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隨著國家一帶一路政策深入推進，配套工程機械用鋼絲繩迎來新的機遇和挑戰(zhàn)，特別是隨著進口工程機械以及國內(nèi)起重機械大型化的發(fā)展，要求鋼絲繩應(yīng)具有高破斷拉力，促進了高強度
隨著國家“一帶一路”政策深入推進，配套工程機械用鋼絲繩迎來新的機遇和挑戰(zhàn)，特別是隨著進口工程機械以及國內(nèi)起重機械大型化的發(fā)展，要求鋼絲繩應(yīng)具有高破斷拉力，促進了高強度、高破斷、高耐磨、抗旋轉(zhuǎn)多層壓實股鋼絲繩需求持續(xù)增加。本公司多次接到國內(nèi)大型起重機械主機單位批量鋼絲繩訂單，要求鋼絲繩直徑35.5mm，最小破斷拉力1050kN，微旋轉(zhuǎn)、耐磨性好。查閱標準GB/T 20118、GB8918，相同直徑范圍產(chǎn)品均無法滿足客戶最小破斷拉力要求0-1，對比YB/T5359一2010標準力學(xué)性能表發(fā)現(xiàn)相同結(jié)構(gòu)面接觸產(chǎn)品較普通結(jié)構(gòu)整繩破斷拉力高12%0，符合客戶高破斷拉力要求，而35（W）×7是典型的抗旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)鋼絲繩，基于以上分析最終選定面接觸35（W）xK7結(jié)構(gòu)鋼絲繩，公稱抗拉強度1960MPa，35（W）×K7結(jié)構(gòu)鋼絲繩如圖1所示。
面接觸壓實股鋼絲繩常見生產(chǎn)方法有異型鋼絲捻制、鍛打法、模拉法、軋制法。其中模拉法因操作簡單和對設(shè)備要求低成為國內(nèi)壓實股鋼絲繩生產(chǎn)的首選方法，但模拉法生產(chǎn)因成股過程中鋼絲塑性變形大國，無論成材率、生產(chǎn)效率都很低，難以批量供貨，需要新的生產(chǎn)方式及工藝。
隨著鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及工藝裝備的改進，為面接觸鋼絲繩生產(chǎn)方式及工藝創(chuàng)新提供了有利條件，公司結(jié)合自身特點，擬定了捻股模拉+合繩鍛打組合生產(chǎn)方案，通過試驗，合理優(yōu)化壓縮率分配，降低捻股模拉壓縮率，提高鋼絲繩密度系數(shù)國，解決單一捻股模拉生產(chǎn)因壓縮率高導(dǎo)致成材率、生產(chǎn)效率低的難題。
1. 35（W）xK7雙壓實面接觸鋼絲繩工藝參數(shù)確定
為便于計算鋼絲繩工藝參數(shù)，對部分參數(shù)定義如下。d為外層股徑，d，為粗股直徑，d，為細股直徑，d為第一內(nèi)層股徑，d，為中心股徑，d。為模孔直徑；6為外層絲徑，6，為內(nèi)層粗絲絲徑，62為內(nèi)層細絲絲徑，6；為第一內(nèi)層絲徑，6：為中心股絲絲徑，d為模拉前股徑。
1.1鋼絲繩捻距確定
捻距是鋼絲繩重要參數(shù)之一，捻距影響鋼絲繩產(chǎn)品的柔軟性、疲勞性等性能。同時對結(jié)構(gòu)伸長、產(chǎn)品直徑等參數(shù)也有影響。結(jié)合多年生產(chǎn)經(jīng)驗，外層繩捻距倍數(shù)取值范圍6.5~7.0，選取6.7，內(nèi)層繩捻距倍數(shù)取值范圍6.0~6.5，選取6.3。
1.2鋼絲繩直徑確定
根據(jù)訂單要求，整繩破斷拉力值由公式F。=
