專利名稱：用于撈砂船提升設(shè)備的混合捻鋼絲繩及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼絲繩制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型結(jié)構(gòu)的提升鋼絲繩，具體涉及一種用于撈砂船提升設(shè)備的混合捻鋼絲繩；本發(fā)明還涉及一種該混合捻鋼絲繩的制作方法。
背景技術(shù)：
撈砂船設(shè)備所用的提升鋼絲繩為6X37結(jié)構(gòu)。其股結(jié)構(gòu)為(1+6+12+18)，股中采用直徑相同且直徑較大的鋼絲，鋼絲與鋼絲之間為點(diǎn)接觸，鋼絲繩運(yùn)行時(shí)，各層鋼絲之間相互磨損、擠壓嚴(yán)重，且鋼絲的疲勞性和機(jī)械性能較差，使得鋼絲繩外層股的鋼絲易疲勞、韌性差，造成斷絲和斷股，縮短鋼絲繩的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于撈砂船提升設(shè)備的混合捻鋼絲繩，各股中鋼絲與鋼絲之間為線接觸，減輕了各層鋼絲之間的相互磨損和擠壓，不易疲勞斷絲，延長(zhǎng)了使用壽命。本發(fā)明的另一目的是提供一種上述混合捻鋼絲繩的制作方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種用于撈砂船提升設(shè)備的混合捻鋼絲繩，包括黃麻繩制成的繩芯，環(huán)繞繩芯設(shè)置有六股外層股，鋼絲繩的捻距倍數(shù)為6. 0 倍 6. 8倍，六股外層股和繩芯捻制成結(jié)構(gòu)為6X56SFi+FC—60mm混合捻。外層股包括中心鋼絲，環(huán)繞中心鋼絲設(shè)置有七根內(nèi)層鋼絲；環(huán)繞該七根內(nèi)層鋼絲設(shè)置有七根中層鋼絲，一根中層鋼絲同時(shí)與相鄰的兩根內(nèi)層鋼絲相切；環(huán)繞該七根中層鋼絲設(shè)置有十四根第二外層鋼絲，相鄰兩根第二外層鋼絲同時(shí)與一根中層鋼絲相切；十四根第二外層鋼絲與七根中層鋼絲圍成的空隙內(nèi)分別設(shè)置有填充鋼絲；環(huán)繞十四根第二外層鋼絲設(shè)置有二十根第一外層鋼絲，外層股的捻距倍數(shù)為7. 5倍 8. 5倍。中心鋼絲與七根內(nèi)層鋼絲組成內(nèi)層股，中心鋼絲與內(nèi)層鋼絲之間為點(diǎn)接觸，該內(nèi)層股為平行捻。第一外層鋼絲的直徑為2. 5mm。中心鋼絲、內(nèi)層鋼絲、中層鋼絲、填充鋼絲、第二外層鋼絲和第一外層鋼絲的直徑系數(shù)比為 0. 643 0. 488 :1. 101 :0. 434 :1. 019 :1。本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種上述混合捻鋼絲繩的制作方法，具體按以下步驟進(jìn)行
步驟1 根據(jù)鋼絲繩結(jié)構(gòu)、直徑、鋼絲破斷拉力總和以及捻制后鋼絲相互之間縫隙值要求，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)選取合適的鋼絲直徑；并根據(jù)鋼絲幾何關(guān)系，運(yùn)用三角幾何關(guān)系公式計(jì)算鋼絲繩中所用鋼絲的直徑，通過捻距計(jì)算各層鋼絲捻角、捻制圓推導(dǎo)各層鋼絲之間的比例關(guān)系；
步驟2 按下述公式，計(jì)算步驟1給出的不同直徑成品鋼絲所對(duì)應(yīng)的原料鋼絲的直徑
dn dn=d0X (ση/Κσ0)2
式中，d0表示步驟1給出的成品鋼絲直徑，單位mm ； σ Q表示鋼絲熱處理后的強(qiáng)度，取值1100 1150MPa ； σ 表示鋼絲繩的公稱強(qiáng)度，取值1670MPa ； K為拉絲系數(shù)，取值1 ；
