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。
1.按钢丝绳的断面形状分: 有圆形钢丝绳和扁形钢丝绳。
2.按钢丝绳股的断面形状分: 有圆形股和异型股又可分为: 三角股、扁形股等。
3.按钢丝绳股内各层钢丝互接触的状态分:点接触钢丝绳、线接触钢丝绳(包括点线接触钢丝绳)。
4.按钢丝的断面形状分为: 用圆形钢丝制成的钢丝绳和用异型钢丝制成的钢丝绳(如密封式钢丝绳)。
按钢丝表面情况分为: 光面钢丝和镀锌钢丝。按钢丝的机械性能分为: 特号钢丝和1号钢丝。
5.按钢丝绳股的数目分为: 单股、六股、八股以及十二股、十八股、三十四股等前三种钢丝绳由一
层绳股组成十二股及十八股钢丝绳,是由两层绳股组成而三十四股钢丝绳,也叫做不旋转钢丝绳。
6.按钢丝绳捻制的方向和捻法分: 按股捻制的方向一一右向捻和左向捻按钢丝绳捻法一-交互捻(逆捻) 和同向捻(顺捻)。
7.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 ),德国则把圆股钢丝绳划分为140、160、180 和200 (kg/mm2) 4类。
8.按用途分类:
(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)矿并提升用钢丝绳
(10)轮胎用钢帘线
(11)胶带用钢丝绳。
(12)边坡防护网用的防护网的大勾花网、还有用钢丝绳制成的钢丝绳网。
1.锰系磷化涂层钢丝绳(中国专利),钢丝经锰系、锌锰系磷化处理,钢丝的耐磨性、耐蚀性大幅度提高,钢丝表面不易磨损、不易锈蚀使钢丝绳疲劳寿命超大幅度提高,疲劳寿命是同结构光面钢丝绳3-5倍(试验室可比条件下),远超进口光面钢丝绳,建议自己做对比疲劳寿命测试并对比,锰系磷化涂层钢丝绳正在全面取代各类光面钢丝绳,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耐蚀能力),使用寿命更长,单位使用成本更低,质量稳定性可靠性更佳,按照现在钢丝绳市场的大致价格,锰系磷化涂层钢丝绳日均使用费用仅为光面钢丝绳的30%左右,使用成本更低,性价比更高。
2.镀锌钢丝绳,包括热镀锌和电镀锌两种,一般热镀锌锌层厚,电镀锌锌层薄,可以腐蚀环境下使用。
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,不耐磨,使用寿命短,市场需求剧减,将被锰系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,优选锰系磷化涂层钢丝绳,海水中优选海工钢丝绳。采购时请注意,在购货发票必须注明钢丝绳名称,如锰系磷化涂层钢丝绳或316不锈钢丝绳,防范不法企业侵害自身合法权益,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(磷化膜膜重大小、耐磨性、耐蚀性等对锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命有重要影响),仅供参考。
镀锌钢丝绳
和锰系磷化涂层钢丝绳(以前是光面钢丝绳,正逐渐被淘汰)
国内生产钢丝绳品种如下:
1.磷化涂层钢丝绳(
中国专利
),钢丝经锰系、锌锰系
磷化处理
,钢丝表面的耐磨性、耐蚀性全面跃升,不易磨损、不易锈蚀使钢丝绳
疲劳寿命
超大幅度提高,是同结构光面钢丝绳3倍(试验室可比条件下),通过
疲劳试验
可以验证,全面取代各类光面钢丝绳,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
检验耐蚀能力),使用寿命超长,单位使用成本更低,质量稳定性更佳。
2.镀锌钢丝绳,包括
热镀锌
和
电镀锌
两种,一般热镀锌锌层厚,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
,优选锰系磷化涂层钢丝绳,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,防范不法企业侵害自身合法权益,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(磷化膜膜重大小、耐磨性、耐蚀性等对钢丝绳使用寿命有重要影响),仅供参考。
1.传递:能够通过柔性和弹性特性实现力的转向和转移,如绞盘机;
2.承重:韧性强,能够承载很大的载荷,如吊车上的吊缆;
3.定位:对结构进行限制作用,如船舶、海上平台的系泊定位缆绳,及家居晾衣绳。
钢丝绳的应用领域
鉴于它的这些功能,主要应用于工业生产、加工制造、交通运输以及生活居家等各个方面。
按照应用分类
主要有伐木用钢丝绳、吊车用钢丝绳、起重用钢丝绳、化学用钢丝绳、船舶用钢丝绳、车辆用钢丝绳、航空用钢丝绳、家庭用钢丝绳。
按钢丝绳芯材料不同可分为麻芯、石棉芯和金属绳芯三种,起重作业中常采用麻芯钢丝绳,麻芯中浸有润滑油,起减小绳股及钢丝之间的摩擦和防腐蚀的作用。
按钢丝绳绳股及丝数不同可分为6×19、6×37和6×61三种,起重作业中最常用的是6×19和6×37钢丝绳。
按钢丝表面处理不同又可分为光面和镀钵两种,起重作业中常用光面钢丝绳。
按钢丝绳股结构分类,又可分为点接触绳、线接触绳和面接触绳。
点接触绳的各层钢丝直径相同,但各层螺距不等,所以钢丝互相交叉形成点接触,在工作中接触应力很高,钢丝易磨损折断,但其制造工艺简单。
线接触绳的股内钢丝粗细不同,将细钢丝置于粗钢丝的沟槽内,粗细钢丝间成线接触状态。由于线接触钢丝绳接触应力较小,钢???绳寿命长,同时挠性增加。由于线接触钢丝绳较为密实,所以相同直径的钢丝绳,线接触绳破断拉力大些。绳股内钢丝直径相同的同向捻钢丝绳也属线接触绳。
面接触绳的股内钢丝形状特殊,采用异形断面钢丝,钢丝间呈面状接触。其优点是外表光滑,抗腐蚀和耐磨性好,能承受较大的横向力但价格昂贵,故只能在特殊场合下使用
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。