鋼絲繩概念:用多根或多股細(xì)鋼絲擰成的撓性繩索或由多層鋼絲捻成股,再以繩芯為中心,由一定數(shù)量股捻繞成螺旋狀的繩。
一根鋼絲繩按照“鋼絲繩-繩股-鋼絲-繩芯”分解來(lái)看,如下圖。
鋼絲繩的繩芯一般分為有機(jī)芯、棉、麻芯、石棉芯和鋼絲芯等幾種。通常,起重機(jī)上使用的鋼絲繩一般是以麻芯居多,它具有較高的撓性和彈性,并能貯存一定的潤(rùn)滑油,當(dāng)鋼絲繩被拉伸時(shí),油擠到鋼絲之間起潤(rùn)滑作用,鋼絲芯適用于高溫或多層纏繞的場(chǎng)合;石棉芯適用于高溫場(chǎng)合;有機(jī)芯適用于非高溫場(chǎng)合。
鋼絲繩芯及代號(hào)
a纖維芯(天然或合成):FC
b天然纖維芯:NF
c合成纖維芯:SF
d金屬絲繩芯:IWR(或IWRC)
e金屬絲股芯:IWS
如6×37+FC形式的,6指的是繩股的股數(shù)(6股),37指的是每股的鋼絲的絲數(shù)數(shù)(37絲),F(xiàn)C指的是繩芯的形式是麻芯。鋼絲繩從斷面上看是這樣的(如下圖)。
鋼絲繩直徑是指其截面的外接圓直徑。鋼絲繩直徑的測(cè)量:1)鋼絲繩直徑應(yīng)用帶有寬鉗口的游標(biāo)卡尺測(cè)量,其鉗口寬度要足以跨越兩個(gè)相鄰的股。2)測(cè)量應(yīng)在無(wú)張力的情況下,距鋼絲繩端頭不小于15m的直線部位上進(jìn)行,在相距1m以上的兩截面的不同方向上,各測(cè)量一個(gè)直徑,四個(gè)測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值作為鋼絲繩的實(shí)測(cè)直徑。
(一)鋼絲繩接觸狀態(tài)分類按照股中相鄰層鋼絲的接觸狀態(tài),鋼絲繩可分為:點(diǎn)接觸鋼絲繩、線接觸鋼絲繩、面接觸鋼絲繩三種基本結(jié)構(gòu)形式。按照構(gòu)成股斷面的形式,鋼絲繩可分為圓股鋼絲繩和異形股鋼絲繩(其中異形股鋼絲繩主要包括三角股鋼絲繩、橢圓股鋼絲繩和扇形股鋼絲繩)。按照鋼絲(鋼絲繩)表面狀態(tài),鋼絲繩可分為光面鋼絲繩、鍍鋅(鋅鋁合金)鋼絲繩和涂(包)塑鋼絲繩。
點(diǎn)接觸:股內(nèi)相鄰層鋼絲之間呈點(diǎn)狀接觸形式,除中心鋼絲外,各層鋼絲直徑相等,股通過(guò)分層捻制形成。
線接觸:股內(nèi)相鄰層鋼絲之間呈線狀接觸形式,股由不同直徑的鋼絲一次捻制而成。
面接觸:股內(nèi)相鄰層鋼絲之間呈面狀接觸形式。
點(diǎn)、線接觸鋼絲繩:股內(nèi)相鄰層鋼絲之間呈點(diǎn)、線兩種接觸形式。股由不同直徑的鋼絲分次捻制而成。
異形股鋼絲繩:異形股鋼絲繩因其股斷面呈三角形、橢圓形或扇形而得名。
鍍鋅鋼絲繩:對(duì)鋼絲表面進(jìn)行鍍鋅處理(或鍍鋅后拉拔),然后在捻制成的鋼絲繩。
(二)鋼絲繩擰繞層次分類按擰繞的層次可分為單繞繩、雙繞繩和三繞繩。①單繞繩:由若干細(xì)鋼絲圍繞一根金屬芯擰制而成,撓性差,反復(fù)彎曲時(shí)易磨損折斷,主要用作不運(yùn)動(dòng)的拉緊索。②雙繞繩:由鋼絲擰成股后再由股圍繞繩芯擰成繩。常用的繩芯為麻芯,高溫作業(yè)宜用石棉芯或軟鋼絲擰成的金屬芯。制繩前繩芯浸涂潤(rùn)滑油,可減少鋼絲間互相摩擦所引起的損傷。雙繞繩撓性較好,制造簡(jiǎn)便,應(yīng)用最廣。③三繞繩:以雙繞繩作股再圍繞雙繞繩芯擰成繩,撓性好;但制造較復(fù)雜,且鋼絲太細(xì),容易磨損,故很少應(yīng)用。
