钢丝绳分类与应用
钢丝绳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。
钢丝绳可按形状,层次,状态等方式分类。
形状
1.圆股钢丝绳
2.编织钢丝绳
3.扁钢丝绳
层次
钢丝绳按拧绕的层次可分为单绕绳、双绕绳和三绕绳。
单绕绳
由若干细钢丝围绕一根金属芯拧制而成,挠性差,反复弯曲时易磨损折断,主要用作不运动的拉紧索。
双绕绳
由钢丝拧成股后再由股围绕绳芯拧成绳。常用的绳芯为麻芯,高温作业宜用石棉芯或软钢丝拧成的金属芯。制绳前绳芯浸涂润滑油,可减少钢丝间互相摩擦所引起的损伤。双绕绳挠性较好,制造简便,应用最广。
三绕绳
以双绕绳作股再围绕双绕绳芯拧成绳,挠性好;但制造较复杂,且钢丝太细,容易磨损,故很少应用。钢丝绳的绕制方向有顺绕和交绕两种。钢丝拧成股的绕向与股拧成绳的绕向相同者称顺绕。顺绕钢丝绳的钢丝间接触较好,挠性也较好,使用寿命长,但有扭转松散的趋向,不宜用作自由端悬吊重物的提升绳,可作为有刚性导轨对重物导行时的提升绳或牵引绳。钢丝拧成股的绕向与股拧成绳的绕向相反者称交绕。交绕的钢丝绳不易扭转松散,在起重作业中广泛使用。
a
右交互捻ZS:绳右捻,股左捻股捻的方向与股内钢丝捻的方向相反称交互捻
b 左交互捻SZ:绳左捻,股右捻
c 右同向捻ZZ:绳右捻,股右捻
d 左同向捻:绳左捻,股左捻
e 右混合捻:绳右捻,部分股左捻,部分股右捻
f 左混合捻:绳左捻,部分股右捻,部分股左捻
状态
钢丝绳也可按股中每层钢丝之间的接触状态分为点接触、线接触或面接触3种。
①
点接触的钢丝绳:股中钢丝直径均相同。为使钢丝受力均匀,每层钢丝拧绕后的螺旋角大致相等,但拧距不等,所以内外层钢丝相互交叉,呈点接触状态。
②
线接触的钢丝绳:股中各层钢丝的拧距相等,内外层钢丝互相接触在一条螺旋线上,呈线接触状态。线接触钢丝绳的性能比点接触的有很大改善,所以使用广泛。
③
面接触钢丝绳:面接触绳股的一种,外层用异形钢丝制成,表面光滑,耐磨性好,与相同直径的其他类型钢丝绳相比,抗拉强度较大,并能承受横向压力,但挠性差、工艺较复杂、制造成本高,常用作承载索,如缆索起重机和架空索道上的缆索。
应用 编辑
由于钢丝绳独特性能,迄今为止国内外还未找到一种更理想的产品来全面或在一个领域内替代钢丝绳,因而,钢丝绳在冶金、矿山、石油天然气钻采、机械、化工、航空航天等领域成为必不可少的部件或材料,其质量也被国内多个行业所关注,并投入大量人力、物力进行钢丝绳使用研究和产品开发工作,对钢丝绳的结构选择、日常使用、维护保养、更换报废等各个环节制定了很多规程和细则。
1、《煤矿安全规程》、《起重机械安全管理规程》、《汽车起重机和轮胎起重机安全规程》、《桥式起重机安全技术检验细则》等都对钢丝绳结构选择、日常使用、维护保养、更换报废等方面作出切实可行的规定。
2、煤炭等行业把对钢丝绳的检查纳为日常必要的安全生产检查管理内容。
3、多个研究院所参与了钢丝绳相关项目的研究,取得了可转化为生产力的成果。
4、一批钢丝绳检验和报废实用规范有效实施。GB/T5972-2006《起重机用钢丝绳检验和报废实用规范》替代GB/T5972-1986版本标准,2006年9月1日实施。GB9075-1988《架空索道用钢丝绳检验和报废规范》适用于单线循环式、双线循环式及往复式客运、货运架空索道用钢丝绳,但不适用于临时性货运索道及林业索道用钢丝绳。MT716-2005煤矿重要用途钢丝绳验收技术条件和MT717-1997煤矿重要用途在用钢丝绳生能测定方法及判定规则是煤矿安全、正确合理使用钢丝绳的法规依据。
5、中国工程机械学会港口机械分会注重于钢丝绳的研究,多年来,在钢丝绳国产化,科学合理选择、使用方面作了大量有益的工作。
钢丝绳按捻向分可以分为点接触、线接触和压实钢丝绳三种。
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。
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;
钢丝绳品种结构、分类很多,主要有:
架空索道用钢丝绳、矿井提升用钢丝绳、起重设备用钢丝绳、钻探井设备用钢丝绳、渔业用钢丝绳、电梯用钢丝绳、航空用钢丝绳、操纵用钢丝绳等等。
