金属股芯瓦林吞钢丝绳参数化设计与建模

推导了右交互捻6×19W+IWS钢丝绳各丝在空间中的几何位置,编写了各丝中心螺旋线的程序,利用Pro/E软件,建立了6×19W+IWS空间模型,对其进行了参数化设计,可生成系列的右交互捻金属股芯瓦林吞钢丝绳空间模型,为进一步分析钢丝绳的力学性能打下了基础。

瓦林吞股参数计算数学模型

针对以往瓦林吞股设计计算的缺陷,对未捻制和捻制状态股的参数进行分析,建立瓦林吞股通用数学模型。推导出股各层捻角、捻距、捻制圆半径和捻制钢丝直径配比等几何参数计算公式,给出结构设计的计算方法;运用切线法求解计算中遇到的一元三次方程;数学模型通过Delphi7编程并设计,由Delphi设计系统计算得到不同股捻距倍数下1-7-7+7和1-8-8+8股钢丝直径配比;并且画出以该设计结果为依据的钢丝绳中股绳捻制状态下的截面图,截面图中钢丝之间无缝隙重叠现象。

我国线接触股钢丝绳渊源及结构参数计算程序

介绍我国线接触股钢丝绳的由来、发展过程和品种范围。鉴于钢丝绳增加品种和需用7.0以下的低捻距倍数捻股等要求,编制了线接触股程序,该程序可自动生成捻距倍数为6～10的多种结构。以西鲁式股为例,在某一捻距倍数时,给出线接触股钢丝绳技术参数的关系和相应的计算公式,计算精度达小数点后4位有效数字。介绍所应用的编程软件和代表品种计算程序的模式,使用该程序能输出所列线接触股全系列的基本参数和捻制参数。

对特殊结构平行捻密实钢丝绳特性的认识

Met W和Met WK钢丝绳是由内层3根股、外层9根股组成的特殊结构钢丝绳,不属于GB/T8706—2006/ISO 17893:2004定义的平行捻密实钢丝绳。对该钢丝绳的结构特性、破断拉力、线质量进行研究,认为其仍属平行捻密实钢丝绳。根据股在绳中排列方式,可视其为瓦林吞式结构的创新,该钢丝绳保持了标准平行捻密实钢丝绳破断拉力高的特点。相对内层绳股为3根的西鲁式、填充式和瓦林吞式结构平行捻密实钢丝绳,该钢丝绳组绳股直径相对均匀,具有方便小规格钢丝绳生产的结构优势。

40W×7—42多层股钢丝绳的研制

多层股钢丝绳结构紧密,金属密度系数大,生产组织管理和工艺技术难度都较大。利用瓦林吞式圆股配丝原理对40W×7—42钢丝绳进行研制,根据计算,钢丝绳公称抗拉强度取1 670 MPa,钢丝绳的捻距倍数为7倍,股的捻距倍数确定为9倍,钢丝绳直径按钢丝绳公称直径放大1.5%。内层钢丝绳捻向为左交互捻,外层钢丝绳捻向为右交互捻。原料选取70钢盘条,在直进式拉丝机上进行多道次、较小部分压缩率的拉拔。捻制时,合理控制多层股钢丝绳预变形器辊间距和压弯量,钢丝绳采用股喷涂油、绳不涂油的生产方式。成品钢丝绳实测直径43.26mm,钢丝绳破断拉力总和1 459.6 kN,符合用户要求,拆股试验结果表明,合绳后钢丝技术性能指标达到GB 8918—2006要求。

16W×19-PWRC—40平行捻钢丝绳研制

平行捻钢丝绳结构紧密,金属密度系数大,结构伸长小,在同规格、同强度条件下,使用寿命比一般金属绳芯线接触钢丝绳高20%～40%,比点接触金属绳芯钢丝绳高1～2倍,破断拉力比一般金属绳芯钢丝绳高12%以上。平行捻钢丝绳结构设计难度大,股与股之间必须设定合理的间隙。利用瓦林吞式圆股配丝原理对1 960 MPa级16W×19-PWRC—40钢丝绳进行研制,通过结构设计、技术参数的确定,运用先进生产工艺,选用优质原材料,成品钢丝绳实测直径41.32 mm,整绳破断拉力为1 438.9 kN,拆股试验表明,合绳后钢丝技术性能指标达到GB8918—2006要求。

1860MPa级1×19W—28.6钢绞线结构设计

针对1860 MPa级1×7—15.24钢绞线的不足,提出开发1860 MPa级1×19W—28.6结构多丝大直径高强度低松弛预应力钢绞线设想。确定1×19W—28.6钢绞线各层钢丝直径的比例关系,并设计一定的调整值,计算出外层细丝、外层粗丝、内层丝、中心丝的直径分别为4.95,6.60,6.20,6.40 mm,捻距倍数12.5,捻距360 mm。根据JISG3536—1999标准制定1×19W—28.6钢绞线企业技术要求,设计合理的生产工艺流程,捻制后,在360～400℃进行回火稳定化处理,试制生产的钢绞线成品性能、尺寸等均能满足企业技术要求。

1860MPa级1×19W—28.6多丝大直径预应力钢绞线生产工艺

介绍预应力混凝土用钢绞线的发展方向,提出开发1 860 MPa级1×19W—28.6多丝大直径预应力钢绞线的思路。现有盘条存在拉拔加工中盘条初始抗拉强度不高、总压缩率较低造成加工硬化以及大规模生产中成材率较低等问题,确定根据1×19W—28.6钢绞线各层钢丝直径、强度等的比例关系,使用抗拉强度平均为1 250MPa、断面收缩率大于25%的Ф14 mm SWRH82B大直径钢绞线专用盘条进行生产,研制出1 860 MPa级Ф28.6 mm瓦林吞1×19结构多丝大直径预应力混凝土用钢绞线。钢绞线成品抗拉强度1 871 MPa,最小破断力996.1 kN,最小屈服力915.9 kN,延伸率6.0%～7.0%,均能满足企业技术要求,生产成本降低,成材率大幅度提高。

新结构钢丝绳特点及其研究开发现状

概述国内外瓦林吞-被复式、SF i类压实、三股异型股等钢丝绳的结构特点和性能特点及钢丝绳独立绳芯结构的多样性方面的研究及应用。对钢丝绳结构设计及新产品研发的重要参考文献美国RR-W-410D标准的特点进行总结。