(三)鋼絲繩捻法分類鋼絲在繩股中和股在繩中的捻制螺旋方向(即捻向)以及股中絲的捻向同繩中股的捻向之問(wèn)關(guān)系(捻法)的相互配合。捻向分左捻和右捻兩種;捻法有交互捻和同向捻兩種。根據(jù)捻向和捻法的相互配合,鋼絲繩捻法分右交互捻、左交互捻、右同向捻、左同向捻4種,如圖1所示。把鋼絲繩(繩股)垂直放置觀察,繩股(鋼絲)的捻制螺旋方向,從中心線左側(cè)開(kāi)始向上、向右的捻向稱右捻,可用符合“z”表示;從中心線右側(cè)開(kāi)始向上、向左的捻向稱左捻,可用符合“S”表示。交互捻指股的捻向與繩的捻向相反,也叫逆捻。同向捻指股的捻向與繩的捻向相同,也叫順捻。右交互捻指的是鋼絲繩為右捻,繩股為左捻。左交互捻指的是鋼絲繩為左捻,繩股為右捻。右同向捻是指鋼絲繩和繩股的捻向均為右捻。左同向捻是指繩和股的捻向均為左捻。
交互捻的鋼絲繩從外形看,外層鋼絲的位置幾乎與鋼絲繩的縱向軸線相平行,因而交互捻鋼絲繩在使用時(shí)的特點(diǎn)是:(1)表面鋼絲與其卷筒或滑輪表面接觸長(zhǎng)度較短,即支撐表面小磨損較快(圖2),并且在使用中,繩內(nèi)鋼絲受較大擠壓時(shí)不易向兩旁分開(kāi),容易產(chǎn)生不均勻磨損,鋼絲易爆斷;(2)由于捻向不同,鋼絲繩的內(nèi)部鋼絲排列位向不同,會(huì)引起其性能的差異,且捻制變形較大,柔軟性較差,使用時(shí)鋼絲所受的彎曲應(yīng)力較大;(3)由于交互捻捻制后繩和股內(nèi)殘余應(yīng)力或受載時(shí)引起的旋轉(zhuǎn)力矩可互相抵消一部分,不易引起鋼絲繩松散和使用時(shí)的旋轉(zhuǎn);(4)交互捻鋼絲繩中鋼絲與繩中心線傾斜僅在0-5度之間,表面外觀平整,使用時(shí)平穩(wěn)、振動(dòng)小。
同向捻鋼絲繩從外形看,外層鋼絲的位置與鋼絲繩的縱向軸線相傾斜,傾角達(dá)30度左右。同向捻鋼絲繩的特點(diǎn)是:(1)使用時(shí)表層鋼絲與卷簡(jiǎn)或滑輪表面接觸區(qū)域較長(zhǎng),即支撐表面大,因此耐磨性好;(2)柔軟性較好,有較好的抗彎曲疲勞性;(3)由于捻向一致,捻成繩后的鋼絲總彎扭變形較小,使用時(shí)繩內(nèi)鋼絲受力較均勻,對(duì)提高鋼絲繩疲勞壽命也有利;(4)自轉(zhuǎn)性稍大,容易發(fā)生松捻和扭結(jié)現(xiàn)象,一般在兩端固定的場(chǎng)合使用較為合適。
鋼絲繩品種中以右交互捻為多。一般在供需雙方確定捻向時(shí),若強(qiáng)調(diào)柔軟性時(shí)可選同向捻,強(qiáng)調(diào)不松散和不旋轉(zhuǎn)性時(shí),可選用交互捻。至于是選左捻還是右捻,則由設(shè)備情況及操作習(xí)慣等因素決定。交互捻缺點(diǎn)是接觸差易磨損、壽命短,優(yōu)點(diǎn)沒(méi)有松散和扭轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。
