镀锌缺陷。镀锌缺陷产生的原因主要是镀锌钢丝表面油污或者氧化皮未洗掉,镀锌工艺控制不严,如锌液纯度、温度、设备运行速度及平稳度、锌渣处理不当等原因所致。
6.涂油不良。涂油不良是说钢丝绳表面钢丝或麻芯的浸渍剂和润滑剂缺少、不均的现象。国家钢丝绳标准规定:“除非用户另有要求,钢丝绳中所有钢丝表面不应有未涂上润滑剂的地方。”这也是提高钢丝绳质量的一个措施。一般钢丝绳制造厂使用的钢丝绳油有两种:一种是(浸渍剂)麻芯脂,一种是外涂剂(表面脂)。产生涂油不良的主要原因是:一是目前国内油脂质量不过关,而是浸涂油方式不当。如捻绳时钢丝绳通过加热油槽时,停车时间较长,油温过高,油脂蒸发或者漏涂等都会造成涂油不良现象,如发现这种现象后应及时采取措施加以保护。
7.麻芯外露。麻芯从钢丝绳全长或者局部的股丝缝隙间被挤压而露出的现象叫做麻芯外露。产生麻芯外露的原因是:麻芯粗细不均,麻芯接头不良使局部增大或断开,绳股捻制不均等因素所造成。一般纤维芯(麻芯)钢丝绳在正常情况下,在钢丝绳全长的各股缝隙间应该有微小的缝隙,或有少量麻絮从间隙中飞出是正常现象,但是由于接头过粗,或接头断开而影响钢丝绳使用则应向厂商提出索赔。
8.股丝松散。钢丝绳端头松解和截断后,股或股中钢丝(全部或者部分)松开不成形。钢丝绳股丝松散主要是制造中预变形和后变形工艺处理不当所致。几乎所有国家的钢丝绳标准中都有规定:“.......钢丝绳切断后股和钢丝都应不松散”,因此,在检查中发现松散是不应该的。但是,目前很多钢丝绳厂生产的钢丝绳还没能达到完全不松散。
9.接头不良。钢丝绳中钢丝因接头方法不当,接头中心不正或者焊接不良等造成钢丝局部过大的现象。接头不良的主要原因是在拔丝、捻股或者合绳过程中钢丝断裂焊接不良所致,严重的是有些钢丝绳厂家不按标准规定接头,而是采用搭接,拧接,钩接等方法应付生产,同时我们也发现直径不同混接等现象。接头不良有时会造成股直径增大,有时迫使临近钢丝错位,焊头粗大、突出,使得股绳表面不圆滑。根据国家标准规定,一般细钢丝绳<18mm的钢丝绳在1000米内不得超过4处,重要用途钢丝绳或者定尺钢丝绳是不允许的。
10.股松弛(扭麻花)。钢丝绳中个别股出现突起或者陷落的现象,这种现象往往和股丝松动同时产生。产生这些缺陷的原因是:麻芯粗细不均,压线瓦位置不正,预变形卡具控制不当,各股压弯深度不一致或设备运转不平稳等所致。这种现象是不允许的,但如果出现在钢丝绳的端头不影响定货长度可协商处理,如已影响使用则应提出索赔。
11.股丝松动。股丝松动是股中钢丝出现的松弛现象。产生这些缺陷的原因:主要是钢丝公差大,中心丝未放大,各工字轮松紧度没调整好所致,往往这种缺陷与股丝交错相混。股丝松紧不均会严重影响钢丝绳受力不均,同时也易产生局部磨损,一般用途钢丝绳局部有轻微股丝松动还允许存在,但在一千米内不得超过5处,重要用途钢丝绳股丝松动是不允许的。
12.钢丝交叉。钢丝绳表面出现一处或者多处钢丝交叉,钢丝不在规定的几何位置出现现象。
这种缺陷可能出现在捻股时,也可能出现在捻绳是,在加工中由于工字轮上的钢丝松紧不均,压线瓦,分线盘机轴不同心或者分线盘与机轴中心线不垂直所致,也可能由于股内层钢丝捻制不均,配丝不当所致。检查时可按照交货技术条件决定,在一般情况下,一般用途钢丝绳,在1000米内不得超过三处,但矿山重要用途钢丝绳是不允许的。
