范文一:高强度矿用钢丝绳的研制
高强度矿用钢丝绳的研制
第28卷
Vo1.28
第4期
No.4
金属制品
SteelWireProducts
2002年8月
August2OO2
高强度矿用钢丝绳的研制
殷森
(烟台鞍钢斯凯特钢丝有限公司264002)
摘要为满足大直径高强度矿用钢丝绳制绳用钢丝的要求,对其所用原料的选择,拉拔工艺的制订进行探
讨.分析冷却方式对钢丝拉拔性能的影响,通过实际生产对比,认为$82钢盘条能满足大直径高强度矿用钢丝绳
材料的要求;在生产中要获得强度高,韧性好的粗直径高强钢丝,采用直接水冷强化钢丝冷却最佳.
关键词矿用钢丝绳高强度钢丝冷却
ResearchandProductionofHighStrengthWireRopeforMine YinMiao
(Yanta/AngangSKETSteelWireCo.,l_td.264002) AbstractInordertomeettheneedsofsteelwireforminewireropewithcoal"Sediameterandhi
ghstrength,theselectionofraw
materialsandtheformulationofdrawingprocessareinquiredinto.Theeffectofcoolingtypeo
ndrawingpropertyisanalyzed.Itis
consideredbypracticalproductioncomparisionthat$82wirerodcallmeettheneedsofmateri
alsformineropewithcoarsediameter
andhighs~ngthandthatit'Sthebestwaytocoolsteelwirewithwaterdirectlyindrawingtogete
(Rt/'sediameterwirewithhigh strengthandgoodtoughness. Keywordswireropeformine;highstrengthsteelwire;cool
1研制的路线和方案
1.1选材
钢丝冷拉后的抗拉强度与钢丝的含碳量,总压
缩率,平均部分压缩率,拉拔前的原料直径及钢丝抗 拉强度等因素有关.如果只考虑含碳量的影响,那 么,随着含碳量的增加,钢丝拉拔后抗拉强度增加, 选用含碳量高的原料拉拔钢丝是提高钢丝强度的一 种途径.通常,制绳用丝一般用65和70钢原料,但 由于含碳量相对较低所生产的粗直径钢丝(02.4 mln以上)强度较低(一般在1570,1670MPa),满足 不了高强度钢丝生产的要求.
目前,国内含碳量较高的盘条有$82,95MnNi, 75MnNi及80Ni等.但是95MnNi,75MnNi及80Ni钢 盘条,除造价比较高外,其生产工艺比较复杂,盘条 的通条性也不均,因此,用于生产钢丝是不合适的. $82钢盘条普遍用作生产PC钢丝及低松弛钢 绞线,其性能稳定,延伸性能好,价格也相对较低. 考虑到原料的性能及生产钢丝(2.4mln以上)的强 度,我们选用08.0mln$82钢盘条作为本次研制矿 用高强度钢丝绳所用钢丝的原料.
1.2制绳钢丝生产工艺的制定
为了得到强度高,韧性好的钢丝,我们选用
9/600积线式拉丝机拉拔2.4mln以上钢丝.此拉 丝机本身冷却条件(风冷,水冷)比较好,拉拔道次
多(9道),成品钢丝的总压缩率控制在80.96%,
83.36%之间.直径小于2.01Tl/n的钢丝用冷却条
件较好的大水箱拉拔.
对于08.0mln$82盘条拉制的半成品钢丝,由
于考虑要降低成本,而且半成品钢丝需要热处理,因
此拉拔总压缩率范围选择得比较宽.
9/600拉丝机速度有3档,为了充分利用设备,
降低钢丝拉拔中发热量,选用中速拉拔生产.
本次拉拔的平均部分压缩率为12.22%,
l8.06%.由于$82钢含碳量较70钢高,W(c)为0.80%
,
0.85%.因此对热处理工艺参数做了适当调整.
058mln电铲钢丝绳所用光面钢丝成品及半成
品拉拔工艺参数见表1.
