钢丝绳内部是怎样构成的?
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。
常用钢丝绳品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳、涂塑钢丝绳及光面钢丝绳。钢丝绳由钢丝、麻芯和润滑脂构成,钢丝由盘条经过热处理及冷拉制造而成,GB/T优质碳素钢热轧盘条,化学成分为优质碳素结构钢GB/T699-1999,两个标准截图如下:
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、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。
按照钢丝绳捻制方法分类
单股绳
也称为单捻绳,由制绳钢丝钢丝绳层次围绕中心丝或麻芯捻制而成,可以捻制一层或多层钢丝。
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。
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
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