13.缺丝(或跑丝)。是指在钢丝绳绳股中全长或者一段距离内少丝或者跑丝现象。缺丝或跑丝多出现在捻股过程中,在捻股时由于打轴不平而瞎轴线被拉断,钢丝脆断,工字轮缠线不足未及时刹车补接等都容易产生这种缺陷。这种缺陷,在多层缠绕的股中多发生在内层,用手摸有凹陷的感觉,有时呈波浪形,外部缺丝比较明显,缺丝的钢丝绳应向厂家提出索赔。
14.跳丝。跳丝是钢丝绳绳股中出现一根或者多根钢丝交叉凸起的现象或者呈弓形或者环形。这种缺陷产生的原因主要是线轴上的钢丝有硬弯或分线盘与回转成形辊距离不合适所致。另外捻绳时压线瓦过大,工字轮上的钢丝松紧不均等都可能产生这种缺陷。这种缺陷与断丝相同,但它比断丝容易发现,在使用中如发现有跳丝现象应及时将跳丝凸起部分剪断,否则跳出的部分压在其它丝上除本身很快磨损外,同时也影响其它附近钢丝寿命,一般用途钢丝绳1000米内不得超过两处,矿山重要用途钢丝绳则是不允许的。
15.断丝。钢丝绳断丝是指新的钢丝绳中个别钢丝在股中断开(支出或露在股表面)的现象,新钢丝绳断丝多数发生在捻股或者合绳的工艺操作中,如捻股时瞎轴,线被拉断,钢丝在轴上绞扣,轴轮在篮架中卡牢不转,钢丝脆断,电接不良等。生产钢丝绳过程中尤其在捻股过程中接头是不可避免的,在国内的钢丝绳标准中都有明确的规定。钢丝绳中应尽量避免接头,因为它会直接影响到钢丝绳的质量,如焊接处钢丝粗大或者出现疙瘩,则会引起股绳凸起,在使用时会引起局部磨损,如焊接处钢丝直径变细,往往会形成应力集中而使得钢丝过早断裂,如焊接处韧性过低或发脆也会过早产生疲劳断裂,因此,为了保证质量各制造厂必须严格控制断丝发生,在验收中钢丝绳发现断丝是不允许的,尤其矿井重要用途钢丝绳。
钢丝绳厂基本都使用400工字轮,工字轮装钢丝重量和工字轮宽度以及钢丝直径有关系,一般在120-150公斤,直径越小则钢丝越重,0.50mm和5mm钢丝容丝量相差很大,仅供参考
起重设备常用钢丝绳主要品种如下:
1.磷化涂层钢丝绳(专利技术),钢丝经锰系或锌锰系磷化处理,钢丝表面耐磨性、耐蚀性全面跃升,磷化膜与润滑脂的复合作用,有效抑制微动磨损的发生,彻底解决钢丝绳的磨损问题,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
1、拉丝技术的历史回顾
已知最早的金属线是由埃及人在大约公元2750年做的多线。在我国西安秦始皇兵马俑的考古中发现大量的石甲衣中采用了铜线,这也许是中国最早的金属线实证。公元400-1100年,金属线技术开始在很多国家发展起来,开始用手或马拉的方式拉丝,慢慢地,后来发明了一些技术,如绞盘、秋千、棘轮,并利用了重力。17世纪欧洲人开始采用水力拉丝。1769年蒸汽发动机的发明取代了人力拉丝技术以及水力拉丝[1]。20世纪电机技术的推广,为拉丝技术的飞跃提供了新动力。
1632年,开发出钢丝制针的工匠偶然发现,钢丝上的人尿残留层起到了润滑钢丝的作用,并且发现润滑可以减少动力需要。
早期有人尝试石模,后来有了铁模。从明朝江西人宋应星1637年在分宜所著《天工开物》中所做的描述中,可以发现用铁模拉丝:“凡针先锤铁为细条。用铁尺一根,锥成线眼,抽过条铁成线,逐寸断为针……”。1970年,新余仍有老工人在台虎钳上手工拉铁丝。贵州的首饰工匠现在还用手工拉银线。
1834年德国人Wilhelm Albea发明了钢丝绳,同期在英国架起了电报线,并开始做海底电报线。
电机的发明促使了单卷筒拉丝机的出现。为了提高效率和质量,在单拉机实现了2道,甚至3道拉拔(滑动拉丝),采用了骑马式起线器和水冷技术,模具技术不断提高。1993年,笔者参观堪萨斯州的联合钢丝绳公司时,仍看见他们在用单拉机,不过一个人开6台,盘重大约1 t,效率还是不低。倒立式单拉机和水平卷筒的拉丝机仍得到了大量的使用,适合加工道次少和中大尺寸的钢丝产品,并且很容易实现大盘重生产。
