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1問題提出 抗旋轉(zhuǎn)性能是特種結(jié)構(gòu)鋼絲繩的特有屬性。圓截面抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩有單股結(jié)構(gòu)與多股結(jié)構(gòu)。單股抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩分為圓鋼絲組成的單股鋼絲繩（spiral strand rope）、圓鋼絲與異型鋼
1問題提出
抗旋轉(zhuǎn)性能是特種結(jié)構(gòu)鋼絲繩的特有屬性。圓截面抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩有單股結(jié)構(gòu)與多股結(jié)構(gòu)。單股抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩分為圓鋼絲組成的單股鋼絲繩（spiral strand rope）、圓鋼絲與異型鋼絲組成的半密封鋼絲繩（half-locked coil rope）和圓鋼絲與異型鋼絲組成的全密封鋼絲繩（full-locked coil rope）。多股抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩分為單層股結(jié)構(gòu)與多層股結(jié)構(gòu)。單層股結(jié)構(gòu)從目前行業(yè)看為3股鋼絲繩和4股鋼絲繩，而多層股結(jié)構(gòu)包括圓股組成的多層股鋼絲繩、異型股組成的多層股鋼絲繩、圓股與異型股組成的多層股鋼絲繩，依次如圖1、圖2、圖3所示，其中Bridon圖3鋼絲繩還出現(xiàn)在AS3569-890，只不過標(biāo)記方法不同。
多層股鋼絲繩結(jié)構(gòu)品種相對豐富，其中圓股多層股鋼絲繩的生產(chǎn)與使用相對普遍。
單層股抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩相對多層股抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，因為結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝相對簡單、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、對生產(chǎn)設(shè)備要求低，尤其方便使用檢查，故而使其成為抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的特殊品種。從組繩股截面特征看，單層股抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩有圓股結(jié)構(gòu)和異型股結(jié)構(gòu)，GB/T
20118-2006]給出前者結(jié)構(gòu)類別有4×19類、4x37類，GB8918-2006]給出后者結(jié)構(gòu)類別為4Vx39類，給出典型結(jié)構(gòu)有2種：4V×39S+5FC、4Vx
48S+5FC，依次如圖4、圖5所示。
圖44Vx39S+5FC結(jié)構(gòu)Fig.44V×39S+5FC stnucture從目前資料看，單層股抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩研發(fā)最早始于日本0，早期為圓股鋼絲繩，后來SHINKO對圓股鋼絲繩進行了改良，生產(chǎn)出著名的“Uni-ROPE（優(yōu)你鋼絲繩）”[0，使該鋼絲繩組繩股截面特征不再是圓形，鋼絲繩結(jié)構(gòu)代號4×SeS39、U4×SeS48、U3×SeS39、U3xSeS48，前二者鋼絲繩截面如圖6、圖7所示，依次與圖4、圖5基本相同，只是鋼絲繩外表面鋼絲通常有明顯塑性變形痕跡“優(yōu)你鋼絲繩”股分2種：FC-12/18-18、FC-9/15-15。