KxDP×Ro/l000得出，其中，F(xiàn)。為整繩破斷拉力，kN；K為最小破斷拉力系數(shù)；D為鋼絲繩直徑，mm；R。為公稱抗拉強度，MPa。鋼絲繩直徑D=35.3
mm，圓整取值D=35.5mm。
成品合繩在線鍛打壓縮率Q取值5%~8%，選取8%，據(jù)公式D。=得出D。=37mm，式中i-0
D。為鍛打前鋼絲繩直徑，mm。
1.3鋼絲股拾距確定
結(jié)合多年生產(chǎn)經(jīng)驗，股捻距倍數(shù)選取8.5。
1.4鋼絲繩股徑確定
由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可知外層繩為西魯式，查表得捻制系數(shù)m=6.469，據(jù)公式d=D。/m，得d=5.72mm。
由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得出產(chǎn)品內(nèi)層繩直徑D，=25.6mm。
內(nèi)層繩為瓦林吞結(jié)構(gòu)，查表得捻制系數(shù)m，=
4.361，由公式d；=D，/m，得d，=5.87mm查表得瓦林吞各股直徑比：d:d2=1.3，d:d4=
1.25，d；：d=1.3由此得其他各股直徑為d4=4.52mm，d=
5.65mm，da=5.87mm。
1.5拉拔?？字睆酱_定
模拉股因變形的鋼絲要發(fā)生一定量的彈性回復(fù)，故?？字睆捷^面接觸股徑略小。據(jù)測定變形反彈范圍d=（1.001~1.004）do，可忽略，即股徑等同于?？字睆?。
1.6鋼絲直徑確定
股模拉壓縮率q取值范圍8%~12%，選取10%，據(jù)公式d=計算模拉前對應(yīng)各股股徑。
M-g分別得出d'=6.03mm，d'=6.18mm，d=
4.76mm，d'=5.96mm，d；'=6.18mm。由股結(jié)構(gòu)查表得捻制系數(shù)m=3.0，據(jù)公式8=d/m，分別得出6=2.01mm，81=2.06mm，62=1.59mm，6=
1.98mm，6：=2.06mm。
1.7工藝參數(shù)匯總
經(jīng)過設(shè)計計算，組繩股徑、模具及主鋼絲直徑見表1，對參數(shù)進行優(yōu)化后的數(shù)據(jù)見表2。
2試生產(chǎn)過程
2.1鋼絲生產(chǎn)
壓實股生產(chǎn)，鋼絲在成股過程中會再次塑性變形，為保證捻股模拉順利進行，對制繩鋼絲的性能要求更嚴格。從線材牌號、規(guī)格、開坯、熱處理、拉絲配模都經(jīng)過精心篩選優(yōu)化，整個鋼絲生產(chǎn)過程實行大盤重定尺生產(chǎn)，拉絲工藝制定在滿足鋼絲其他性能指標情況下重點優(yōu)化鋼絲韌性指標，為下道捻股模拉創(chuàng)造條件。
2.2拾股生產(chǎn)
捻股模拉是面接觸鋼絲繩生產(chǎn)的難點，對設(shè)備牽引力、穩(wěn)定性要求很高。通過對6/GC500設(shè)備傳動
-收線-牽引系統(tǒng)改造、模具潤滑和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的完善，最終滿足生產(chǎn)要求。多層股鋼絲繩股數(shù)多且要經(jīng)過多次合繩，往往單股尺寸超出范圍，導(dǎo)致最終鋼絲繩直徑超差，股間隙不均勻、鋼絲繩表面不平等問題，因此控制壓實股直徑精度很關(guān)鍵，通過目測、測量等手段監(jiān)控壓實股生產(chǎn)過程，確保產(chǎn)品質(zhì)量。
2.3合繩生產(chǎn)
合繩分2道工序，外層繩合繩和內(nèi)層繩合繩。