随着交流电机及控制技术的发展,20世纪初发明了连续式拉丝机,降低了人工成本,并提高了拉丝速度。MORGAN是早期主要的拉丝机生产企业之一。20世纪30年代后期Marchal Richard Barcro公司发明了B—B拉丝机(双积线),改善了冷却,并减少了扭转问题。该设备特别受钢丝绳厂的欢迎,到1976年该公司停业时,已有上千台这样的设备投入使用。
后来出现的拉丝机是活套式,20世纪70年代末德国的KOCH公司发明了直线式调谐辊式SEN-SOR ARM拉丝机。大约1970年发明的窄缝式冷却技术为拉丝速度的提高提供了非常有利的条件。改进卷筒设计、卷筒外风冷、旋转模、直接水冷的采用都是提高拉丝机性能的技术。20世纪90年代起出现了卧式连续拉丝机,主要是出于降低劳动强度的需要,且便于维修。拉细丝时可以两排布置,降低了占地面积,大型的已经发展到直径为1 270mm的卷
筒。
在避免钢丝扭转的同时,直线式拉丝机获得了优秀的道次与速度协调能力。速度更快、质量更好,易操作和维护,可灵活配模,因电气技术的发展使得能耗下降了。
随着数字技术的发展,可以通过一台计算机监控一组拉丝机的工作状态。
干式连续拉丝机的卷简直径是250-1270mm,直流或交流的电机功率为15-160kW。小型干式拉丝机工作速度达到25m/s以上,大型拉丝机的产能已突破2万t/a。
基于滑动拉丝技术的湿拉设备在有色金属及小尺寸钢丝上得到了大量的应用,如铜线、铝线、钢帘线、钢丝绳用钢丝、细弹簧丝等,采用水性或油性的润滑液体。有色线早就已经出现了多根同时拉拔的技术。水箱拉丝机的速度很高,拉拔道次从几次到二十几次,可以实现很大的压缩量,重型水箱可使φ5.5mm的高碳钢线材直接十产品,但是钢丝在水箱中有一些扭转,需要调整平整度的技术和经验。
2、突破速度障碍
拉丝机技术已经取得了很大进步,一些速度记录可以反应当前的成就:进线φ9.5mm拉拔电工铝线时的速度可以达到30m/s以上,拉拔高碳钢细丝也可接近这样的速度;进线φ1lmm的82B钢丝,出线94.22mm的速度记录是12m/s。高速度生产优质钢丝需要全面综合的条件。以下总结和分析了几种影响高速拉拔的因素及突破方向。文中未特别说明时,线材指钢线材。
2.1原料
大盘重可减少接头所需的停机时间,对于提高拉丝设备的作业效率非常重要。有色金属工业在20世纪70年代就引进了先进设备,而钢铁工业的线材大盘重生产开始于80年代的后半期。在1988年以前,盘重300kg线材在中国已经属于大盘重了,有些产品每件甚至只有大约60kg,金属制品企业少量的引进设备只有使用进口大盘重线材时才能发挥效益。1988年在马鞍山出现了第一个盘重约2t的高速线材厂,后来2t左右的盘重逐渐成为国内主流,大盘重线材的出现使得我国有了发展高速拉丝的条件。国外已有了约3t盘重的线材。
原料品质也相当重要。好的线材极少断线,可以拉得更快,确保拉丝机的作业效率;另外,好的线材是优质钢丝的质量基础,可以降低产品成本。拉拔PC钢丝时,好的材料每百口屯断线次数不到一次。钢帘线由于加工工序多,产品直径细,对断线问题更加敏感。现代冶金和轧钢技术改善了金属组织和线材质量,使拉丝更容易,降低了生产成本。
2.2线材表面的准备
