钢丝绳点接触与线接触怎么区分
点接触钢丝绳,表示式中没有英文字母,如6*7结构的就是点接触钢丝绳,线接触钢丝绳结构如8*19S,指西鲁式钢丝绳。线接触钢丝绳使用寿命比光面钢丝绳更长久,锰系磷化耐磨涂层钢丝绳是光面钢丝绳的升级换代产品,钢丝表面锰系磷化膜膜重越大则疲劳寿命越长,性价比也越高,锰系磷化耐磨涂层钢丝绳的锰系磷化膜膜重一般15-40克/平米,光面钢丝绳的钢丝是没有任何耐磨保护涂层的,这是光面钢丝绳使用寿命比较短的主要原因。
线接触钢丝绳和点接触钢丝绳的区别主要有:
1、线接触钢丝绳破断拉力大于点接触钢丝绳的破断拉力、
2、接触点比点接触绳使用寿命要高1~1.5倍、
3、线接触钢丝绳比点接触钢丝绳的耐磨性能好。
点接触钢丝绳:绳股中相邻层钢丝呈点状态接触的钢丝绳,也叫非平行捻钢丝绳。
这种钢丝绳的绳股(中心钢丝除外)均用同一规格的钢丝捻制而成,各层钢丝的捻角相等但捻距不等,是一种老式结构的钢丝绳,通常所称的普通圆股钢丝绳就属此类。绳股内钢丝呈同心排列、相邻层钢丝数目的差值为6根。捻制的方法有右交互捻、左交互捻、右同向捻、左同向捻(见钢丝绳捻法)。绳股有带纤维芯和不带纤维芯的,有带涂层和不带涂层的。由绳股捻制的钢丝绳有带纤维芯的、也有带金属芯的。
线接触钢丝绳:绳股中相邻层钢丝呈线状态接触的钢丝绳,也叫平行捻钢丝绳。绳股由几种规格的钢丝捻制而成,各层钢丝的捻距相同但捻角不等。按照股中钢丝配置方式,线接触钢丝绳分为瓦林吞式、西鲁式、填充式和瓦林吞一西鲁式4种。
钢丝绳,按照股绳相邻层接触状态,分为点接触钢丝绳、线接触钢丝绳与面接触钢丝绳。点接触钢丝绳疲劳寿命最短,面接触钢丝绳疲劳寿命最长。
按照钢丝表面状态,分为镀锌钢丝绳、锰系磷化耐磨涂层钢丝绳与光面钢丝绳。光面钢丝绳疲劳寿命最短,锰系磷化耐磨涂层钢丝绳疲劳寿命最长,钢丝表面锰系磷化耐磨涂层厚度一般15-40克/平米之间。
钢丝绳的构造 由多层钢丝捻成股,再以绳芯为中心,由一定数量的一层或多层股捻绕成螺旋状。钢丝是碳素钢或合金钢通过冷拉或冷轧而成的圆形(或异形)丝材,具有很高的强度(抗拉强度为1 400~2 000MPa)、韧性(根据耐弯折次数分为特级、Ⅰ级、Ⅱ级),并根据使用条件不同可对钢丝表面进行防腐处理(一般场合可用光面钢丝,在腐蚀条件下可用镀锌钢丝,分甲、乙、丙三级)。绳芯采用有机纤维(如麻、棉)、合成纤维、石棉芯(高温条件)或软金属等材料,用来增加钢丝绳的弹性和韧性,储油润滑钢丝,减轻摩擦。 钢丝绳的类型 起重机用钢丝绳采用双捻多股圆钢丝绳。 (1)按捻制特性分为以下几种(图1)
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图1 钢丝绳的类型
1)点接触钢丝绳(也称普通钢丝绳图1a)。采用等直径钢丝捻制,由于各层钢丝的捻距不等,各层钢丝与钢丝之间形成点接触。受载时钢丝的接触应力很高,容易磨损、折断,寿命较低。优点是制造工艺简单、价廉。常作为起重作业的捆绑吊索,起重机的工作机构也有采用。