因其產(chǎn)品有抗旋轉(zhuǎn)性要求，故外層繩捻法與內(nèi)層繩捻法相反，內(nèi)層繩股選擇交互捻法，外層繩股選擇同向捻法，這種捻法使相鄰層鋼絲接觸面積較大，鋼絲間相對滑動阻力增加，一定程度上提高繩股受力均勻性。
2.3.1內(nèi)層繩合繩
內(nèi)層繩為瓦林吞結(jié)構(gòu)，采用交互捻、等捻距一次捻制，為保證內(nèi)層繩緊密，消除部分加工應(yīng)力，內(nèi)層繩生產(chǎn)采用在線鍛打，鍛打前調(diào)節(jié)各股張力使其保持基本一致。內(nèi)層繩生產(chǎn)重點是控制直徑，直徑小起不到支撐作用，內(nèi)外層容易脫層；直徑大成品鍛打壓縮率大，相鄰層鋼絲受損嚴重，成品縫隙增大且易超直徑。因此內(nèi)層繩捻制要緊密，繩徑控制0~2%，保持應(yīng)力狀態(tài)，自然狀態(tài)下內(nèi)層繩旋轉(zhuǎn)不超過2圈。
2.3.2外層繩合繩
外層繩合繩是鋼絲繩生產(chǎn)關(guān)鍵工序，最終體現(xiàn)產(chǎn)品實物質(zhì)量。生產(chǎn)前選用合適鍛打模并檢查鍛打模具表面質(zhì)量，調(diào)節(jié)各股張力基本一致，預(yù)變形工藝按照微松散工藝要求給予一定的預(yù)變形量，調(diào)整主設(shè)備車速與鍛打設(shè)備頻率實現(xiàn)在線鍛打，保證單位長度鋼絲繩鍛打次數(shù)，以去除部分加工應(yīng)力，提高鋼絲繩重量密度系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)狀態(tài)通過放線翻身機構(gòu)調(diào)整內(nèi)層繩加捻的速度，保證鋼絲繩鍛打后表面股繩光滑，各股縫隙均勻，自然狀態(tài)下產(chǎn)品平直，內(nèi)外層無脫層、無伸長縮短現(xiàn)象。
2.3.3產(chǎn)品檢測
鋼絲繩產(chǎn)品經(jīng)公司質(zhì)量管理部綜合檢測，表面質(zhì)量達到客戶要求，鋼絲繩直徑為35.68~36.18
mm，平均直徑35.84mm，其他各項指標符合YB/T5359-2010要求，關(guān)鍵指標破斷拉力通過400t臥式拉力機檢測達到1150kN，滿足客戶要求。
3結(jié)語
面接觸鋼絲繩因其耐疲勞、耐磨損、高破斷、抗擠壓等特點一直受到工程機械行業(yè)青睞，也是鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)難點。近幾年來多層不旋轉(zhuǎn)面接觸鋼絲繩在旋挖機、大型起吊行業(yè)有取代普通多層股鋼絲繩趨勢。通過捻股模拉+合繩鍛打生產(chǎn)方式優(yōu)化分配捻股模拉壓縮率，解決面接觸鋼絲繩生產(chǎn)瓶頸，為批量生產(chǎn)創(chuàng)造條件。通過鍛打促使各股變形受力趨向一致，減少各繩股應(yīng)力差，提高鋼絲繩密度系數(shù)，減少產(chǎn)品結(jié)構(gòu)伸長，有利于整繩破斷拉力提高，上述結(jié)論從產(chǎn)品多次整繩破斷測試斷股根數(shù)及狀態(tài)得到證實。經(jīng)過反復(fù)小批量生產(chǎn)驗證捻股模拉+合繩鍛打組合生產(chǎn)面接觸鋼絲繩已基本穩(wěn)定，作為面接觸生產(chǎn)優(yōu)選方案已實現(xiàn)批量供貨，市場反饋良好。
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