线材热轧时表面都会产生氧化铁皮,个别钢铁企业提供酸洗服务,特别是不锈钢线材。多数情况下,拉拔前的表面准备是由钢丝企业完成的。好的表面准备可以确保金属变形时与模具间摩擦正常,对于确保顺利、高速的拉拔非常重要。
最普遍的工艺仍然是酸洗+磷化+硼化(或皂化,或在石灰液中浸泡)。采用振动、超声波和电解等技术,结合一些其他技术,在保证质量的前提下,减少了污染物排放。法国有代替磷化的非反应涂层材料,可减少污染问题。为了解决环保问题,越来越多人采用机械除鳞技术,但实践中也遇到了一些困难,尤其是生产成品钢丝时。
德国的ECOFORM公司推出了在线涂覆技术,采用类似挤塑的技术,将润滑剂涂在钢丝表面,大大改善润滑效果,提高模具寿命和拉拔速度。在应用中,拉拔W(C)=0.83%的碳素钢丝时,
进线直径5.5mm,出线直径2.2mm,成品速度由12m/s提高到了20m/s。将发生在模具里的被动过程变成了易控制的主动过程。
2.3收放线技术
成品出线速度提高后,放线速度自然也要跟上去,但是放线速度快到一定程度以后容易出现乱线、卡线现象,从而制约速度的提升。
选择放线技术的时候要同时考虑前道的收线技术,放线可看作是前道收线的一个逆过程。选择收线技术应进行系统地考虑,主要考虑下道工序的需要。如果是成品就得研究最适合顾客的方式,通常收线技术影响顾客的成本及效率。
盘条一般采用水平叉或竖筒放线,水平叉的鸭舌起到了减少线圈过快跑出的问题,但因容易乱线,水平叉放线速度很难提高。对小直径的钢丝使用工字轮是最理想的高速放线方法。
工字轮可以高速收线,且排线较整齐,有利于再放线。主动式工字轮放线可以实现精确张力控制,不过很少用在拉丝上。有的设备实现了自动换盘,如KOCH的一些钢丝拉丝机和其他公司的一些铝线拉丝机,明显提高了生产效率。
象鼻子(鹅颈)收线也是一种可以实现连续作业的技术,钢丝有一些扭转,可实现大盘重收线或小盘重不停机收线。GCR此类设备设计速度达到了28 m/s,直径为400-760mm。采用倒立式收线没有扭转问题,国外最高设计速度达25 m/s,且可实现大盘重生产。
收放线的张力控制很重要。设备通过张力可判断速度是否协调正常,张力也影响收线的排线质量。被动式放线主要靠制动产生张力,主动放线可采用如力矩电机、活套和张力感应辊等技术。散卷放线被动放线没有张力控制,但需要水平叉的鸭舌产生适当的阻尼。
2.4 润滑
拉拔离不开润滑,润滑失效的可能出现是限制速度的重要原因之一。润滑失效使得钢丝温度剧升,被拉拔金属与模具粘连,导致模具寿命缩短及产品表面损坏等问题。
常用的润滑材料有钙基或钠基的硬脂酸盐(拔丝粉)、润滑油和油脂等。同样的润滑材料在不同厂有时候表现不同,这是因为其他因素导致模具内压力和温度的不同,使得润滑剂的表现不同。
除了2.2所述的润滑技术外,压力模也可实现类似的干涂。无酸拉拔时,在拉丝机前加在线硼化装置是有效果的,且降低了对涂粉技术的要求。在拉丝机的拔丝粉盒里增加一个搅拌器,可避免隧道效应。粉夹是一种卡在钢丝上使拉丝粉更容易带进模具中的工具,有时效果很好,但也可能导致带进模具的粉过多。粉夹的压力和接触形式会影响到使用效果[1]。
润滑失效可根据出粉状态判断,正常时不结焦,
塑化的粉粘附在钢丝上,出现问题时出粉很硬,结块
显示出高温的黑色。严重时会出现剧烈摩擦,钢丝
表面磷化膜破损,甚至出现拉拔马氏体及横向裂纹。
2.5 拉丝机
拉丝机的机电特性、冷却能力以及前面讲到的收放线技术都影响到拉丝的速度和质量。高速拉丝需要电机、传动机构、速度协调控制系统及旋转卷筒的动平衡效果的支持。