步驟3 取鋼號(hào)65#、直徑為6. 5mm的盤圓，采用現(xiàn)有工藝對(duì)該盤圓進(jìn)行酸洗、磷化和皂化，然后，將處理后的盤圓拉成步驟2計(jì)算得到的不同直徑的原料鋼絲； 步驟4 采用現(xiàn)有工藝對(duì)步驟3拉成的原料鋼絲進(jìn)行熱處理； 步驟5 將步驟4熱處理后的不同直徑的原料鋼絲拉拔成相應(yīng)直徑的成品鋼絲； 步驟6 取步驟5得到的成品鋼絲，進(jìn)行捻股，外層股的捻距倍數(shù)為7. 5 8. 5倍； 步驟7 將步驟6捻制的外層股和繩芯制成混合捻鋼絲繩，鋼絲繩捻距倍數(shù)為6. 0 6. 8 倍。步驟3中采用560水箱拉絲機(jī)將盤圓拉成直徑不同的原料鋼絲。步驟6中采用36/500捻股機(jī)捻制外層股。步驟7中采用6/1250車成品機(jī)捻制混合捻鋼絲繩。本發(fā)明混合捻鋼絲繩采用調(diào)整的股結(jié)構(gòu)，同時(shí)降低外層股所用鋼絲的直徑，提高了鋼絲繩物理性能和機(jī)械性能，解決了鋼絲繩由于外層股中鋼絲直徑粗大，鋼絲之間磨損嚴(yán)重，易疲勞、韌性差，而造成的斷絲和斷股現(xiàn)象，提高了鋼絲繩整繩破斷拉力。每根鋼絲所處的位置都在下層相臨鋼絲的峰底處，使得鋼絲所處的位置十分穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，將鋼絲繩整繩破斷拉力提高了 9%，也提高了鋼絲繩的使用壽命。


圖1是本發(fā)明混合捻鋼絲繩的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明混合捻鋼絲繩外層股的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.外層股，2.繩芯，3.第一外層鋼絲，4.第二外層鋼絲，5.填充鋼絲，6.中層鋼絲，7.內(nèi)層鋼絲，8.中心鋼絲。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明混合捻鋼絲繩的結(jié)構(gòu)，包括黃麻繩制成的繩芯2，繩芯2周圍環(huán)繞設(shè)置有六股外層股1，外層股1的捻距倍數(shù)為6. 0 6. 8倍；六股外層股1和繩芯2捻制成結(jié)構(gòu)為6X56SFi+FC—60mm混合捻。本發(fā)明混合捻鋼絲繩中外層鋼絲1的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，包括中心鋼絲8，環(huán)繞中心鋼絲8設(shè)置有七根內(nèi)層鋼絲7 ；環(huán)繞該七根內(nèi)層鋼絲7設(shè)置有七根中層鋼絲6，一根中層鋼絲6同時(shí)與相鄰的兩根內(nèi)層鋼絲7相切；環(huán)繞該七根中層鋼絲7設(shè)置有十四根第二外層鋼絲4，相鄰兩根第二外層鋼絲4同時(shí)與一根中層鋼絲6相切；十四根第二外層鋼絲4與七根中層鋼絲6圍成七個(gè)空隙，每個(gè)空隙內(nèi)分別設(shè)置有一根填充鋼絲5 ；環(huán)繞十四根第二外層鋼絲4設(shè)置有二十根第一外層鋼絲3。中心鋼絲8與七根內(nèi)層鋼絲7組成內(nèi)層股，中心鋼絲8與內(nèi)層鋼絲7之間為點(diǎn)接觸，該內(nèi)層股為平行捻；第一外層鋼絲3、第二外層鋼絲4、填充鋼絲5、中層鋼絲6和內(nèi)層鋼絲7之間沿圓周方向呈交錯(cuò)狀布置；第一外層鋼絲3的直徑為2. 5mm。外層股1的捻距倍數(shù)為7. 5 8. 5倍；中心鋼絲8、內(nèi)層鋼絲7、中層鋼絲6、填充鋼絲5、第二外層鋼絲4和第一外層鋼絲3的直徑系數(shù)比為0. 643 0. 488 :1. 101 :0. 434 1. 019 :1。