因此,同向捻的優(yōu)點(diǎn)是比較柔軟,易彎曲,內(nèi)應(yīng)力小,表面光滑,磨損也小,使用壽命長(zhǎng);缺點(diǎn)是容易松散、旋轉(zhuǎn),懸掛較困難,承載后伸長(zhǎng)率較大。交互捻鋼絲繩的優(yōu)缺點(diǎn)與同向捻相反。
鋼絲繩的解卷
鋼絲繩多數(shù)是以卷、盤(pán)的形式到現(xiàn)場(chǎng)的,要使用正確的鋼絲繩解卷方式和正確消除鋼絲繩的校頭,其實(shí)兩者的機(jī)理完全相同,正確消除鋼絲繩的校頭的方法很簡(jiǎn)單,只要沿著鋼絲繩產(chǎn)生校頭的反方向回旋即可;鋼絲繩正確的解卷方法見(jiàn)圖2,應(yīng)將繩盤(pán)緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)或滾動(dòng),慢慢地將鋼絲繩解卷,防止出現(xiàn)加捻或松捻現(xiàn)象。解卷時(shí);嚴(yán)禁用圖(a)錯(cuò)誤的方法解卷,以免產(chǎn)生加捻(上勁)或松捻(破勁)現(xiàn)象,造成扭結(jié)。
鋼絲繩與卷筒的配合原則
左交互捻、右交互捻兩種型號(hào)的鋼絲繩可用于左旋卷筒,也可用于右旋卷筒。左捻、右捻兩種繩與滾筒旋向有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,選對(duì)了鋼絲繩捻向,才能延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命。鋼絲繩在卷筒上纏繞方向,必須是使鋼絲繩緊捻而不是松捻的方向纏繞。右旋繩槽的卷筒推薦使用左捻鋼絲繩,反之,左旋繩槽的卷筒應(yīng)使用右捻鋼絲繩??傊鶕?jù)卷筒的旋向選擇鋼絲繩的捻向,鋼絲繩不能“破勁”。另外,鋼絲繩在卷筒上的纏繞方向必須根據(jù)鋼絲繩的捻向,右捻繩從左到右,左捻繩從右到左排列,纏繞應(yīng)排列整齊避免出現(xiàn)偏繞或夾繞現(xiàn)象。
鋼絲繩繩端固定
起重吊裝中的鋼絲繩要和被吊物連接,就必須進(jìn)行繩端固定。繩端固定的形式有:1.使用繩夾固定,繩夾又叫卡頭。2.使用楔形繩卡,一般吊車上的鋼絲繩繩端固定用。3.鋼絲繩繩頭編結(jié)。
附注:
鋼絲繩的相關(guān)概念:公稱抗拉強(qiáng)度:在拉的過(guò)程中直到拉斷時(shí)的最大力,除以鋼絲繩的截面積,這是一個(gè)應(yīng)力;允許拉力:允許的最大拉力,能保證鋼絲繩不斷裂。破斷拉力:在拉的過(guò)程中直到拉斷時(shí)的最大力。
鋼絲繩其他代號(hào)說(shuō)明
鋼絲的表面狀態(tài)用下列代號(hào)標(biāo)記:
a.光面鋼絲:NAT;
b.A級(jí)鍍鋅鋼絲:ZAA;
c.AB級(jí)鍍鋅鋼絲:ZAB;
d.B級(jí)鍍鋅鋼絲:ZBB
鋼絲繩中鋼絲的橫截面用下列代號(hào)標(biāo)記:
a.圓形鋼絲:無(wú)代號(hào);
b.三角形鋼絲:V;
c.矩形或扁形鋼絲:R;
d.梯形鋼絲:T;
e.橢圓形鋼絲:Q;
F.半密封鋼絲(或鋼軌形鋼絲)與圓形鋼絲搭配:H;
鋼絲繩使用前檢查范圍:鋼絲繩的磨損、銹蝕、拉伸、彎曲、變形、疲勞、斷絲、繩芯露出的程度。
鋼絲繩截面圖(如下圖)