拉丝系统的热平衡能力也是关键因素,金属拉拔变形过程中的摩擦及变形都产生热量,现代的拉丝机通过模具水冷、卷筒内部水冷及外部钢丝风冷带走热量,速度越快,单位时间产生的热量越多,而拉丝机的冷却能力是有限的。高温导致时效脆性,一般建议出模温度不能高出180℃,220℃以上会出现严重的脆化。
意大利线材技术有限公司提出如下拉丝卷筒冷却水量计算方法:
每个卷筒每分钟冷却水量(20℃):W20=f·Pinst,其中/是0.7-1.0的系数,Pinst是装机功率。如安装8台75kW电机的连续拉丝机,系数取0.85,其冷却水总供应量(未包括模盒)应为8*75*60*0.85=30.6 t/h。
卷筒内壁的锈蚀对冷却传热影响很大,WAI的钢丝手册[2]上可以查到,0.25mm厚的锈蚀使传热能力下降50%。采用适当的防锈技术应该是有益的,但应注意避免采用低导热性的涂层。
窄缝式冷却已经成为全球流行的技术,也有公司制造直接水冷的V形槽拉丝机,直接水冷法做的成品钢丝呈温热状态,韧性好,强度略低。温度较高时,虽然拉出的拉丝强度更高,但同时有塑韧性损失,即使没到严重的程度,其强度也不能稳定保持。做预应力钢绞线的经验表明,在绞线稳定化后,直接水冷的低温低强度钢丝强度会回升,而很高强度的热钢丝其强度会有一个明显的损失。神户制钢于20世纪70年代研究出模后钢丝直接水冷,用了两年时间才将此技术实用化。也有企业曾在卷筒旁进行喷水雾的尝试。
斜卷筒设计是改善冷却、提高速度潜力的有效手段。因为斜卷筒增加积线高度,即增加钢丝在卷筒上的冷却时间。增加卷筒数量也是一种设计思路,这可以减少每道的压缩率,即减轻每道次冷却系统的负荷。
为高速生产,也有公司研究出不停机的钢丝拉拔技术,采用3 t盘重防乱线放线技术,前4道高积线,打轴机自动换盘,工字轮的容量达3t。
2.6改进拉拔工艺
韩国的研究者采用了等温度的压缩率分配原则[3],即将各道出模预测温度都控制在166℃,避免了传统分配方法第一道冷却能力利用不足的问题。这样的分配结果是压缩率从第一道起逐步下降,充分利用了每道次的冷却能力。一般的经验做法是将第一道压缩率控制在较低水平,这可以在第一道实现较好的润滑剂涂覆效果,但此效果同时受润滑剂特性、压缩量、速度和冷却能力的影响。更理想的是应综合考虑拔丝粉的特性和表现、设备性能、冷却能力、材料变形能力和总压缩率,在保证质量的前提下发挥设备潜力。
采用压力模可以提高润滑效果,并提高材料拉拔变形时的塑性,有利于提高速度。
在拉丝机上装辊模进行拉拔也可以实现高速拉拔,采用辊拉方法生产钢丝时,比固定模获得更加强烈的[110]织构,变形均匀,发热更少,具有较高的强度指标和塑性指标[4]。一种注册商标为MICROROLLING的技术已经应用于加工铜、锌、铝、钛、铜合金、铝合金、碳素钢、不锈钢、工具钢丝及气保焊丝和药芯焊丝等。加工φ1.8mm的中、高碳钢丝时,出线速度达到了16m/s,同规格的软线速度可达25m/s。
3、结语
为了更快更好地拉丝,我们应注意以下几点:(1)采用盘重尽量大的优质原料;(2)做好适合后续高速加工技术的表面准备,甚至可与拉丝机整合在一条线上;(3)采用适当的收放线技术,防止乱线和断线,适应相应的拉丝速度;(4)采用适当的润滑剂,适应预期的加工条件;(5)采用控制稳定、无扭转、冷却优良的高速拉丝机,甚至可用辊拉方式实现变形过程;(6)综合地考虑表面准备、润滑、冷却、模具及材料特性在拉丝过程的影响,在控制温度和确保表面质量的前提下充分利用设备的冷却及速度潜力。
