拉跨海大桥的“钢丝绳”是怎么制作出来的

钢丝绳生产工艺：

钢丝绳生产工艺主要包含钢丝拉拔，修模技术工艺，热处理正火、淬火工艺，酸洗磷化工艺，钢丝绳生产工艺，钢丝绳芯加工工艺，木轮制作工艺，钢丝绳包装工艺等。

其中，最为关键的是钢丝拉拔、捻股、合绳这三个环节往往最容易影响钢丝绳的质量。

介绍

1、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。

2、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。

3、合绳是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。

中国建设出了很多的伟大工程，这些工程也令很多发达国家叹为观止，同时也证明了中国在基建方面的实力和造诣，巩固了中国在国际上的地位。而最令人感叹的就是中国建设的跨海大桥在不同的区域会使用不同的技术来建设，但是也有很多人都感到好奇，跨海大桥的承载量非常的大，而在这个过程当中使用的钢丝绳为什么不会断呢？

其实为了能够有巨大的承载力，并且具备一定的安全性能，中国在此方面也是下了大功夫的，从它的制作工艺上面就能够看得出来。一般是要进行开坯，也就是通过各种拉制金属线的模具中心的一个形状的孔，圆，方，八角或者是其它的特殊形状。而当金属强行的穿过这些孔之后，不管是尺寸还是形状都会发生一些变化，一般普通的员工通过一些小的孔强行拉入之后，圆钢的直径就会变小，长度就会拉长，不断的在这样的重复加工过程中，圆钢也就会进一步的变小，但是钢材的硬度却会增加，而且钢材的塑性也基本上会随之消失。

除此之外，由于在这个过程当中，公司的分子结构已经遭到了破坏，所以需要再次回火来还原钢丝内部的结构，这样才不容易拉断也可以增加它的强度，也就是我们所说的抗拉强度，其实强度是经过拉丝拉出来的，而不是处理出来的，这也是钢丝绳工艺和机械加工工艺最大的区别了。强度越高拉力越强，但是韧性会越差，所以在制作钢丝绳的时候要选择合适的强度，不能一味的要求高强度，这样制作出来的高强度拉丝耐磨性和柔韧性也会更加的好一些。

进行了这一系列的工艺之后还需要捻股，不过这个过程也需要根据不同的类别而进行加工，为了增加它的耐磨性，还会采用各种涂层在钢丝外进行涂抹，这样就可以使钢丝绳不会经过风霜的洗礼而造成生锈或腐败，也会拥有更加足够的强度和良好的绕行。而在捻股的过程当中，也会使钢丝绳更加的具有密实性，抗压性与耐磨性以及耐腐蚀性和抗疲劳性，对强度也是非常重要的。

看到这些制作这个过程之后，你就会发现我国制造出来的跨海大桥所使用的钢丝绳为什么不会断了！还真的是厉害！

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。

将钢丝绳置于面前，呈现Z型的为右捻钢丝绳

，如下图

左捻钢丝绳则出现S型，与上述图片相反。

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。

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光面钢丝绳的3-4倍左右（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。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大约是光面钢丝绳的1.4-1.6倍，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30-45%，使用成本更低，性价比更高，仅供参考

六股钢丝绳的对接:

小接法是将两个蝇头单股拆开,按一定的方法将两个绳头的股编结在一起。用这种方法接出的绳子,在接头的范围内,是两根绳子的绳股合在一起,因此绳头变粗。这样对接的绳子一般不用在通过滑轮处,只作增加绳子的长度使用。它的接头长度较短,一般规定为(40 ~ 50)·d。如用在重要部位的绳索,接头长度可加长到(80 ~ 100)·d,所以对接法也叫短插。

钢丝绳大接法多用于无极绳绞车运输、卷扬机钢丝绳,接头的连接,如该矿无极绳运输系统中用到的钢丝绳,绳长要求4 000 m,但国产的钢丝绳长度一般都是1 000 m/根,在这种情况下,就需要由使用单位,向制造厂要求订制4 000 m的钢丝绳。如厂家供货到不了现场,就需要用接长的办法,将两根钢丝绳接头连接在一起。这种接头质量要求高,要保证钢丝绳接头处的粗细与原有钢丝绳断面相近似(实际要略细一点),以便使钢丝绳在运行中能平稳地通过轮槽且整齐地排列在卷筒上。实践证明,接头处的钢丝绳抗拉力,完全能达到原设计钢丝绳的抗拉力。

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。

钢丝绳可按制绳钢丝材质，表面状态、捻制方法和钢丝绳用途等进行分类。

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

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。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] 。

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

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

钢丝绳捻制方法标示方法如下:

a 右交互捻ZS:绳右捻，股左捻，股绳捻向与股内钢丝捻向相反，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

折叠 按股绳内部钢丝接触状态分类

按股中相邻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，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。

钢丝绳的编头方法如下：

1、每3股一组剥开，最好不要散，需要多大的圈自己看

2、预留插编绳头大概50公分，然后反方向重新编回，麻绳最好也编进去，编到分叉的根部，各分3股，预留插编绳头分开一边一边插

3、接近分叉的一根先插，分叉的2股，第2根往上压一根插2股，第3根压一根插2股，依次类推一边插3回合，插完后过长的绳头割去，完成。

扩展资料：

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。

按照表面状态分类

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，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 。

1、捻距不同

钢丝绳的捻距一般是直径的5-8倍，钢丝的极限抗拉强度可选用1570 MPa、1670 MPa、1770 MPa、1870 MPa、1960 MPa等级别，钢丝绳的弹性模量不小于1.2×105 MPa。

钢绞线的捻距一般小于直径的14倍，钢丝的极限抗拉强度宜选用1670 MPa、1770 MPa、1860 MPa等级别，钢绞线的弹性模量不小于1.6×105 MPa。

2、可划分种类不同

钢丝绳可分为纤维芯钢丝绳和钢丝芯钢丝绳，空间结构中应选用无油镀锌钢芯钢丝绳。

钢绞线可分为镀锌钢绞线、铝包钢绞线、高强度低松弛预应力钢绞线、不锈钢钢绞线、高钒镀层钢绞线（Galfan索）、密封钢绞线等。

3、特性不同

钢丝绳，捻距小、捻角大，柔软性好、易弯曲；但截面含钢率偏低，钢丝缠绕的重复次数较多，强度及弹性模量均低于其它种类的索。

钢绞线，捻距和捻角，介于钢丝绳和钢丝束之间，因此兼具了两者的优点，强度高、弹性模量大、抗扭转 抗滑移性能好、运输安装方便。近年来，高钒索和密封索，在空间结构领域得到了大量应用。

参考资料来源:百度百科-钢绞线

参考资料来源:百度百科-钢丝绳