1.3采用直接水冷强化冷却
鞍钢钢绳厂冷拉丝设备主要有积线拉丝机,水
箱拉丝机及直进式拉丝机.钢丝冷却除卷筒壁喷水
间接冷却和风冷外,采用了间接冷却模来降低钢丝
温度.
.
10'金属制品第28卷
3.107.6083.36l8.066.836.095.454.9l4.434.033.683.373.10 2.806.8083.04l7.906.115.434.854.363.953.593.293.032.80 2.706.2081.04l6.875.6l5.0l4.5l4.083.7l3.403.132.902.70 2.506.0ID82.63l7.685.404.8l4.303.873.5l3.192.932.702.50 2.405.5080.96l6.834.984.454.003.623.303.022.782.582.40 1.804.2081.36l2.223.803.553.323.102.902.7l2.532.352.2l2.061.931.80
1.553.8083.30l2.803.543.3l3.082.882.692.5l2.342.182.041.901.771.661.55
降低钢丝拉拔温度的方法很多,诸如改进卷筒 的结构,采用强制冷却水等,结合我们本次高强度钢 丝的拉拔,下面仅就采用直接水冷对钢丝性能的影 响进行研究对比.
水冷装置结构示意图如图1(a),(b)所示.普 通水冷装置的工作原理是冷却水从模盒的进水口注 入,冷却拉丝模四周而间接的冷却钢丝,然后从出口 流出.而直接水冷装置是在普通水冷装置后面的钢 丝出口处安置了冷却水和高压风吹装置,这样钢丝 模子
在出拉丝模后喷水装置与其成45.角的方向向其四 周喷水,使其拉拔温度快速降低,然后高压风吹干钢 丝表面上的水膜,防止冷却水沿钢丝拉拔方向流出, 起空封作用.
选用08.0n'llTl$82钢盘条拉制06.8n'llTl半成品
930oC,在炉 钢丝并进行热处理,热处理线温900,
时间7min35S,铅温545,555oC,热处理后钢丝强 度为1200,1250MPa,再经9道次拉拔拉制成高强 度制绳用2.8n'llTl成品钢丝.
(a)普通水冷装置(b)直接水冷装置
图1水冷装置结构示意图
直接水冷试验是在第3,5,7和第9道拉拔中采外,其它条件均相同,成品丝拉拔速度
为173m/min.
用直接水冷装置,其它道次采用普通水冷.拉丝模表2不同冷却条件模子出口钢丝
表面温度oC
为普通拉丝模.
2结果与分析
2.1冷却条件对钢丝拉拔性能的影响
采用直接水冷装置与采用普通水冷装置拉拔钢
丝,其表面温度与性能见表2和表3,除冷却条件不同
第4期殷淼:高强度矿用钢丝绳的研制
表3不同冷却条件拉拔$82钢丝的力学性能 注:直接水冷一栏是228个试样平均值; 普通水冷一栏是195个试样平均值.
从表2及表3可知:(1)直接水冷的钢丝表面温 度要比普通水冷的低100?左右;(2)直接水冷的钢 丝强度比普通水冷的低,但其机械性能尤其是韧性 值(弯曲,扭转)要远远高于普通水冷钢丝的韧性值; (3)直接水冷钢丝比普通水冷钢丝的综合合格率高 30%左右,且模耗小.
为进一步分析冷却条件对钢丝性能的影响,对 直接水冷和普通冷却两种试样(分别用G和H表 示)做化学成分及金相检验.检验结果见表4. 表4试样化学成分及力学性能
试样元素质量分数/%
代号CSiNnP—S
强度
MPa
备注值
/次值/次.
由表4可见,化学成分波动不大,不是影响钢丝 力学性能的主要因素.对试样进行金相检验,截取 G,H半成品原料横向金相试样,以及1(合格钢 丝),H.1(扭转值4次)的横,纵向金相试样,经镶嵌, 磨制,抛光后,用4%硝酸酒精浸蚀,在NE0PO卜21 型光学显微镜下观察.
06.8nlinG,H半成品试样经一次热处理后的显
微组织为索氏体,见图2.
1横向试样的显微组织为索氏体,见图3.纵 向试样呈纤维状的索氏体,见图4.