捻股的生产工艺及设备 钢丝绳的生产有拉丝、捻股及合绳三个基本工序。 原材料:这里说的钢丝绳拉丝是指原材料经过酸洗、磷化、剥壳、开坯,其间进行一次或多次的拔拉,改变其分子机构,使其达到目标直径的一种工艺手段。
原材料有0.14~10.00mm的黑色金属和直径为0.01~16.00mm的有色金属。
酸洗:用酸液洗去钢丝绳原材料表面锈蚀物和轧皮的过程,在钢丝绳生产工艺中又叫剥壳,主要把高线的氧化物剥离,以免铁锈等杂质影响开坯,损坏拉丝模具。
磷化:通俗的说就是把材料浸入磷酸盐溶液中,使其表面获得一层不溶于水的磷酸盐薄膜的工艺。在一定程度上防止腐蚀。
开坯:通过各种拉制金属线的模具中心的一定形状的孔,圆、方、八角或其它特殊形状。当金属强行穿过模孔时尺寸、形状都发生变化。
冷拔丝:普通的圆钢,让它通过比它的直径小一点的孔中强行拉过,则圆钢直径就会变小,长度会伸长,不断重复这样的加工过程,则圆钢就会进一步变小。产生这种塑性变形以后的钢材硬度会增加,塑性会基本消失。不要求塑性,只要求强度的场合,可以使用这样的钢材。
回火:因为钢丝的分子结构已经破坏,只有回火再次还原钢丝内部的结构。以便于再次拉丝,这样不易断裂,而且能拉到我们想要的强度。强度就是我们说的的抗拉强度。强度是拉丝拉出来的,不是热处理出来的。这就是钢丝绳工艺和机械加工工艺最大的区别了。一般的强度:1470N/mm2,1570N/mm2,1670N/mm2,1770N/mm2,1870N/mm2,1960N/mm2.强度越高,拉力越强,但是韧性越差。所以,在钢丝绳选型上应选择合适的强度。不能一味高强度。高强度钢丝绳拉力是强的,但是在耐磨度和柔韧性方面比较弱。 捻股的类型、结构和用途 钢丝绳的类型、结构、原料和生产工艺取决于用途。一般钢丝绳用直径 0.1~6.0mm 圆断面的碳素钢丝。捻制密封和半密封钢丝绳时,采用 Z形和其他异型钢丝。钢丝绳的类型按用途分:有悬吊桥梁用绳和矿用捻股、架空索道用承载绳、传动装置用牵引绳、电梯用绳、捆扎和拖编货物用系扎绳等。钢丝绳的品种不断增多,结构日益复杂,除采用各种涂层钢丝外,还使用不锈钢丝和双金属钢丝。为确保钢丝绳使用的安全性和可靠性,要求钢丝绳有足够的强度,良好的挠性、捻制的密实性、抗压性、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳强度等,其中强度最为重要。
钢丝绳的截面结构有点接触圆股、线接触圆股、面接触圆股、异型股、单层股不旋转、密封及扁平等。其中面接触圆股钢丝绳是靠捻股机的牵引力将线接触绳股通过拔丝模或辊模拔制而成。通过拉模,绳股变形前和变形后的截面捻股中有涂油和镀层两种防腐措施。 涂油:所有钢丝绳都必须涂油。纤维芯浸油,要求油脂能够保护纤维芯不腐烂、不锈蚀钢丝,滋润纤维,并从内部润滑钢丝绳。表面涂油使绳股中所有钢丝表面都均匀地涂上一层防锈润滑油脂,其中对摩擦提升和矿水大的矿井用绳,要涂增磨和抗水性强的黑油油脂;其他用途则涂成膜性强、防锈性能好的红油油脂,并要求油层薄,便于在操作过程中保持清洁。
镀层:有镀锌、镀铝、涂尼龙或塑料等。镀锌又分钢丝先镀后拔的薄镀层和钢丝拔后镀锌的厚镀层,厚镀层的机械性能比光面钢丝绳有所降低,宜在严重腐蚀环境中使用。镀铝钢丝绳比镀锌钢丝绳更耐腐蚀、耐磨、耐热,主要用于渔业拖网船舶及含H2S的矿井等,采用先镀后拔法生产。涂尼龙或塑料的钢丝绳分涂绳和涂股后合绳两种。前者用于静索,后者用于动索。
