长寿命与环保港口钢丝绳制造相关问题研究

港口面临的环保压力越来越大,对钢丝绳的质量要求也越来越高。通过采用压实股组绳、钢丝绳内置含油纤维绳、钢芯聚合物包覆、增加外层绳股数、优化钢芯结构、精细结构参数设计与严格控制生产过程等措施以响应港口对钢丝绳的长寿命要求,通过使用高质量润滑油脂、重视润滑油脂对使用环境的适应性与实施润滑工艺标准化等措施以稳定钢丝绳润滑质量,最大限度满足港口减少海洋环境污染与实施清洁文明生产的需要。

竖井提升用三角股钢丝绳伸缩分析

竖井提升用6V三角股钢丝绳在投入使用后出现较大延伸和偶尔缩短现象,对竖井提升系统钢丝绳运行情况进行跟踪测量,并结合6V三角股钢丝绳的结构特性进行分析。钢丝绳延伸主要有初始结构性延伸、弹性延伸和永久延伸,钢丝绳使用初期和中期结构延伸较大,钢丝绳偶尔缩短属于弹性延伸,永久延伸阶段钢丝绳已经达到使用寿命末期或接近报废状态。钢丝绳载荷状态、预张拉效果以及设备运行情况等都影响钢丝绳的伸缩状况。钢丝绳进行预张拉处理非常重要,可以一定程度上消除结构延伸和捻制应力,使钢丝绳结构更加稳定。

钢绞线用钢丝绳股表示之合理性商榷

虽然钢绞线和钢丝绳股同为钢丝一次螺旋捻制结构,考虑到ISO17893(E):2004 Steel wire ropes——Vocabulary,designations and classifications已明确给出钢丝绳股定义,且钢绞线和钢丝绳股之间确实存在诸多明显不同,分析认为,尽管国内外相关标准用钢丝绳股表示钢绞线似乎已成习惯,但其合理性值得商榷。

阻旋转钢丝绳笼状畸变成因分析与预防措施

笼状畸变是多层股阻旋转钢丝绳使用过程中常见现象之一,现有相关资料将其产生原因归结如下:或钢丝绳进出滑轮(卷筒)偏角过大,或钢丝绳所经过滑轮(卷筒)沟槽半径过小,或安装钢丝绳不正确,或钢丝绳工作时受到了大的冲击载荷等。分析认为,导致钢丝绳使用过程出现笼状畸变与钢丝绳本身制造质量不高密切相关。提高钢丝绳捻制紧密性、改善钢丝绳阻旋转性能、实现内外层绳受力尽可能一致、重视钢丝绳润滑质量、严于标准控制钢丝绳直径偏差和对内层绳进行包塑、压实等对预防笼状畸变发生十分重要。

多股钢丝绳不旋转性能分析及结构改进

对普通单层股钢丝绳和多股钢丝绳工作时内部受力进行分析,推导出多股钢丝绳加载时扭转力矩的计算公式.理论计算和实际使用效果显示,多股钢丝绳虽然比普通单层股钢丝绳在不旋转性能上有较大的优越性,但仍然存在较多缺陷.根据对缺陷的分析研究,推荐使用17×7/28×7+NF多层股钢丝绳,钢丝绳直径为21 mm、整绳受力为1kN时,扭转力矩为564.5 N·mm,比同直径34×7结构钢丝绳的扭转力矩下降了87.87%,破断拉力总和提高3%～5%,基本能消除因扭转而造成的分层现象.

线接触钢丝绳的股结构

接线接触股中钢丝的层数深入介绍了１—４层线接触股的构造及特点．

油田用钢丝绳结构及其使用寿命对比分析

通过生产统计数据比较点接触同向捻与交互捻、点接触与线接触、面接触与普通圆股、三角股与普通圆股等钢丝绳的使用寿命,分析钢丝绳同向捻比交互捻寿命长、线接触比点接触寿命长、面接触和三角股比普通圆股寿命长的原因,指出油田用钢丝绳选择应注意的情况。