1、普通低碳钢热轧圆盘条(GB701-65),普通低碳钢热轧圆盘条由低碳普通碳素结构钢或屈服点较低的碳素结构钢轧制而成,是线材品种中用量最大、使用最广泛的盘条,故又称普通线材,简称普线。
主要用途:普线主要用于建筑钢筋混凝土结构作配筋用,也可冷拔拉制成钢丝,作捆扎等用。
2、普通低碳钢无扭控冷、热轧盘条(ZBH4403-88),无扭控冷、热轧盘条由无扭高速线材轧机轧制后采取控制冷却制成,材质与普线相同,但无扭控冷、热轧盘条具有尺寸精度高、表面质量好、较高的力学性能等优点。
主要用途:无扭控冷、热轧盘条尺寸精度分A、B、C三级。A、B、C级精度适用于拉丝、建筑、包装和焊条等用途,B、C级精度适用于加工成螺栓、螺丝和螺母等。
3、优质碳素钢盘条(GB4354-84),优质碳素钢盘条是用优质碳素结构钢轧制而成。是线材品种中用量较大的品种之一。
主要用途:优质碳素钢盘条主要用于加工制造碳素弹簧钢丝、油淬火回火碳素弹簧钢丝、预应力钢丝、高强度优质碳素结构钢丝、镀锌钢丝、镀锌绞线钢丝绳等。
钢丝绳索具是起重工具的重要组成,是吊装作业不可或缺的工具,也是备受推崇的吊装工具。其优势性主要体现在以下几方面: 能够传递长距离的负载,以及多种载荷及交变载荷的作用; 具有较高的抗拉强度,疲劳强度和冲击韧性;适用于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途; 在高速工作相关信息条件下,耐磨、抗震、运转稳定性好,能够在各种有害介质的恶劣环境中正常工作; 承载安全系数大,使用安全可靠。压制钢丝绳吊索具除外层钢丝的磨损外,主要因绕过吊钩和被吊物时反复弯曲引起金属疲劳而逐渐折断,因此吊钩或被吊物与压制钢丝绳直径的比值是决定压制钢丝绳索具使用寿命的重要因素。
钢丝绳具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性,具有较长的使用性能。与钢丝绳等强度,吊装作业安全,负荷大,可承受冲击载荷,使用寿命长。外形美观。过渡平滑,操作工人挂绳卸绳方便。定位准确,尤其是用在起重机拉臂绳索和港口用人字钩、天平钩。集装箱吊具等方面。采用进口铝合金无缝套管压接索具工艺,起质量稳定,生产效率高,可靠性强,适合大批量生产。用途广泛,通用性强,便于使吊索具标准化、系列化。节约钢丝绳,减少绳夹、锥形套筒、楔形套等零部件,提高设备起吊能力。适合于产品标准化,尤其是可以向国标标准靠拢,使我国的工索具制造业由手工作坊式生产转变成为专业化生产,使我国的索具生产技术上升到一个新水平。钢丝绳索具是起重工具的重要组成,是吊装作业不可或缺的工具,也是备受推崇的吊装工具。其优势性主要体现在以下几方面:能够传递长距离的负载,以及多种载荷及交变载荷的作用;具有较高的抗拉强度,疲劳强度和冲击韧性;适用于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途;在高速工作条件下,耐磨、抗震、运转稳定性好,能够在各种有害介质的恶劣环境中正常工作;承载安全系数大,使用安全可靠。具有较高的抗拉强度,疲劳强度和冲击韧性;适用于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途;钢丝绳索具与其它相比,自身重量轻,便于携带和运输,因此,是大型工业吊装作用最常用的工具。
压制(钢缆)钢丝绳套索具(可分为纤维芯FC、钢芯IWRC)是以钢丝绳为原料,经过钢丝绳压套机的压制加工而成,主要用于吊装、牵引、拉紧和承载的绳索被称为压制钢丝绳索具。压制钢丝绳索具具有强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断等特点,广泛应用于钢铁、化工、运输、港口、建筑等行。插编(钢缆)钢丝绳套索具(可分为纤维芯FC、钢芯IWRC)是起吊、移位、搬运重物的一种安全、实用的吊装专用工具。压制钢丝绳索具是以钢丝绳为原料,经过钢丝绳压套机的压制加工而成,主要用于吊装、牵引、拉紧和承载的绳索被称为压制钢丝绳索具,其特点为耐高温、耐磨损,使用方便,承载能力大,广泛应用于机械、冶金、船舶、石油、港口等行业。钢丝绳索具,一个是插扣。