H.1横向试样的显微组织为索氏体加少量屈氏 体,见图5.两侧有脱碳组织存在,见图6.同时可 见钢丝表面有过热现象,见图7.纵向一侧未见脱 碳,为拉拔纤维状组织,见图8
利用S一360扫描电镜对扭转,弯曲后的断口和 表面裂纹观察.观察断口试样H.1表面,可见拉拔 所造成其横向,纵向裂纹(见图9).
从金相组织分析结果可以看出:
(1)半成品06.8nlin$82钢丝经一次热处理后 的显微组织为索氏体,是钢丝拉拔的较佳组织. (2)采用直接水冷装置拉拔的合格钢丝组织为 索氏体组织.
(3)采用普通水冷装置拉拔的韧性值低的钢丝 (扭转值4次,弯曲值3次)组织为索氏体加屈氏体, 而且有脱碳组织存在,表面有过热现象. 图206.8r,,tlln显微组织(索氏体)×4OO 图301试样横向显微组织×4OO
图4G-1试样纵向显微组织×4OO
?
12?金属制品第28卷
图5H一1试样横向显微组织×4OO 图6H一1试样脱碳组织×4OO
图7H一1试样过热现象×4OO
图8H一1试样纵向组织×4OO
图9H一1试样断口表面×400
(4)采用普通水冷装置拉拔韧性值低的钢丝表面有 横向,纵向裂纹.
由于在连续式拉丝机上拉拔,若不采取有效措 施控制温升,则经多次拉拔后,钢丝温度累积增加, 则在模孔变形区内钢丝与模具间的温升可在500, 6OO?.拉丝模所产生的热量虽然有部分被钢丝带 走,但是,钢丝与模具表面接触处,由于热传导的作 用,则有13%,28%的热量保留在模具之中.这些 情况,必然给拉拔带来危害.
综上所述,拉拔高强度钢丝使其力学性能及表 面质量都达到标准要求,钢丝的强冷却措施是非常 重要的.否则,会影响钢丝的韧性,使表面产生裂 纹,弯曲,扭转值降低.因此,要想保持和提高钢丝 的韧性,则必须采取有效措施,使钢丝出孔后的平均 温度急速降低到160?以下,则可有效防止时效作 用对钢丝质量的影响.
3结论
(1)08.0mnq$82钢盘条的化学成份,金相组织 及力学性能满足拉拔粗直径(?2.4mnq),高强度 (盯?1770MPa)合格钢丝的要求.
(2)在生产粗直径,高强度钢丝的过程中,采用 强化冷却措施(直接水冷),可完全满足高强度钢丝 生产的要求.
(收稿日期:2002—05—23)
作者简介
殷淼1962年3月生,高级工程师,鞍钢烟台实业公司副 经理,烟台鞍钢斯凯特钢丝有限公司总工程师.
范文二:425Fi高强度镀锌钢丝绳生产
4 ×25 Fi 高强度镀锌钢丝绳生产
李文颐 刘 震
()天津市中北钢丝绳有限公司 300380
摘 要 介绍 4 ×25Fi + FC —8. 1 四股高强度镀锌钢丝绳的生产情况 。制绳用钢丝采用先镀后拔工艺 ,拉拔采 用较大总压缩率和较小部分压缩率的方法来提高镀锌制绳用钢丝的抗拉强度和韧性值 ,以保证钢丝绳的综合力学 性能 。成绳时采用交互捻 ,并增大钢丝绳的捻距和缩小股的捻距 ,使钢丝绳的扭转力矩与股的扭转力矩平衡 ,达到
钢丝绳不旋转的目的 。
关键词 高强度 镀锌 四股钢丝绳 不旋转
Production of 4 ×25 Fi High Strength Galvanized Steel Wire Rope
Li We nyi Liu Zhe n
( )Zhongbei Steel Wire Rope Co. , Ltd of Tianjin City 300380
Abstract To introduce production experience of 4 ×25Fi + FC —8. 1 mm four2ply high strength galvanized steel wire rope . The process of steel wire for rope is using a technology of galvanizing before drawing. The method using bigger total draught and smaller pass draught is adopted to increase tensile strength and ductility of galvanized steel wire for rope and ensure comprehensive me2 chanical property of steel wire rope . While using interactive laying technology during closing rope , the lay length of rope is en2 larged and that of strand is reduced , which makes the torsion moment of rope be in equilibrium with the torsion moment of strand , so as to attain the goal of non2rotation of steel wire rope .