本發(fā)明混合捻鋼絲繩對(duì)股結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，同時(shí)降低外層股所用鋼絲的直徑，提高了鋼絲繩物理性能和機(jī)械性能，解決了鋼絲繩由于外層股中鋼絲直徑粗大，鋼絲之間磨損嚴(yán)重，易疲勞、韌性差，而造成的斷絲和斷股現(xiàn)象，提高了鋼絲繩整繩破斷拉力。每根鋼絲所處的位置都在下層相臨鋼絲的峰底處，使得鋼絲所處的位置十分穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，將鋼絲繩整繩破斷拉力提高了 9%，也提高了鋼絲繩的使用壽命。本發(fā)明還提供了一種上述混合捻鋼絲繩的制作方法，具體按以下步驟進(jìn)行 步驟1 根據(jù)鋼絲繩結(jié)構(gòu)、直徑、鋼絲破斷拉力總和以及捻制后鋼絲相互之間縫隙值要
求，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)選取合適的鋼絲直徑；考慮到鋼絲在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)壓縮情況，平行捻鋼絲繩鋼絲之間的縫隙值取為3. 5 1. 5%，繩股之間的縫隙值取為3 1. 5% ；并根據(jù)鋼絲幾何關(guān)系，運(yùn)用三角幾何關(guān)系公式計(jì)算鋼絲繩中所用鋼絲的直徑，通過捻距計(jì)算各層鋼絲捻角、捻制圓推導(dǎo)各層鋼絲之間的比例關(guān)系；
例如，確定的混合捻鋼絲繩中第一外層鋼絲3的直徑為2. 58mm，第二外層鋼絲4的直徑為2. 63mm,填充鋼絲5的直徑為1. 12mm,中層鋼絲6的直徑為2. 84mm,內(nèi)層鋼絲7的直徑為 1. 26mm,中心鋼絲8的直徑為1. 66mm ；繩芯2的直徑為31. 2_。步驟2 按下述公式，計(jì)算步驟1給出的不同直徑成品鋼絲所對(duì)應(yīng)的原料鋼絲的直徑dn:
dn=d0X (ση/ Ko0)2
式中，d0表示步驟1給出的成品鋼絲直徑，單位mm ；
σ Q表示鋼絲熱處理后的強(qiáng)度；本方法中采用65#鋼絲，故σ ^取值1100 1150MPa ； σ n表示鋼絲繩的公稱強(qiáng)度，本方法中取值1670MPa ； K為拉絲系數(shù)，取值1 ；
上例中，當(dāng)取值llOOMpa、σ n取值1670Mpa、K取值1時(shí)，計(jì)算得到的原料鋼絲直徑與步驟1中成品鋼絲直徑的對(duì)應(yīng)，如表1所示。表1 原料鋼絲直徑與成品鋼絲直徑的對(duì)應(yīng)表
原料鋼絲3. 802. 906. 502. 606. 006. 00成品鋼絲1. 661. 262. 841. 122. 582. 63
步驟3 取鋼號(hào)65#、直徑為6. 5mm的盤圓，采用現(xiàn)有工藝對(duì)該盤圓進(jìn)行酸洗、磷化和皂化，然后，將處理后的盤圓拉成步驟2計(jì)算得到的不同直徑的原料鋼絲； 采用560水箱拉絲機(jī)將盤圓拉成直徑不同的原料鋼絲。步驟4 采用現(xiàn)有工藝對(duì)步驟3拉成的原料鋼絲進(jìn)行熱處理；
步驟5 將步驟4熱處理后的不同直徑的原料鋼絲拉拔成相應(yīng)直徑的成品鋼絲； 如，采用不同的拉絲機(jī)將不同直徑的原料鋼絲拉拔成不同直徑的成品鋼絲 選用560水箱拉絲機(jī)，將直徑為6. 50mm和6. OOmm的原料鋼絲拉成直徑為2. 84mm、 2. 63mm和2. 58mm的成品鋼絲的拉拔工藝路線為
6. 5—6. 08—5. 52—5. 01—4. 56—4. 15—3. 77—3. 43—3. 12—2. 84。6. 0—5. 68—5. 16—4. 69—4. 26—3. 87—3. 52—3. 20—2. 90—2. 63。