一个是铝合金套管压制,一个是钢丝绳夹夹头。常用钢丝绳有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳或涂塑钢丝绳,大气环境中使用,专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长,重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳,磷化涂层提高钢丝的耐磨性和耐蚀性,不易磨损和不易腐蚀是提高钢丝绳使用寿命的原因,光面钢丝绳正在被彻底淘汰。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,只是增加了制绳前的耐磨磷化处理工序,钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高,磷化钢丝不经过冷拉直接捻制钢丝绳。
1、钢丝绳能够传递长距离的负载。
2、承载安全系数大,使用安全可靠。
3、自重重量轻,便于携带和运输。
4、能够承受多种载荷及变载荷的作用。
5、具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性。
6、在高速工作条件下,耐磨、抗震、运转稳定性好。
7、耐腐蚀性好,能够在各种有害介质的恶劣环境中正常工作。
8、柔软性能好,适宜于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途。
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。
钢丝绳的组成:
1、钢丝
钢丝绳使用过程中需要承受交变载荷的作用,其使用性能钢丝绳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。
2、绳芯
绳芯的主要作用是对钢丝绳起到支撑作用,以达到稳定的横断面结构。绳芯包括钢芯和纤维芯,纤维芯包括天然纤维芯和合成纤维芯,天然纤维芯如剑麻、黄麻、棉线等,合成纤维芯包括聚乙烯和聚丙烯长丝等。天然纤维芯可以储存较多的润滑脂,对钢丝绳起到润滑作用,延长钢丝绳使用寿命。
3、润滑脂
钢丝绳捻制过程中喷涂润滑脂,其主要作用有两个,其一,对钢丝绳进行润滑减缓钢丝表面的磨损,其二,润滑脂可以将钢丝表面与空气中的氧气隔离,对钢丝绳发生氧化锈蚀起到抑制作用。
1、按照材质分类
1)、碳素钢钢丝绳,以优质碳素结构钢钢丝为原料捻制而成。
2)不锈钢钢丝绳,以不锈钢钢丝为原料制造捻制而成。
2、按照表面状态分类
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。
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。
3、按照钢丝绳捻制方法分类
1)单股绳,也称为单捻绳,由制绳钢丝 钢丝绳围绕中心丝或麻芯捻制而成,可以捻制一层或多层钢丝。
2)双捻绳,由双股绳围绕绳芯(钢芯或纤维芯)捻制而成,可以捻制一层或多层钢丝,是使用最广泛的钢丝绳品种。
3)三捻绳,以双捻绳作为股绳围绕绳芯捻制而成,主要用于直径60mm以上的粗规格钢丝绳,如海工钢丝绳等。
4、按股绳内部钢丝接触状态分类
1)点接触的钢丝绳,股中钢丝直径均相同,各层钢丝之间捻角相同,捻距不同,所以内外层钢丝相互交叉,呈点接触状态。
2)线接触的钢丝绳,股中各层钢丝的捻距相同捻角不同,内外层钢丝互相接触在一条螺旋线上,呈线接触状态。在使用条件相同情况下,线接触钢丝绳使用寿命比点接触钢丝绳长。
3)压实类钢丝绳,原称为面接触钢丝绳,钢丝绳捻制过程中,经过锻打、拉拔等,钢丝之间形成接触面,包括股绳压实、钢丝绳压实和绳股双压实等。
4)密封钢丝绳,外层用异形钢丝制成,包括T型S型Z型断面结构的钢丝,表面光滑,耐磨性好,与相同直径的其他类型钢丝绳相比,抗拉强度较大,并能承受横向压力,但挠性差、工艺较复杂、制造成本高,常用作承载索,如 缆索起重机和 架空索道上的缆索。
钢丝绳广泛应用于工程起重机中。通常,几根高强度钢丝将一根钢丝缠绕在一起形成一根钢丝绳,再将部分钢丝缠绕在一起形成一根钢丝绳,部分钢丝缠绕在中心钢丝绳上。
钢丝绳的选择标准为:非旋转钢丝绳适用于无导向重物提升时或在较大高度下进行多次无导向重物提升。当进行一次有导向重物提升或在较小高度下进行多次有导向重物提升或左旋和右旋绳成对使用时,可选用普通钢丝绳。