2)线接触钢丝绳(图1b、c、d)。采用直径不等的钢丝捻制,将内外层钢丝适当配制,使不同层钢丝与钢丝之间形成线接触。这样,在受载时钢丝的接触应力降低。线接触钢丝绳承载力高、挠性好、寿命较长,常用有瓦林吞型(粗细式W,图1b),西鲁型(外粗型X,图1c),填充型(密集型T,图1d)等。《起重机设计规范》推荐使用,在起重机的工作机构中得到广泛应用。
3)面接触钢丝绳(也称密封钢丝绳,图1e)。通常以圆钢丝为股芯,最外一层或几层采用异形断面的钢丝,用挤压方法绕制而成。其特点是,表面光滑、挠性好、强度高、耐腐蚀,但制造工艺复杂,价高,起重机上很少使用。缆索起重机和架空索道的承载索必须采用。 (2)按钢丝绳由丝捻成股的方向,与由股捻成绳的方向可分以下几种
1)交互捻钢丝绳(也称交绕)。丝捻成股与股捻成绳的方向相反,由于股与绳的捻向相反(图2a、b),使用中不易扭转和松散,在起重机上广泛使用。
2)同向捻钢丝绳(也称顺绕)。丝捻成股与股捻成绳的方向相同(图2c、d),挠性和寿命都较交互捻绳要好,但因其易扭转、松散,所以只用作牵引绳。
3)不扭转钢丝绳。这种钢丝绳在设计时,使股与绳的扭转力矩相等,方向相反,克服了在使用中的扭转现象,在起升高度较大的起重机上已有使用,并越来越受到重视。
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图2 钢丝绳的捻向
钢丝绳的选用 要满足足够的承载能力和寿命要求。
(1)钢丝绳的计算,采用安全系数法,按工作状态下的最大静拉力计算,公式为:
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式中 F0——钢丝计算破断拉力总和(查钢丝绳性能表);
Fmax——作用在钢丝绳上的最大拉力;
——钢丝绳捻制损失系数(查钢丝绳性能表);
n——安全系数,根据工作机构的工作级别(见表1)或用途(见表2)确定。
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注:对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级的工作级别的安全系数。
(2)钢丝绳的寿命。提高钢丝绳寿命,应在卷绕系统的设计上给予注意。配套使用的滑轮和卷筒的直径与钢丝绳的直径比D/d,对钢丝绳寿命影响很大,不得低于设计规范规定的值;滑轮和卷筒应选用铸铁的材料制造,防止由于材料太硬使钢丝绳损伤;应尽量减少钢丝绳弯折次数,避免反向弯折。在使用中加强对钢丝绳的保养和维护。
钢丝绳的使用和维护
(1)使用检验合格的产品,保证其机械性能和规格符合设计要求,不使用报废钢丝绳。
(2)保证足够的安全系数,必要时,要做受力计算。
(3)起升、变幅机构不得使用编结接长的钢丝绳。
(4)取物装置处于任何位置,卷筒上必须保留2~3圈的安全圈。
(5)使用中避免两钢丝绳的交叉、叠压受力,防止打结、扭曲、过度弯曲和划磨。
(6)保持钢丝绳表面清洁和良好的润滑状态。
(7)坚持每个作业班次对钢丝绳的检查(包括不易看到和不易接近的部位)。
钢丝绳的连接与固定 应与使用要求相符,并达到相应的强度和安全要求。
