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有關(guān)鋼絲繩的力學(xué)檢測(cè)

一 、鋼絲繩的定義

鋼絲繩是將力學(xué)性能和幾何尺寸符合要求的鋼絲按照一定的規(guī)則捻制在一起的螺旋狀鋼絲束,鋼絲繩由鋼絲、繩芯及潤(rùn)滑脂組成。鋼絲繩是先由多層鋼絲捻成股,再以繩芯為中心,由一定數(shù)量股捻繞成螺旋狀的繩。在物料搬運(yùn)機(jī)械中,鋼絲繩供提升、牽引、拉緊和承載之用。鋼絲繩的強(qiáng)度高、自重輕、工作平穩(wěn)、不易驟然整根折斷,工作可靠。

二、鋼絲繩的組成及作用

鋼絲繩主要由鋼絲、繩芯和潤(rùn)滑脂組成。

1、鋼絲

鋼絲繩使用過(guò)程中需要承受交變載荷的作用,其使用性能主要由鋼絲力學(xué)性能、鋼絲表面狀態(tài)和鋼絲繩結(jié)構(gòu)決定。鋼絲材質(zhì)包括碳素鋼或合金鋼,通過(guò)冷拉或冷軋而成,鋼絲橫斷面有圓形或異形(T型S型Z型),異形橫斷面鋼絲主要用于密封鋼絲繩的生產(chǎn),具有較高的抗拉強(qiáng)度和韌性,并對(duì)鋼絲進(jìn)行適宜的表面處理以滿足不同使用環(huán)境條件的需求。

2、繩芯

繩芯的主要作用是對(duì)鋼絲繩起到支撐作用,以達(dá)到穩(wěn)定的橫斷面結(jié)構(gòu)。繩芯包括鋼芯和纖維芯,纖維芯包括天然纖維芯和合成纖維芯,天然纖維芯如劍麻、黃麻、棉線等,合成纖維芯包括聚乙烯和聚丙烯長(zhǎng)絲等。天然纖維芯可以儲(chǔ)存較多的潤(rùn)滑脂,對(duì)鋼絲繩起到潤(rùn)滑作用,延長(zhǎng)鋼絲繩使用壽命。

3、潤(rùn)滑脂

鋼絲繩捻制過(guò)程中噴涂潤(rùn)滑脂,其主要作用有兩個(gè),其一,對(duì)鋼絲繩進(jìn)行潤(rùn)滑減緩鋼絲表面的磨損,其二,潤(rùn)滑脂可以將鋼絲表面與空氣中的氧氣隔離,對(duì)鋼絲繩發(fā)生氧化銹蝕起到抑制作用。

鋼絲繩結(jié)構(gòu)圖

三、鋼絲繩的分類

鋼絲繩可按制繩鋼絲材質(zhì),表面狀態(tài)、捻制方法和鋼絲繩用途等進(jìn)行分類。

1、按照材質(zhì)分類

①碳素鋼鋼絲繩,以優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼絲為原料捻制而成。

②不銹鋼鋼絲繩,以不銹鋼鋼絲為原料制造捻制而成。

2、按照表面狀態(tài)分類

①磷化涂層鋼絲繩(中國(guó)專利),簡(jiǎn)稱磷化鋼絲繩,制繩鋼絲磷化膜膜重3-60克/平米,磷化后捻制前鋼絲不進(jìn)行冷拉加工,直接捻制股繩、鋼芯及鋼絲繩,磷化膜可以提高制繩鋼絲表面的耐磨損、耐腐蝕能力,有效抑制微動(dòng)疲勞的發(fā)生。

②鍍鋅鋼絲繩,包括熱鍍鋅和電鍍鋅兩種方法,鍍鋅層對(duì)鋼絲的保護(hù)屬于陽(yáng)極保護(hù),鍍鋅層越厚防腐蝕能力越強(qiáng)。

③涂塑鋼絲繩,在鋼絲繩外表面或股繩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光面鋼絲繩,經(jīng)過(guò)熱處理和表面準(zhǔn)備的原料冷拉后得到的制繩鋼絲,鋼絲不再經(jīng)過(guò)任何表面處理直接捻制股繩、鋼芯和鋼絲繩。