6. 0—5. 51—5. 01—4. 56—4. 15—3. 77—3. 43—3. 12—2. 84—2. 58。選用350水箱拉絲機(jī)，將直徑為3. 80mm、2. 90mm和2. 60mm的原料鋼絲拉成直徑為
1.66mm、1. ^mm和1. 12mm的成品鋼絲的拉拔工藝路線為
3. 8—3. 56—3. 24—2. 94—2. 67—2. 42—2. 2—2. 0—1. 83—1. 66。2. 9—2. 72—2. 49—2. 26—2. 05—1. 86—1. 69—1. 53—1. 39—1. 26。2. 6—2. 42—2. 2—2. 0—1. 82—1. 65—1. 50—1. 3—1. 24—1. 12。步驟6 取步驟5得到的成品鋼絲，進(jìn)行捻股，外層股的捻距倍數(shù)為7. 5 8. 5倍； 選用36/500捻股機(jī)捻制外層股。步驟7 將步驟6捻制的外層股和繩芯制成混合捻鋼絲繩，鋼絲繩捻距倍數(shù)為 6. 0 6. 8 倍。采用6/1250車成品機(jī)捻制混合捻鋼絲繩。實(shí)施例1
確定的混合捻鋼絲繩中第一外層鋼絲3的直徑為2. 58mm,第二外層鋼絲4的直徑為
2.63mm，填充鋼絲5的直徑為1. 12mm，中層鋼絲6的直徑為2. 84mm,內(nèi)層鋼絲7的直徑為1. 26mm,中心鋼絲8的直徑為1. 66mm ；繩芯2的直徑為31. 2_。按公式d^c^X ( σ J Ko0)2,計(jì)算上述不同直徑成品鋼絲所對(duì)應(yīng)的原料鋼絲的直徑dn :d0表示成品鋼絲直徑，單位mm ； %表示65#鋼絲熱處理后的強(qiáng)度；取值IlOOMPa ； σ η表示鋼絲繩的公稱強(qiáng)度，取值 1670MPa ；K為拉絲系數(shù)，取值1 ；計(jì)算得到的原料鋼絲直徑與成品鋼絲直徑對(duì)應(yīng)表，如表2 所示，
表2 原料鋼絲直徑與成品鋼絲直徑的對(duì)應(yīng)表
權(quán)利要求
1.一種用于撈砂船提升設(shè)備的混合捻鋼絲繩，其特征在于，包括黃麻繩制成的繩芯 (2)，環(huán)繞繩芯(2)設(shè)置有六股外層股(1 )，外層股(1)的捻距倍數(shù)為6. 0倍 6. 8倍，六股外層股(1)和繩芯(2)捻制成結(jié)構(gòu)為6 X 56SFi+FC—60mm混合捻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的混合捻鋼絲繩，其特征在于，所述的外層股(1)包括中心鋼絲 (8)，環(huán)繞中心鋼絲(8)設(shè)置有七根內(nèi)層鋼絲(7);環(huán)繞該七根內(nèi)層鋼絲(7)設(shè)置有七根中層鋼絲(6)，一根中層鋼絲(6)同時(shí)與相鄰的兩根內(nèi)層鋼絲(7)相切；環(huán)繞該七根中層鋼絲(7) 設(shè)置有十四根第二外層鋼絲(4)，相鄰兩根第二外層鋼絲(4)同時(shí)與一根中層鋼絲(6)相切；十四根第二外層鋼絲(4)與七根中層鋼絲(6)圍成的空隙內(nèi)分別設(shè)置有填充鋼絲(5)； 環(huán)繞十四根第二外層鋼絲(4)設(shè)置有二十根第一外層鋼絲(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合捻鋼絲繩，其特征在于，所述的中心鋼絲(8)與七根內(nèi)層鋼絲(7)組成內(nèi)層股，中心鋼絲(8)與內(nèi)層鋼絲(7)之間為點(diǎn)接觸，該內(nèi)層股為平行捻。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合捻鋼絲繩，其特征在于，所述第一外層鋼絲(3)的直徑為 2. 5mmο
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合捻鋼絲繩，其特征在于，所述中心鋼絲(8)、內(nèi)層鋼絲 (7)、中層鋼絲(6)、填充鋼絲(5)、第二外層鋼絲(4)和第一外層鋼絲(3)的直徑系數(shù)比為 0. 643 0. 488 :1. 101 :0. 434 :1. 019 :1。