(1)绳卡连接
1)连接强度不小于钢丝绳破断拉力的85%。
2)绳卡数量根据钢丝绳直径满足要求(见表3)。
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3)绳卡压板应在钢丝绳长头一边;绳卡间距不应小于钢丝绳直径的6倍。
(2)编结连接
1)连接强度不小于钢丝绳破断拉力的75%。
2)编结长度不应小于钢丝绳直径的15倍,并不应小于300mm。
(3)其他连接:用楔块楔套、锥形套浇铸法和铝合金套压缩法等的连接,应满足相应的工艺要求,且连接强度应达到钢丝绳的破断拉力。
钢丝绳的报废
钢丝绳在使用过程中,因强大的拉应力、反复弯折和挤压造成的金属疲劳、由于运动引起的磨损等,使用一段时间后,会出现钢丝绳缺陷,表现在断丝、锈蚀磨损、变形等方面。一般情况下,钢丝绳的破坏首先发生在外层钢丝上。有下列情况之一,则予以报废。 (1)断丝与磨损指标 1)断丝的数达到表4的数值时。
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注:表中断丝数是指细钢丝,粗钢丝每根相当于1.7根细钢丝。
2)钢丝绳锈蚀或磨损时,应将表4断丝数按表5折减,并按折减后的断丝数报废。
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3)吊运炽热金属或危险晶的钢丝绳的报废断丝数,取一般起重机钢丝绳报废断丝数的一半,其中包括钢丝表面磨蚀进行的折减。
4)绳端部断丝。当绳端或其附近出现断丝,即使数量少,如果绳长允许,应将断丝部位切去,重新安装。
5)断丝的局部聚集程度。如果断丝聚集在小于一个节距的绳长内,或集中在任一绳股里,即使断丝数比上面表所列数值少,也应予以报废。
6)断丝的增长率。当断丝数逐渐增加,其时间间隔趋短,应认真检查并记录断丝增长情况,判明规律,确定报废日期。
7)钢丝绳某一绳股整股断裂。、 8)磨损。当外层钢丝磨损达40%,或由于磨损引起钢丝绳直径减小7%。
9)腐蚀。当钢丝表面出现腐蚀深坑,或由于绳股生锈引起的绳径增加或减小。
(2)绳芯损坏。由于绳芯损坏引起绳径显著减小、绳芯外露、绳芯挤出。
(3)弹性降低。一般伴随有下述现象:绳径减小、绳节距伸长、钢丝或绳股
之间空隙减小、绳股凹处出现细微褐色粉末、钢丝绳明显不易弯曲。
(4)变形。钢丝绳失去正常形状产生可见畸变,从外观上看可分为以下几种:波浪形、笼形畸变、绳股挤出、钢丝挤出、绳径局部增大、扭结、局部被压扁、弯折。
(5)过热。受到电弧打击、过烧,或外表出现可识别的颜色改变等。
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
2.线接触的股是一次捻制完成.股中各层钢丝间呈线接触状态,所有钢丝具有相同的捻距.股内钢丝排列紧密,上层钢丝刚好排在下层钢丝的的间隙中,并采用不同直径的钢丝,每层钢丝的捻距相同,相互之间紧密结合.
3.点接触在绕卷筒或滑轮弯曲时,会产生二次弯曲应力,造成钢丝绳疲劳断丝.