Key words high strength ; galvanizing ; four2ply steel wire rope ; non2rotation
制绳用钢丝近几年来 ,随着城市高层建筑的不断扩展 ,建筑 2
美容业也随之蓬勃发展起来 。我公司抓住这一良好 钢丝绳股的结构为 1 + 6/ 6 + 12 ,两层钢丝之间
机遇 ,研制生产出与载人吊篮配套用的 4 ×25Fi 结 填充细丝 。股中有 4 种规格的钢丝 : 中心丝 、内层
丝 、填充丝 、外层丝 。该钢丝绳直径为 ?8 . 1 mm , 对 构高强度镀锌钢丝绳 。该钢丝绳作为吊篮的安全部 股内钢丝直径进行了配置 , 中心丝为 0 . 76 mm ,内 ?件 ,关系到清洁或装修高层建筑者的人身安全 。相 层丝和外层丝均为 0 . 66 mm , 填充丝为 0 . 29 mm , ??对于其它钢丝绳而言 ,该结构钢丝绳属于非标且技 制绳钢丝的直径偏差为 ?0 . 01 mm 。
术要求高 、制造难度大 、质量要求高的产品 。经过反 高质量的镀锌制绳用钢丝是生产高质量钢丝绳 复试制 ,产品性能得到了客户的认可 。的保证 。为了确保钢丝绳的最小破断拉力不小于
54 . 00 kN , 要 求 制 绳 用 钢 丝 的 抗 拉 强 度 达 到 2 100
1 4 ×25 Fi 镀锌钢丝绳的特点及生产工艺流程 MPa 以上 。采用先镀后拔工艺 ,钢丝既能获得光亮 、
() 4 ×25Fi 镀锌钢丝绳的特点 : 1锌层均匀 ,具有 防腐的表面 ,又具有良好的力学性能 。在组织生产
( ) 良好的耐蚀性 ; 2不松散 , 几乎不旋转 , 耐磨性能 ( ) 时 ,优选 w C= 0 . 65 %, 0 . 70 %的 优 质 碳 素 钢 盘 () 好 ,使用寿命长 ; 3较高的破断拉力 ,8 . 1 mm 的钢 ?条 ,并对钢丝生产的各工序提出严格要求 。以 6 . 5 ?
() 丝绳破断拉力不小于 54 . 00 kN ; 4直径偏差不大于 mm 盘条生产 ?0 . 66 mm 镀锌制绳用钢丝为例 ,其工
公称直径的 2 . 5 % 。 高强度镀锌钢丝绳的生产工艺流程 :
( 艺流程 : 原料 盘 6 . 5 ?3 . 5 mm ?铅淬火 ?1 . 96 mm ?热镀锌 ???) 条?酸洗 ?粗拉 ?热处理 ?酸洗 ?中拉 ?热镀锌
2 . 1 钢丝热处理工艺参数的选择 热镀锌工艺参数的选择 2 . 2
钢丝热处理炉为马弗式加热炉 ,然后是连续等 选择合理的热镀锌工艺参数是保证先镀后拔制 温铅浴淬火 。需要控制的工艺参数是钢丝加热温 绳用钢丝质量的关键 。?3 . 5 mm 钢丝热处理后拉拔 度 、加热时间和铅浴温度 。为保证热处理后钢丝的 到 ?1 . 96 mm ,经表面酸洗 ,采用薄的磷化涂层 ,以便 最佳组织 ,应严格制定热处理工艺 。 于钢丝镀前经碱洗和酸洗后表面能彻底去净 ,然后
由经验公式可知 ,钢丝加热温度 : 浸入助镀剂并烘干 ,做好镀锌前的准备 ,以保证镀锌
()( ) 1 t= 930 - 50 w C+ 5 d 后的纯锌层厚度和锌层与钢丝表面结合牢固 。钢丝 加
() ( ) 式 1中 : w C———钢丝中碳的质量分数 , % ; 的浸锌时间应尽量短 ,以减少合金层的厚度 ,增加镀
d ———热处理钢丝直径 ,mm 。锌层的韧性 。据此制订 ?1 . 96 mm 钢丝进行热镀锌
的锌温为 450,455 ?,浸锌时间 6 s 。( ) ( ) 取 d = 3 . 5 mm , w C= 0 . 65,0 . 70% 。则加