3、按照捻制方法分類

①單股繩也稱為單捻繩,由制繩鋼絲圍繞中心絲或麻芯捻制而成,可以捻制一層或多層鋼絲。

②雙捻繩由雙股繩圍繞繩芯(鋼芯或纖維芯)捻制而成,可以捻制一層或多層鋼絲,是使用最廣泛的鋼絲繩品種。

③三捻繩以雙捻繩作為股繩圍繞繩芯捻制而成,主要用于直徑60mm以上的粗規(guī)格鋼繩,如海工鋼絲繩等。

不同捻制方法的鋼絲繩橫截面

4、按照狀態(tài)分類

①點(diǎn)接觸的鋼絲繩:股中鋼絲直徑均相同,各層鋼絲之間捻角相同,捻距不同,所以內(nèi)外層鋼絲相互交叉,呈點(diǎn)接觸狀態(tài)。

②線接觸的鋼絲繩:股中各層鋼絲的捻距相同捻角不同,內(nèi)外層鋼絲互相接觸在一條螺旋線上,呈線接觸狀態(tài)。在使用條件相同情況下,線接觸鋼絲繩使用壽命比點(diǎn)接觸鋼絲繩長(zhǎng)。

③壓實(shí)類鋼絲繩,原稱為面接觸鋼絲繩,鋼絲繩捻制過(guò)程中,經(jīng)過(guò)鍛打、拉拔等,鋼絲之間形成接觸面,包括股繩壓實(shí)、鋼絲繩壓實(shí)和繩股雙壓實(shí)等。

④密封鋼絲繩:外層用異形鋼絲制成,包括T型S型Z型斷面結(jié)構(gòu)的鋼絲,表面光滑,耐磨性好,與相同直徑的其他類型鋼絲繩相比,抗拉強(qiáng)度較大,并能承受橫向壓力,但撓性差、工藝較復(fù)雜、制造成本高,常用作承載索,如纜索起重機(jī)和架空索道上的纜索。


四、鋼絲繩的應(yīng)用和檢驗(yàn)

由于鋼絲繩的獨(dú)特性能,迄今為止國(guó)內(nèi)外還未找到一種更理想的產(chǎn)品來(lái)全面或在一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)替代鋼絲繩,因而,鋼絲繩在冶金、礦山、石油天然氣鉆采、機(jī)械、化工、航空航天等領(lǐng)域成為必不可少的部件或材料,其質(zhì)量也被國(guó)內(nèi)多個(gè)行業(yè)所關(guān)注,并投入大量人力、物力進(jìn)行鋼絲繩使用研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作。

鋼絲繩在的應(yīng)用

在投入生產(chǎn)使用前,必須要對(duì)鋼絲繩產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收檢測(cè),這一步驟的意義在于準(zhǔn)確、真實(shí)的反映出鋼絲繩的質(zhì)量狀態(tài),從而預(yù)測(cè)鋼絲繩的壽命,規(guī)避安全隱患,確保安全生產(chǎn)。下面就來(lái)簡(jiǎn)要介紹一下鋼絲繩的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn):

1、檢驗(yàn)項(xiàng)目

鋼絲繩驗(yàn)收檢驗(yàn)項(xiàng)目主要包括以下六項(xiàng):①形位尺寸 ②結(jié)構(gòu)檢查 ③表面質(zhì)量④供應(yīng)商檢驗(yàn)報(bào)告⑤強(qiáng)度試驗(yàn)⑥疲勞試驗(yàn)。

2、檢驗(yàn)設(shè)備


千分尺、廣東魯粵微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、廣東魯粵鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)。

3、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

①尺寸和結(jié)構(gòu)要求

鋼絲繩的直徑可用千分尺進(jìn)行測(cè)量,結(jié)構(gòu)可用肉眼觀察,但由于鋼絲繩的應(yīng)用行業(yè)和用途不同,對(duì)尺寸和結(jié)構(gòu)的要求也有所不同,因此具體根據(jù)實(shí)際情況檢驗(yàn),這里不作統(tǒng)一描述。

②鋼絲繩表面質(zhì)量

鋼絲繩表面質(zhì)量可采用肉眼觀察的方法,具體要求如下:

1、鋼絲繩由鍍鋅鋼絲制造,鋼絲鍍鋅層應(yīng)均勻、連續(xù)、無(wú)裂紋和剝落現(xiàn)象;

2、鋼絲繩中各股及每股中各鋼絲,均應(yīng)絞合緊密,不得有疊痕、突起、折斷、壓傷及錯(cuò)亂交叉的鋼絲;

3、鋼絲繩中鋼絲表面不應(yīng)有刮傷、壓扁或硬彎等缺陷。

③每批產(chǎn)品要求供應(yīng)商提供檢驗(yàn)報(bào)告,并仔細(xì)核對(duì)產(chǎn)品相關(guān)性能是否合格。

④鋼絲繩破斷拉力和拉伸強(qiáng)度。