不同捻制类型多层结构钢丝绳股力学性能对比研究

为探索桥梁中多层结构钢丝绳股服役特性受捻制方式的影响规律,对交互捻多层结构钢丝绳股和同向捻多层结构钢丝绳股进行了力学性能对比研究。为此,首先推导了交互捻和同向捻多层结构钢丝绳股的参数方程,并建立了两类绳股的几何模型;进而考虑捻制方式、钢丝弹塑性、丝间摩擦接触等因素,对两类绳股进行轴向拉伸有限元仿真,对比分析了二者整体性能以及局部性能。结果表明:相同轴向拉伸应变下,交互捻和同向捻绳股具有相近的轴向力和von Mises应力,且二者均表现为整体非线性行为;交互捻绳股塑性变形比同向捻绳股更大;二者应力分布总体均匀,交互捻绳股应力集中在内层侧丝与外层侧丝接触部位,而同向捻绳股应力集中在芯丝与内层侧丝接触部位,前者较后者具有更好的抗旋转性能,且产生较小的应力集中。

4V×48S+5FC—50镀锌扇形股钢丝绳研制

介绍4V×48S+5FC—50扇形股钢丝绳的工艺设计、生产过程和技术参数修订。从制绳钢丝生产、电磁抹拭镀锌、聚丙烯股和绳芯的选用等方面叙述生产流程,成绳生产采用特定孔型的压辊对圆股进行挤压成型。给出钢丝绳基本参数:成绳捻距倍数8.4,股绳捻距倍数7.5。根据股绳捻距倍数来确定各层钢丝的直径,纤维芯与钢丝绳直径比为0.32,绳径公差控制在0～+4%。给出成绳生产的工艺流程及圆股挤压辊图和圆股挤压的工艺参数。试制出的4V×48S+5FC—50钢丝绳捻制效果良好,不松散,无应力,达到不旋转的效果。

多丝复合结构压实股钢丝绳生产工艺改进

采用整体拉拔法生产复合结构压实股钢丝绳过程中,钢丝绳捻制应力消除不彻底,残留在股表面的机油在捻制合绳后经常出现滴落,影响用户的正常使用和钢丝绳的使用寿命。将压实股钢丝绳股的捻距倍数调整为不大于股直径的8.5倍,钢丝绳的捻距倍数调整为不大于钢丝绳直径的6.5倍,捻制应力消除效果良好,达到客户要求;将钢丝绳表面脂替代机油作为拉拔过程的润滑油,生产的压实股钢丝绳扭转、抗拉强度达到国家相应标准的要求,股表面质量良好,模具的使用寿命正常。

钢丝绳预张拉的有效应用

对8×9S+NF—16结构钢丝绳进行预张拉处理,对预张拉设备的力矩电机转速、动平衡、测长仪以及汽缸等进行自动控制。设备牵引轮直径1m,左右各有12道槽口,尾部大滑轮直径1.5m。样品钢丝绳实测直径16.38mm,经过加载40%抗拉强度的张拉力时,绳子实测直径缩减为16.04mm,和未经预张拉处理的样品钢丝绳相比,平整度更高,表面更光滑,钢丝绳更紧密。对35W×7—14结构多层股钢丝绳进行预松散型试制,在控制捻距的同时,降低对预变形的下压量,钢丝绳切口呈自然松散状态,达到预期效果。随后对试制钢丝绳施加60%抗拉强度的张拉力进行预张拉,不仅可消除结构伸长,接触应力也得到有效控制,寿命比原来的不松散钢丝绳延长1～2倍。

对压实单层股抗旋转钢丝绳相关问题的再认识

简述压实单层股抗旋转钢丝绳演变过程;介绍其结构品种,给出单层钢丝股、纤维芯多工序交叉捻股、纤维芯复合捻股、纤维芯平行捻股、纤维芯组合平行捻股、全钢丝平行捻股、全钢丝组合平行捻股、压实组合平行捻股等压实单层股抗旋转钢丝绳的结构示意图;叙述其在国内生产、使用情况及与国外在结构品种上的差距;研究其用于频繁冲击载荷时股间断丝、表面断丝、次外层断丝以及断股、断绳几率相对较高的主要原因;提出产品质量改进与应用推广建议。

重型钻机提升用钢丝绳的品种与结构评析

针对我国重型钻机把西鲁式6×19S+IWRC作为钻井钢丝绳主要使用结构,但这种结构钢丝绳存在早期断丝、断股使其寿命缩短等问题,分析了国内外重型钻机钢丝绳使用结构的现状。根据近代钢丝绳发展趋势和我国钢丝绳的制造水平,提出我国重型钻机在近期应适当选用多丝结构的钢丝绳并积极试用新型压实股衬垫芯钢丝绳,逐渐用结构为6×19(a)类压实股衬垫芯钢丝绳全面替代现用的西鲁式6×19S+IWRC结构的钢丝绳。