6.一種權(quán)利要求1所述混合捻鋼絲繩的制作方法，其特征在于，該方法具體按以下步驟進(jìn)行步驟1 根據(jù)鋼絲繩結(jié)構(gòu)、直徑、鋼絲破斷拉力總和以及捻制后鋼絲相互之間縫隙值要求，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)選取合適的鋼絲直徑；并根據(jù)鋼絲幾何關(guān)系，運(yùn)用三角幾何關(guān)系公式計(jì)算鋼絲繩中所用鋼絲的直徑，通過捻距計(jì)算各層鋼絲捻角、捻制圓推導(dǎo)各層鋼絲之間的比例關(guān)系；步驟2 按下述公式，計(jì)算步驟1給出的不同直徑成品鋼絲所對(duì)應(yīng)的原料鋼絲的直徑dn dn=d0X (ση/Κσ0)2式中，d0表示步驟1給出的成品鋼絲直徑，單位mm ； σ Q表示鋼絲熱處理后的強(qiáng)度，取值1100 1150MPa ； σ 表示鋼絲繩的公稱強(qiáng)度，取值1670MPa ； K為拉絲系數(shù)，取值1 ；步驟3 取鋼號(hào)65#、直徑為6. 5mm的盤圓，采用現(xiàn)有工藝對(duì)該盤圓進(jìn)行酸洗、磷化和皂化，然后，將處理后的盤圓拉成步驟2計(jì)算得到的不同直徑的原料鋼絲； 步驟4 采用現(xiàn)有工藝對(duì)步驟3拉成的原料鋼絲進(jìn)行熱處理； 步驟5 將步驟4熱處理后的不同直徑的原料鋼絲拉拔成相應(yīng)直徑的成品鋼絲； 步驟6 取步驟5得到的成品鋼絲，進(jìn)行捻股，外層股的捻距倍數(shù)為7. 5 8. 5倍； 步驟7 將步驟6捻制的外層股和繩芯制成混合捻鋼絲繩，鋼絲繩捻距倍數(shù)為6. 0倍 6. 8 倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合捻鋼絲繩，其特征在于，所述步驟3中采用560水箱拉絲機(jī)將盤圓拉成直徑不同的原料鋼絲。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合捻鋼絲繩，其特征在于，所述步驟6中采用36/500捻股機(jī)捻制外層股。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合捻鋼絲繩，其特征在于，所述步驟7中采用6/1250車成品機(jī)捻制混合捻鋼絲繩。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于撈砂船提升設(shè)備的混合捻鋼絲繩及其制作方法，鋼絲繩包括繩芯和環(huán)繞其設(shè)置的六股外層股，鋼絲繩的捻距倍數(shù)為6.0倍～6.8倍。根據(jù)鋼絲繩結(jié)構(gòu)、直徑、鋼絲破斷拉力總和以及捻制后鋼絲相互之間縫隙值要求，并運(yùn)用三角幾何關(guān)系公式計(jì)算鋼絲繩中所用鋼絲的直徑，通過捻距計(jì)算各層鋼絲捻角、捻制圓推導(dǎo)各層鋼絲之間的比例關(guān)系；計(jì)算成品鋼絲對(duì)應(yīng)的原料鋼絲直徑，用現(xiàn)有工藝處理65#直徑6.5mm的盤圓并拉成相應(yīng)直徑的原料鋼絲；熱處理原料鋼絲；用水箱拉絲機(jī)拉成成品鋼絲；用成品鋼絲捻股，與黃麻繩捻制成混合捻鋼絲繩。本鋼絲繩調(diào)整了股結(jié)構(gòu)，降低外層股鋼絲直徑，提高了鋼絲繩整繩破斷拉力，整繩破斷拉力提高了9%。
文檔編號(hào)D07B1/10GK102330371SQ20111023928
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者施榮標(biāo), 曹玉德, 朱邦坤 申請(qǐng)人:甘肅榮信電材科技有限公司