4.线接触绳的不产生二次弯曲应力,耐疲劳性有较大提高,在同一直径和强度时,比点接触钢绳破断拉力提高10%左右,所以比点接触使用寿命长
1、按结构分:
(1)单捻(股)钢丝绳:
1.普通单股钢丝绳:由一层或多层圆钢丝螺旋状缠绕在一根芯丝上捻制而成的钢丝绳;
2.半密封钢丝绳:中心钢丝周围螺旋状缠绕着一层或多层圆钢丝,在外层是由异型丝和圆形丝相间捻制而成的钢丝绳;
3.密封钢丝绳:中心钢丝周围螺旋状缠绕着一层或多层圆钢丝,其外面由一层或数层异型钢丝捻制而成的钢丝绳
(2)双捻(多股)钢丝绳:由一层或多层股绕着一根绳芯呈螺旋状捻制而成的单层多股或多层股钢丝绳
(3)三捻钢丝绳(钢缆):多根多股钢丝绳围绕着一根纤维芯或钢绳芯捻制而成的钢丝绳
2、按直径分:
(1)细直径钢丝绳,即直径<8mm的钢丝绳
(2)普通直径钢丝绳,即直径≥8~60mm的钢丝绳
(3)粗直径钢丝绳,即直径>60mm的钢丝绳
3、按用途分:
(1)一般用途钢丝绳(含钢绞线)(2)电梯用钢丝绳(3)航空用钢丝绳(4)钻深井设备用钢丝绳(5)架空索道及缆车用钢丝绳(6)起重用钢丝绳(7)预应力混凝土用钢绞线(8)渔业用钢丝绳(9)矿井提升用钢丝绳(10)轮胎用钢帘线(11)胶带用钢丝绳
4、按表面状态分:
(1)光面钢丝绳(2)镀锌钢丝绳(3)涂塑钢丝绳
5、按股的断面形状分:
(1)圆股钢丝绳(2)异形股钢丝绳
6、按捻制特性分:
(1)点接触钢丝绳(2)线接触钢丝绳(3)面接触钢丝绳
7、按捻法分:右交互捻、左交互捻、右同向捻和左同向捻四种
8、按绳芯分:(1)纤维芯-应用天然纤维(如剑麻、棉纱)、合成纤维和其他符合性能要求的纤维制成(2)钢芯(又称金属芯)-分独立的钢丝绳芯和钢丝股芯。
钢丝绳属于起重运输类材料,是指用多根或多股细钢丝拧成的挠性绳索,钢丝绳是由多层钢丝捻成股,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。
1.磷化涂层钢丝绳(中国专利),简称磷化钢丝绳,制绳钢丝磷化膜膜重3-60克/平米,磷化后捻制前钢丝不进行冷拉加工,直接捻制股绳、钢芯及钢丝绳,磷化膜可以提高制绳钢丝表面的耐磨损、耐腐蚀能力,有效抑制微动疲劳的发生。制绳钢丝磷化处理,优先采用锰系或锌锰系磷化,钢丝磷化后不进行任何拉拔加工,直接使用磷化钢丝捻制钢丝绳,由于磷化涂层使钢丝表面更加耐磨,而且磷化膜不导电,能够同时提高钢丝抗锈蚀能力,使用磷化钢丝绳使用寿命是光面钢丝绳的2-3倍,钢丝绳耐疲劳性能大幅度提高。[1] 磷化钢丝绳不仅是光面钢丝绳的理想替代品,而且完全有能力替代进口的钢丝绳[2-3] 。
2.镀锌钢丝绳,包括热镀锌和电镀锌两种方法,镀锌层对钢丝的保护属于阳极保护,镀锌层越厚防腐蚀能力越强
3.涂塑钢丝绳,在钢丝绳外表面或股绳外表面涂覆一定厚度的塑料,包括聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等
4.光面钢丝绳,经过热处理和表面准备的原料冷拉后得到的制绳钢丝(注:预处理过程中形成的磷化膜在冷拉过程中与拉丝模具激烈摩擦逐渐脱落),钢丝不再经过任何表面处理直接捻制股绳、钢芯和钢丝绳,国外1834年开始生产,国内1939年天津第一钢丝绳厂开始生产
点接触:股内相邻层钢丝之间呈点状接触形式,除中心钢丝外,各层钢丝直径相等,股通过分层捻制形成。
按照惯例,钢丝绳按捻制结构和捻制特性可分为点接触钢丝绳(非平行捻钢丝绳)和线接触钢丝绳(平行捻钢丝绳)。这种分类原则应该修改为按钢丝绳各层股绳接触状态和股绳中钢丝之间接触状态原则分类。这样有利于充分体现钢丝绳从丝—股—绳的结构特点,又可以较为全面地概括近期线材制品行业研究开发的钢丝绳新品种、新结构。