3股、4股鋼絲繩不僅是日本鋼絲繩制造企業(yè)長線產(chǎn)品，“優(yōu)你鋼絲繩”還出口我國內(nèi)地與香港市場。通過對“優(yōu)你鋼絲繩”分析研究6-1，我國生產(chǎn)圖4、圖5結(jié)構(gòu)鋼絲繩有2種方法：圓股擠壓法、圓股鋼絲繩壓實法-習(xí)。前者通常為利用合繩壓線瓦，將圓股成繩與對成捻圓股繩擠壓同時進行，如同采用模拉法生產(chǎn)壓實股，這種方法國內(nèi)應(yīng)用相對較多、較早，后者為先捻制出圓股鋼絲繩，再對圓股鋼絲繩進行壓實，壓實有在線壓實與離線壓實，壓實方法為輥拉與鍛打。從實際情況看，采用圓股鋼絲繩鍛打法生產(chǎn)圖4、圖5鋼絲繩已經(jīng)被普遍認可，該方法近幾年在國內(nèi)鋼絲繩行業(yè)也得到迅速應(yīng)用，但我國鋼絲繩標(biāo)準關(guān)于圖4、圖5鋼絲繩之稱謂與標(biāo)記始終未變，筆者結(jié)合GB/T 8706-2006/ISO 17893：200400、世界鋼絲繩制造強企相關(guān)資料及國內(nèi)近幾年采用圓股鋼絲繩鍛打法生產(chǎn)4股異型股抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩實際，就4V×39類鋼絲繩稱謂與標(biāo)記合理性問題進行研究。
2問題研究
2.1扇形股不是標(biāo)準術(shù)語
GB/T8706對鋼絲、股和鋼絲繩橫截面形狀規(guī)定代號見表1。從表1看出，有形狀特征符號的股只有三角股、組合芯股、橢圓股、扁形股、帶形股和壓實股，扇形股并未列入其中，將圖4、圖5鋼絲繩稱為扇形股鋼絲繩顯然不規(guī)范。筆者在GB/T8706的早期版本中也沒發(fā)現(xiàn)扇形股術(shù)語。GB8918雖然明示引用了GB/T8706，但就圖4、圖5鋼絲繩稱謂而言并不符合該基礎(chǔ)標(biāo)準關(guān)于組繩股術(shù)語規(guī)定。
2.2鋼絲繩結(jié)構(gòu)中使用三角形標(biāo)準代號“V”不合適從表1看，V是三角形的形狀代號，涉及三角形鋼絲與三角股。但GB8918圖4、圖5鋼絲繩結(jié)構(gòu)式中也出現(xiàn)了字母“V”。
圖4、圖5鋼絲繩股雖然不是圓股，但該繩股也不是三角形特征明顯的三角股，那么，“V”在鋼絲繩結(jié)構(gòu)式中出現(xiàn)，也就意味著從標(biāo)記上將這種異型股鋼絲繩默認為三角股鋼絲繩，可以如此嗎？顯然不能。這基于：其一，三角股鋼絲繩是6股鋼絲繩。目前所有標(biāo)準、資料顯示的三角股鋼絲繩均為6股結(jié)構(gòu)，而且資料認為三角股鋼絲繩也只能是6股結(jié)構(gòu)0，而圖4、圖5鋼絲繩是4股鋼絲繩。其二，三角股鋼絲繩不具有抗旋轉(zhuǎn)性能。由于三角股鋼絲繩是6股單層股鋼絲繩，即使采用與鋼絲繩捻向相反的獨立鋼芯，即將其制造成2層股結(jié)構(gòu)，其也不具有值得關(guān)注的抗旋轉(zhuǎn)性能，這不僅基于GB/T8706規(guī)定具有抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩之多層股鋼絲繩最少外層股數(shù)是8根，同時也基于對三角股鋼絲繩鋼芯相對6股鋼絲繩鋼芯直徑明顯要小的情況，而圖4、圖5鋼絲繩是繩采用大捻距、股采用小捻距、繩采用交互捻捻法技術(shù)思路所制造具有明顯抗旋轉(zhuǎn)性能的鋼絲繩，且其抗旋轉(zhuǎn)性能與外層股l1-12根之2層股鋼絲繩基本一致。其三，三角股鋼絲繩捻法只能是同捻。除了擠壓纖維股芯圓股捻成的鋼絲繩在理論上存在同向捻、交互捻和混合捻3種捻法外，用捻制三角股所制造的鋼絲繩理論分析只能是同向捻，而圖4、圖5鋼絲繩在捻法上是交互捻。國內(nèi)采用圓股擠壓法生產(chǎn)的纖維股芯三角股鋼絲繩通常也是同向捻，至于這種只在我國鋼絲繩標(biāo)準中長期存在的三角股鋼絲繩是否也可等同于先捻制三角股再捻制三角股鋼絲繩目前也有研究]。其四，合股工序不能捻制出纖維股芯三角股。實踐證明，股含纖維芯時，即使采用與捻制鋼絲股芯三角股相同的工裝，由于纖維芯彈性大、尺寸不穩(wěn)定的固有屬性導(dǎo)致合股工序無法挖制出形狀明顯、穩(wěn)定的三角股，圖4、圖5鋼絲繩股實踐證明也只能是在合繩工序采用圓股擠壓法或者后續(xù)對圓股鋼絲繩壓實法生產(chǎn)。其五，三角股鋼絲繩股結(jié)構(gòu)式中不包含字母