卷线工序:将钢丝线盘,重新卷在捻股机的工字轮上;也可将钢丝从拔丝机后直接卷到工字轮上。 捻股 将钢丝捻成绳股。捻股机有筐篮式、轴管式、无管式和双捻机等。为12轴管式捻股机示意图,1是装下层绳股的工字轮,2是旋转的机筒,内装12个卷满钢丝的工字轮,3是成股的压线瓦,4是牵引轮,5是上层绳股的收线轮,机筒旋转一周,牵引轮引出的绳股长度即为股的捻距。 在合绳机上将绳股围绕绳芯中心线作螺旋线排列生产钢丝绳的工艺过程。合绳要严格按照钢丝绳制造工艺规定进行。合绳机选定后,应认真选配合绳用股,股的规格、结构、捻向(见钢丝绳捻法)、长度等应满足钢丝绳制造卡片的要求。股选定后,将载股工字轮安装在合绳机的工字轮轮架上。合绳工序中工字轮的安装、股的穿线方法、捻制参数的调整及捻制操作与捻股时的相同。合绳与捻股相比,仅在捻制工艺上有所不同。钢丝绳的捻制分为单捻钢丝绳的捻制、双捻钢丝绳的捻制和三捻钢丝绳的捻制3种类型。
单捻钢丝绳捻制方法和捻制工艺与相同结构的股的捻制方法和捻制工艺基本相同,区别仅在于在单捻钢丝绳中,围绕绳芯外的各捻制层的钢丝捻向是交替变化的,捻向则按外层钢丝的捻向确定。密封钢丝绳属单捻钢丝绳,捻制方法与捻制圆股单捻钢丝绳相似,其不同点在于,捻制时必须保证绳芯外的异形钢丝大面始终朝向钢丝绳的外表面。密封钢丝绳绳芯外异形钢丝的捻制一般在专用设备上完成。
双捻钢丝绳通常由2、3、4、6、7、8根股捻制而成。最多可达到36股,品种多,结构较复杂,是应用最广泛的钢丝绳。应用最普遍的是由6根股组成的双捻钢丝绳。中细规格的双捻钢丝绳可采用管式捻股机捻制。粗规格钢丝绳,特别是同向捻钢丝绳(见钢丝绳捻法),采用筐篮式合绳机捻制。异形股钢丝绳可采用专用设备捻制,也可在普通合绳机上将圆形股变形成异形股后捻制成钢丝绳。面接触钢丝绳可采用异形钢丝绳捻制法制造,也可采用塑性压缩法制造。塑性压缩法是在捻股时将圆形股经受拉拔或辊压,使股中钢丝产生塑性变形,改变股内钢丝的接触状态,然后用这种股捻制成钢丝绳。三捻钢丝绳的捻制与双捻钢丝绳的捻制相同,只是捻制次数增加了。
所有钢丝绳都应捻制成不松散的。钢丝绳的不松散性能通过合绳时对捻制股进行预变形实现。金属绳芯的钢丝绳也可以采用热处理方法获得不松散性能。为了改善钢丝绳的力学性能和不松散性能,除合绳时对股进行预变形外,捻股和合绳时还广泛采用股矫直工艺,以消除钢丝绳的捻制应力。
在合绳机的牵引轮和收线装置之间设有钢丝绳涂油槽,对钢丝绳涂油。钢丝绳涂油后经排线机构均匀地缠绕在收线机构的工字轮上。捻制完毕后,钢丝绳的绳头用软钢丝扎紧并固定在工字轮轮盘上。
中国年产钢绳180万吨居世界第一,磷化钢丝绳是世界钢丝绳领域革命性创新技术,使用寿命(疲劳寿命)超大幅度跃升,光面钢丝绳历史使命已完成,全面进入磷化涂层钢丝绳时代:
1.磷化涂层钢丝绳,钢丝经锰系或锌锰系磷化处理,钢丝耐磨、耐蚀防锈能力全面跃升,疲劳寿命是同结构光面钢丝绳3倍左右(是光面钢丝绳的升级换代产品,也可以替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用,目前仍然货源紧张,供不应求)
2.镀锌钢丝绳,热镀锌和电镀锌
3.不锈钢丝绳,304或316不锈钢
4.涂塑钢丝绳,钢丝绳基础上,外层涂覆聚乙烯或聚丙烯
5.光面钢丝绳,将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。
大气环境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。