对多层股粗直径抗旋转钢丝绳非标结构与性能的再认识

GB/T 8706-2006/ISO 17893:2004多层股抗旋转钢丝绳结构类别不能涵盖所有在用粗直径多层股抗旋转钢丝绳。研究波莱顿、瑞得利、迪帕、凯撒等企业粗直径多层股抗旋转钢丝绳的非标结构特征与性能特点,给出结构图和不同结构、规格钢丝绳的技术参数,介绍相关信息。不同国家粗直径多层股抗旋转钢丝绳结构具有共同的结构特点,即组绳外层股数均不少于15根,也不多于18根,指出国内产品发展方向。

多层股不旋转钢绳的开发

介绍多层股不旋转钢绳结构设计的特点，给出多个计算公式，提出生产时的注意要点和钢绳的测试方法。

德国迪帕特种钢丝绳及其应用

介绍德国迪帕公司几种特殊钢丝绳的结构和国内的使用情况 ,分析认为钢丝绳的股绳采用线接触和压实面接触以及在股间垫衬聚酰胺填充材料是特殊钢丝绳的重要结构特点。对全股压实钢丝绳结构参数和力学性能检测 ,结果表明 ,拆股钢丝的平均扭转次数、平均弯曲次数、平均抗拉强度都远高于GB/T 8918— 1996的要求 ,但也存在较大波动。指出压实股钢丝绳具有较为广阔的发展前景。

对压实(股)钢丝绳特性与生产技术难度的认识

压实股钢丝绳具有与匹配滑轮(卷筒)沟槽有较大接触面积、不同层钢丝间接触应力小、更加适应多层缠绕和较高破断拉力等优点,缺点在于钢丝截面存在应力集中、钢丝间相互滑动受阻、塑性变形热对钢丝性能有不利影响和股绳捻距倍数匹配不合理会加大摩擦副的磨损;生产技术难度在于对钢丝质量、润滑油脂质量、压实工装模具质量要求高及结构参数设计难度大,另外,要求捻股机有足够动力。压实钢丝绳具有与匹配滑轮(卷筒)沟槽接触面积大、钢丝绳破断拉力高、更加适合多层缠绕和使钢丝绳抗旋转性能得到改善等优点,缺点在于同层股滑动能力降低、组股相邻层钢丝接触紧密性受影响而降低其疲劳性能;生产技术难度在于对钢丝质量、纤维芯质量要求较高和对组绳股合理间隙控制要求比较严格。

关于我国多股抗旋转钢丝绳发展方向的思考(待续)

对国内外多股抗旋转钢丝绳生产研发和使用现状进行分析研究,得出以下观点:慎重生产和使用压实单层股钢丝绳;加速淘汰外层股11-12根2层股2次合绳钢丝绳;不断减少产出外层股17-18根3层股3次合绳钢丝绳;大力发展外层股15-18根2层股2次合绳钢丝绳。对国内发展多股抗旋转钢丝绳提出建议:研究强企采用外层绳或者内层绳压实、填塑、压实股与捻制股混合组绳等有效改善钢丝绳寿命技术;关注海工市场粗直径非标结构多层股钢丝绳普遍应用的现状;在持续关注钢丝绳破断拉力、抗旋转性能和优化生产工艺的同时,拓展对钢丝绳其他性能分析;多视角探讨如何提高成熟结构钢丝绳制造水平。

平行捻钢丝绳分类与结构标记问题探讨

GB/T 8706-2017/ISO17893:2004限定其给出平行捻钢丝绳为2层股结构并不合理。平行捻钢丝绳是将平行捻股中钢丝用股置换所得。平行捻钢丝绳结构简式不能准确反映钢丝绳结构类型。从组绳股数看,平行捻钢丝绳分为"19根股类平行捻钢丝绳"、"36根股类平行捻钢丝绳"和"61根股类平行捻钢丝绳"比较合适。平行捻钢丝绳结构式应体现出组绳股数、组绳股在绳中的排列形式、组绳外层股数与组绳外层股结构以及对钢丝绳是否存在压实等内容。建议平行捻钢丝绳分为PWRC19×7类、PWRC19×19类、PWRC19×36类、PWRC36×7类、PWRC36×19类、PWRC36×36类。

瓦林吞(3/3+3)丝径比的计算

对瓦林吞（３／３＋３）股结构进行几何分析，计算出钢丝束中钢丝的直径比和在捻制状态下Ｋ为８、８５、９、９５。