“S”。對三角股鋼絲繩，股結(jié)構(gòu)式（不含金屬芯）中只能包含表示三角股形狀的字母“V”和股芯可能為組合芯的字母“B”，而不再會包含其他字母，至于我國標(biāo)準中出現(xiàn)V37S股三角股鋼絲繩，筆者認為值得商框0四，因為股外層鋼絲數(shù)與內(nèi)層鋼絲數(shù)目不相同，理論上就不可能構(gòu)成線接觸，只是在一定的條件下，從股截面看，內(nèi)外層鋼絲出現(xiàn)斷續(xù)線接觸，出現(xiàn)“S”是因為內(nèi)外層鋼絲斷續(xù)線接觸形式同西魯式結(jié)構(gòu)相似面已。
2.3結(jié)構(gòu)中“S”并不能浪確反膚股結(jié)構(gòu)屬性圖4、圖5鋼絲繩結(jié)構(gòu)式中之所以包含字母
“S”，乃基于捻制圈股時組股外層鋼絲與內(nèi)層形成的結(jié)構(gòu)是西魯式S”是圓股西魯式的代號。請注意，雖然外層鋼絲與次外層鋼絲形成的結(jié)構(gòu)平行捻，但次外層鋼絲與內(nèi)層鋼絲形成的結(jié)構(gòu)卻是交叉捻。圖4、圖5鋼絲繩結(jié)構(gòu)式中關(guān)于股結(jié)構(gòu)描述是否可以只顯示平行捻結(jié)構(gòu)而忽略交叉捻結(jié)構(gòu)？筆者認為不可。假如鋼絲在股中處于非捻制狀態(tài)，對FC-9/15-15結(jié)構(gòu)，平行捻結(jié)構(gòu)鋼絲總面積與交叉捻結(jié)構(gòu)鋼絲總面積占組股鋼絲總面積的比例依次為84.47%、42.98%，平行捻結(jié)構(gòu)鋼絲總面積與交叉捻結(jié)構(gòu)鋼絲總面積之比為1.965：1，而對FC-12/81-
81結(jié)構(gòu)，相應(yīng)數(shù)值為81.63%、47.15%、l.73l:l，計算結(jié)果表明，雖然在2種結(jié)構(gòu)中，平行捻結(jié)構(gòu)鋼絲總面積比交叉捻結(jié)構(gòu)鋼絲總面積占組股鋼絲總面積比要大得多，但大的程度筆者認為尚不足忽略交叉捻結(jié)構(gòu)對股性能的影響。在平行結(jié)構(gòu)中用組合芯代替單根鋼絲芯時，雖然組合芯外層鋼絲與其相鄰鋼絲也構(gòu)成交叉捻，但交叉捻部分鋼絲總面積占組股鋼絲總面積比例很小，故才有用組合芯代替單根鋼絲芯而不改變股結(jié)構(gòu)屬性與組股鋼絲總數(shù)的標(biāo)準規(guī)定a15.]。以lUsha martin、Brikn習(xí)慣采用1-6/
8-8+8-l6、1-6/9-9+9-18組合芯股為例，前者股中交叉捻結(jié)構(gòu)鋼絲總面積、平行捻結(jié)構(gòu)鋼絲總面積占組股鋼絲總面積的比例依次為95.26%、
22.81%，平行捻結(jié)構(gòu)鋼絲總面積與交叉捻結(jié)構(gòu)鋼絲總面積之比為4.177：1，而后者相應(yīng)數(shù)值則為93.39%、36.46%、3.528：l，忽略交叉捻結(jié)構(gòu)對股性能顯然是可以的。圖4、圖5鋼絲繩股是纖維芯多工序復(fù)合捻股，39根鋼絲、48根鋼絲涵蓋了股中所有鋼絲，從鋼絲總數(shù)看涉及組成平行捻結(jié)構(gòu)與交叉捻結(jié)構(gòu)，但股結(jié)構(gòu)標(biāo)記上并沒有體現(xiàn)交叉捻結(jié)構(gòu)對般性能所具有不可忽視的影響，這顯然不合適。