2 . 3 拉拔工艺参数的选择 为减少镀后钢丝抗拉强热温度为 912 . 5,915 ?,取 t= 915 ?5 ?。 加
度 、扭转值的严重损失 , 由经验公式可知 ,钢丝加热时间 :
热处理后钢丝拉拔到镀前半成品钢丝的总压缩率应 ()) (2 t= 0 . 8 + 0 . 18 d×60 加 2
控制在 60 %, 70 % 。同时为确保先镀后拔制绳用 () 式 2中 d 为热处理钢丝直径 ,取 d = 3 . 5 mm ,代入
钢丝的抗拉强度及韧性指标 ,在保证热处理 、热镀锌 () 2式得到钢丝加热时间为 180 . 3 s 。在确定钢丝加
钢丝质量的前提下 ,应充分考虑先镀后拔制绳钢丝 热时间时 ,主要依据马弗炉加热钢丝强度转变曲线 ,
用拉丝模角度及定径带的长短 ,减少刮锌 ,并采用加 如图 1 所示 。
大总压缩率及减少部分压缩率的方法 ,来保证钢丝
抗拉强度的升高和扭转值的增加 。
通过以上工艺参数的选择与控制 ,镀锌制绳用
钢丝的性能达到了预期目标 。
3 . 5 mm 钢 丝 热 处 理 后 抗 拉 强 度 达 到 1 100 ,?
1 200 MPa ,伸长率为 9 %,10 % ;镀后钢丝表面锌层 2 牢固 、均匀 ,锌层质量为 248,266 g/ m;?0 . 66 mm 镀 ( ) ?3. 5mm , w C= 0. 65 %,0. 70 % 锌制绳用钢丝抗拉强度为 2 250,2 510 MPa ,达到了 图 1 马弗炉加热钢丝沿炉长强度变化曲线规定的要求 ;扭转值为 32,41 次/ 360?,弯曲值为 11
图 1 也反映加热时间沿炉长钢丝组织的变化 , 2 ,15 次/ 180,?锌层质量为 52,56 g/ m。即组织转变的四个阶段 :应变时效及回复 ;再结晶及
珠光体球化 ;奥氏体形成 ;奥氏体晶粒长大及成分均 钢绳的捻制3
匀化 。并在以上计算的基础上 ,考虑钢丝内的碳能 3. 1 捻距倍数 股的生产同一般线接触钢丝绳的在奥氏体中完全溶解并达到均匀 ,因此 ,适当地延长 生产方法相
了在炉时间 ,取 220 s 。 同 ,钢丝经过一次捻制而成 ,内层丝 、填充丝和外层
铅温是热处理工序中最重要的工艺参数 ,它决丝的捻距相同 。为使钢丝绳受力后不产生旋转 ,适 定过冷奥氏体组织转变的状态 ,对钢丝性能影响至 当地将股的捻距缩小到原捻距的 1/ 8 , 绳的捻距增 关重要 。其经验公式 : 大到原捻距的 7 倍 ,即减弱绳的旋转力矩 ,增加股的
()( ) 3 t= 490 + 60 w C- 15 d 铅 旋转力矩来保证钢丝绳基本不旋转性能 。 () ( ) 式 3中 : w C———钢丝中碳的质量分数 , % ; 3 . 2 捻向和麻芯的选择
d ———热处理钢丝直径 ,mm 。此结构钢丝绳为右交互捻 ,股的捻法为左捻 ,则
( ) () 取 d = 3 . 5mm , w C= 0 . 65,0 . 70% 。钢丝绳的捻法为右捻 。
计算得出铅淬火温度为 476. 5,479. 5 ?。公式 为确保钢丝绳的直径及防腐性能 ,选用尼龙绳 () 3是在铅槽无铅液循环冷却装置条件下计算的温度 作为绳芯 ,其直径为钢丝绳直径的 0 . 27,0 . 28倍 。
值 ,其计算结果均低于行业生产的铅温数值 ,因此 ,生 3 . 3 捻制中的变形装置
() 为消除捻制应力 ,使钢丝绳具有良好的不松散产时选取比公式计算结果稍高的数值 ,取 485 ?5?。
( ) ( )
既会引起纯锌层薄化 ,又造成合金层晶粒粗大而疏
