钢丝绳种类

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。

钢丝绳直径X钢丝绳直径X50÷1000=T 这是理论重量

实际工作中出于安全考虑，所以必须要除以4----8倍的安全系数

1、什么是钢丝绳

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。

2、钢丝绳的分类：

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

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。

破断拉力理论计算公式：

理论计算钢丝绳破断拉力最小值用下式表示：

F=K′D2R/1000

式中：

F—钢丝绳的最小破断拉力， KN

D—钢丝绳的公称直径，mm

K′—某一指定结构的钢丝绳的最小破断拉力系数

K′值见相关钢丝绳资料

R—钢丝绳公称抗拉强度，MPa

钢丝绳最小破断拉力系数K′

实际上，破断拉力有很多影响因素，与钢丝绳的结构、捻距、捻制质量等有着密切的关系。目前国外和我过重要用途钢丝绳标准都明确规定。

钢丝绳破断拉力是钢丝绳所有力学性能指标中最重要的指标，可以通过整绳破断拉力总和来表示。

钢丝绳的整绳破断拉力是一个能全面反映钢丝绳实际承载能力的科学指示，它与钢丝绳的抗拉强度、

如何正确选用钢丝绳

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)

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。

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：

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。

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)。

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。

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。

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。

①按捻向分：有右捻(Z)、左捻(S)、交互右捻(SZ)、交互左捻(ZS)、同向右捻(ZZ)、同同向左捻(SS)。②按表面分：有光面和镀锌两类。③按强度分：即按单丝的公称强度，把钢丝绳分为几种级别。各国的定级标准不同。如，我国把圆股和异型股钢丝绳分为140、155、170、185、200(kg/mm2)，而日本则把圆股钢丝绳分为135、150、165、180(kg/mm2)，德国则是把圆股钢绳划分140、160、180和200(kg/mm2)4类。④按结构分：此种分类的基本思想是要以直接通过展示钢绳内部结构组成，达到分类。具体格式是用整数、字母、符号按规定次序连结组合表示。它能对现有的全部圆股和异型股及封闭式钢丝绳进行分类。目前世界各国生产的钢绳，大约有50种左右，即如：6×19.6×37.6×Fi(25)、8×W(19)、7×7+6×Fi(29)、6△×(36)、6=(33)+6△(21)等类别。例：6×37：表示该绳有6股，每股共37根单丝；8×W(19)：表示有8股，每股19根丝，属瓦林吞捻制。见本节“7.常用标准”中提供的有关标准。⑤按用途分：a.牵拉：拖船、浮运、货网等用钢绳；b.承载：起重、桥梁、索道等用钢绳；c.提升：电梯、矿井、缆车等用钢绳；d.固定：码头、高压线杆(塔)等定位用钢绳；e.专用：石油、化工、飞机等特定用钢绳。

规格及外观质量

(1)规格：表明钢绳的尺寸、结构、强度等项内容。由于各国生产钢丝绳型号及习惯不同，故表示规格的格式也有所不同，表1、表2分别为我国与德国圆股钢丝绳〔“7.常用标准”中(2)、(19)的规格内容〕的规格。

表1我国圆股钢丝绳的规格格式

国圆股钢丝绳的规格格式

直径 钢丝总断面积 参考重量 钢丝绳公称抗拉强度(kg/mm2)

钢丝绳 钢丝 140 155 170 185 200

钢丝破断拉力总和

mm mm2 kg/100m kg,不小于

表2德国圆股钢丝绳的规格格式

钢丝绳标称直径 单位长度重量G

kg/m 理论计算破断拉力 最小破断拉力

钢丝的公称强度为下列数值时

1570N/mm2

(160kgf/mm2) 1770N/mm2

(180kgf/mm2) 1570N/mm2

(160kgf/mm2) 1770N/mm2

(180kgf/mm2)

F理论值 F理论值 F最小 F最小

d 允许偏差% Kn kgf kN kgf kN kgf kN kgf