2.4“5”不應(yīng)在結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)
圖4、圖5鋼絲繩結(jié)構(gòu)式在纖維芯字母“C”前帶有數(shù)字“，“SC”應(yīng)該指這種鋼絲繩總共有5根纖維芯，4根股每根股含l根纖維芯，鋼絲繩中心為1根纖維芯。GB/T8706關(guān)于鋼絲繩標(biāo)記規(guī)定，對于單層股多股鋼絲繩、阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩、平行捻密實鋼絲繩、纜式鋼絲繩，在繩芯結(jié)構(gòu)前綴符號
“-”（對阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩如果股芯結(jié)構(gòu)同其他股，則結(jié)構(gòu)式中不再單獨顯示中心結(jié)構(gòu)。早期標(biāo)準隔開股與繩芯的符號是“+”而不是“-”），也就是說，在“-”之后的只能是繩中心結(jié)構(gòu)而不含股中心結(jié)構(gòu)，不能因為股中心與繩中心均為纖維芯就將股芯與繩芯在數(shù)量上合并，圖4、圖5結(jié)構(gòu)式“FC”出現(xiàn)數(shù)字“5”不妥。3圖4與圖5鋼絲繩結(jié)構(gòu)式合理表示方法探討
3.1股結(jié)構(gòu)兩式要完整考慮股的組成與結(jié)構(gòu)屬性GB/T8706中相應(yīng)圖4、圖5鋼絲繩395、485股的詳細表示式應(yīng)依次為FC-9/15-15、FC-12/18-
18，而簡式依次為39FC、48FC。詳細表示式不僅反映了股組成全部元素：纖維芯、鋼絲，而且也反映了鋼絲在股中所形成的結(jié)構(gòu)特性，其中9/15、12/18反映的是交叉挖結(jié)構(gòu)（M），15-15、18-18反映的是平行捻結(jié)構(gòu)（S）。圖4、圖5中的395、48S只反映了組股鋼絲數(shù)和組股外層鋼絲與次外層鋼絲構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，缺乏對股芯、次外層與內(nèi)層鋼絲構(gòu)成交叉捻結(jié)構(gòu)的描述。筆者認為，無論是GB8918還是GB/T 8706，所給圖4、圖5鋼絲繩股結(jié)構(gòu)簡式是不完整的，為了體現(xiàn)股含西魯式結(jié)構(gòu)且西魯式結(jié)構(gòu)鋼絲總面積占組股鋼絲總面積比例最大和組股構(gòu)成元素，應(yīng)視股的基本類型是西魯式，故在股結(jié)構(gòu)式中字母“S”前要出現(xiàn)表示復(fù)合捻結(jié)構(gòu)標(biāo)志性的字母“N”，結(jié)合對GB/T8706分析，F(xiàn)C-9/15-15、FC-12/18-18復(fù)合捻股的合理結(jié)構(gòu)簡式依次應(yīng)為39FCNS、48FCNS。
3.2考感該鋼絲繩合理的生產(chǎn)工藝應(yīng)采用壓實鍋絲繩標(biāo)記
雖然國內(nèi)早期有許多企業(yè)采用類似圈股擠壓法生產(chǎn)圖4、圖5一樣的三角股鋼絲繩，但也有企業(yè)采用的方法是先捻制圓股繩然后再對其進行后續(xù)壓實，壓實方法有輥拉與鍛打。如果采用的是通過對圓股鋼絲繩壓實方法生產(chǎn)該鋼絲繩，顯然圖4、圖5鋼絲繩應(yīng)稱為壓實鋼絲繩。
考慮到銀打是壓實鋼絲繩目前公認的合理工藝，故才有了壓實鋼絲繩通常又被冠以鍛打鋼絲繩的不標(biāo)準習(xí)慣稱謂，國外企業(yè)甚至在鋼絲繩代號或結(jié)構(gòu)中增加“Swaged“以突出采用鍛打法生產(chǎn)的壓實鋼絲繩。如加拿大鋼繩公司（WIRE ROPEIN-
DUSTRIES GROUP）圖8鋼絲繩、關(guān)國聯(lián)合鋼絲繩（UNION ROPE）圖9、圖10、圖ll鋼絲繩，有的企業(yè)即使鋼絲繩代號中沒有“Swagd”但在相關(guān)資料中也有明示壓實鋼絲繩方法為鍛打法相關(guān)描述，如Bridon 圖12鋼絲繩，PYTHON圖13鋼絲繩，TEUFELBERGE 圖14鋼絲繩，Diepa 圖15、圖16鋼絲繩。