松 ,两方面同时降低了锌层的耐腐蚀性能 ,另外还影
响了锌层与基体的结合力 ,使镀层的塑性变差 ,尤其
是钢丝的扭转性能大幅度下降 。
3 结语
热镀锌钢丝的耐腐蚀性能不仅同镀锌层的厚
度 、合金层结构有关 ,还与其锌层致密度 、锌层的纯
度 、润滑粉或润滑油的成分以及使用环境有密切的
关系 。在原辅材料的质量得到有效控制的情况下 ,
调整和改进热镀锌工艺 ,保证镀锌层的厚度 ,控制合 金层脆性相的生成和长大至关重要 。只有优化选择 图 2 锌层厚度 、合金层相对厚度与
镀锌钢丝盐雾性能的关系最佳的镀锌工艺 ,才能有效提高钢丝及成品钢丝绳
的耐腐性能 。
参考文献
1 戴宝昌 . 重要用途线材制品生产新技术 . 北京 : 冶金工业
出版社 , 2001 : 213,223
() 收稿日期 :2003 - 08 - 23
作者简介
薛文虎 1971 年生 ,江苏法尔胜集团公司江阴法尔胜钢铁制
品有限公司总经理助理 。
翟晓东 1974 年生 ,江苏法尔胜集团公司技术中心助理工程
师 。 图 3 锌层时间 —溶解速度关系图
这可从图 1 中的 4 # 试样金相图可看出 。工艺不当
() 上接第 20 页股机上配置后变形器 ,消除部分捻制 57 . 00 kN ,其结果完全符合客户的技术要求 。 () 应力 ; 2成绳机上对股进行预变形 ,合绳之后再后
() 结语变形 ; 3成绳机后变形装置之后安装定径装置 ,对 5
钢丝绳进行定径 。 通过实践证明 ,四股不旋转高强度镀锌钢丝绳
生产的关键要把好制绳用钢丝的生产和钢丝绳的捻 通过股后变形 —股预变形 —钢丝绳后变形 —钢
丝绳定径之后 ,钢丝绳的捻制应力得到消除 ,具有良 制关 。既要保证钢丝绳的最小破断拉力 ,又要保证
好的不松散性能 ,钢丝绳结构紧密 ,直径均匀 ,椭圆 钢丝绳的表面和内在质量及不旋转性能 ,使钢丝绳
度小 ,同时在生产中严禁油脂 ,以防止钢丝绳在使用 不松散 ,给客户的使用带来方便 。
()收稿日期 :2003 - 07 - 21中出现打滑现象 。
作者简介 4 试验结果 1963 年 5 月生 ,天津市中北钢丝绳有限公司总工程 李文颐 通过对该结构规格钢丝绳的拆股和整绳破断拉 师 。 力试验 ,拆股钢丝的抗拉强度为 2 110,2 450 MPa , 1975 年 11 月生 ,天津市中北钢丝绳有限公司技术刘 震 扭转值为 29 , 40 次/ 360?, 弯曲值 16 , 19 次/ 180?, 锌质量部部长 。 2 层质量平均为 48 g/ m,钢丝绳的破断拉力达到了
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df机及ov及ojxlkvjlkxcmvkmxclkjlk;jsdfljklem,.xmv/.,**lkjvolfdjiojvkldf
file:///D|/新建 Microsoft Word 文档.txt2012/8/2 16:09:56
范文三:钢丝绳润滑
Chesterton 可靠性方案
钢丝绳与升降机
改善生产率和降低成本的解决方案
电缆和钢丝绳寿命延长和成本控制计划 …
… 安全性与可靠性
钢丝绳寿命延长 基于化学工程的解决方案
由于绞缆车和滚轮的磨损而导致钢丝绳 磨损毁坏。
外部的润滑脂不能润滑钢丝绳内部,
不能防水和抑制腐蚀,导致疲劳增加
,进而失效。
形成的一些原因
升降设备有助于磨损
升降过程中的绕线磨损
污垢,锈蚀,硬化脂等造成钢丝
绳和滑轮的磨损。
典型的钢丝绳成本
…
直径 30 mm
$18/m 寿命 , 1 年 .