GB/T 8706指出，K”是表示壓實股與壓實鋼絲繩的符號，應(yīng)考慮在圖4、圖5鋼絲繩結(jié)構(gòu)表示式中增加字母“K”，以更加體現(xiàn)該鋼絲繩生產(chǎn)過程中存在鋼絲繩壓實加工的經(jīng)歷。
值得說明的是，由該股組成的鋼絲繩之所以可以被壓實，根本在于其中心為纖維芯。不可能、也不應(yīng)該將由全鋼絲復(fù)合捻股鋼絲繩、全鋼絲交叉捻股鋼絲繩生產(chǎn)成壓實鋼絲繩，因為壓實會導(dǎo)致組股鋼絲由于存在點接觸而相互壓傷。
考慮到目前國內(nèi)外企業(yè)公認壓實鋼絲繩合理的生產(chǎn)工藝是先捻制出圓股鋼絲繩后再壓實，且壓實鋼絲繩可用于組繩股不是全鋼絲多工序交叉捻股、全鋼絲多工序復(fù)合捻股以外不同結(jié)構(gòu)形式股組成的鋼絲繩，如圖8、圖9單層鋼絲股鋼絲繩，圖10、圖l1全鋼絲平行捻股鋼絲繩，圖12含纖維股芯平行捻股鋼絲繩，圖4、圖5、圖6、圖7纖維股芯復(fù)合捻股鋼絲繩，圖14、圖15、圖16壓實股鋼絲繩。壓實鋼絲繩可以是圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖l0、圖11、圖12單層股鋼絲繩，也可以是圖13、圖14、圖15、圖16多層股鋼絲繩。壓實單層股鋼絲繩和壓實多層股鋼絲繩或者具有抗旋轉(zhuǎn)性能，或者不具有抗旋轉(zhuǎn)性能。盡管圖4、圖5鋼絲繩目前國內(nèi)生產(chǎn)還繼續(xù)存在圓股擠壓與圓股鋼絲繩壓實2種方法，但筆者認為最好將其歸結(jié)為壓實鋼絲繩，并將結(jié)構(gòu)式寫成K4×39FCNS-FC、K4×48FCNS-FC.
4結(jié)語
我國采用圓股擠壓法與圓股鋼絲繩壓實法所生產(chǎn)的圖4、圖5鋼絲繩不能稱為4股扇形股鋼絲繩。鋼絲繩結(jié)構(gòu)簡式不應(yīng)使用三角形標(biāo)準代號“V”。鋼絲繩結(jié)構(gòu)簡式中“S”并不能準確反映股為復(fù)合捻股的結(jié)構(gòu)屬性。不應(yīng)因為股芯材質(zhì)與繩芯材質(zhì)相同而在結(jié)構(gòu)式中將其在繩芯位置書寫5FC。鋼絲繩結(jié)構(gòu)式未能體現(xiàn)對圓股壓實或?qū)A股鋼絲繩壓實工藝。從德國、美國、加拿大、英國、韓國等國家鋼絲繩相關(guān)企業(yè)資料看，公認壓實鋼絲繩合理的生產(chǎn)工藝是先捻制出圓股鋼絲繩后再壓實，壓實方法是鍛打。壓實鋼絲繩組股形式多種多樣，可以是除全鋼絲多工序交叉捻股、全鋼絲多工序復(fù)合捻股以外其他形式股。壓實單層股鋼絲繩和壓實多層股鋼絲繩或者具有抗旋轉(zhuǎn)性能，或者不具有抗旋轉(zhuǎn)性能。從合理生產(chǎn)工藝與反映股復(fù)合挖股結(jié)構(gòu)屬性角度考慮，認為應(yīng)將圖4、圖5鋼絲繩歸為壓實復(fù)合捻股鋼絲繩，結(jié)合GB/T
8706-2006/I5017893：2004對壓實工藝、復(fù)合捻股及鋼絲繩標(biāo)記相關(guān)規(guī)定，圖4、圖5鋼絲繩結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)寫成K4×39FCNS-FC、K4×48FCS-FC.
雖然我國標(biāo)準將4V×39類鋼絲繩稱為4股扇形股鋼絲繩和采用4V×395+5FC、4V×48S+5FC固定標(biāo)記由來已久，但隨著鋼絲繩生產(chǎn)技術(shù)的進步和技術(shù)標(biāo)準更加規(guī)范、合理，分析認為對該鋼絲繩結(jié)構(gòu)屬性應(yīng)有進一步的認識，研究其合理的結(jié)構(gòu)標(biāo)記方法。
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