每年钢丝绳费用 $288,000.
16起重机卸船,在 4个泊位
斗轮挖掘机
大型或巨型的斗轮挖掘机
轮子的运行靠升降机 /钢丝绳系统
每年钢丝绳费用
每台设备超过 150,000
什么损坏了钢丝绳
水,温度的改变 = 钢丝绳内部和外部的腐蚀
钢丝绳外部的磨损和内部材料间的磨损。灰尘,污垢和 润滑油粘在一起成糊状会加速内部磨损。
内部和外部腐蚀
雨水,雪水,冷凝水灯渗透到钢丝绳内部,如果使用的 润滑剂干枯或者没有渗透到内部,那么损坏只是时间问 题。
什么损坏了钢丝绳
内部和外部的磨损会降低钢丝绳的使用寿命
原因 : 没有足够的润滑 – 润滑剂干枯 ,
失去弹性
电缆卷筒和钢丝绳内部的磨损和腐
蚀会导致损坏。
钢丝绳特征
◆ 通常暴露在恶劣的环境中
◆ 钢易被腐蚀,容易氧化
◆ 内部磨损 .
◆ 钢丝绳和滑轮磨损
腐蚀导致疲劳 , 周期寿命下降
解决:良好的润滑剂能够阻止空气和水,防止腐蚀。
钢丝绳断裂
表面裂纹 Breaks
摩擦/磨损 拉伸应力裂纹
解决:良好的极压抗磨润滑剂
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钢丝绳报废计划
每根钢丝绳外部有3-6股断裂 – 使用良好的极压润滑剂可以预防 直径减少 > 10% – 使用内部润滑剂防止摩擦和腐蚀则可以预防 钢丝绳拉伸 >15-20% – 机械故障导致的过载
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钢丝绳润滑剂
参考: 美国陆军工程公司 – 润滑油和液压油, 1999
润滑剂相关的磨损和失效,磨损在钢丝绳内外部都有发生,主要的磨损来自内部. 可归类 为各个绳股在伸缩上的摩擦和在滚筒和滑轮上缠绕的摩擦。这种情况使得润滑剂不能渗 透到钢丝绳内部的情况加重。
根据工况正确的使用润滑剂,钢丝绳的疲劳寿命能够大大延长(2~3倍)
(6) 当环境潮湿或者在重负荷下, 两个阶段的润滑应用能达到更好的效果。高粘性和低粘 性的油品一起使用能达到最好的防护效果。.在高腐蚀环境,如酸,碱或盐水情况下,提 供不易渗透的外部润滑防护比确保足够的渗透更加重要。
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钢丝绳特征
内 部 磨 损 > > 外 部 磨 损
内部 外部
解决:
内部: 渗透, 极压性能 外部: 防护, 高附着力
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钢丝绳润滑剂
差的润滑产品现象: 差的润滑产品现象 核心腐蚀,硬化 核心腐蚀 硬化, 高磨损 硬化 理想的电缆润滑剂必须: 理想的电缆润滑剂必须 渗透到核心部位,必须延伸到承载表面。 极压添加剂 – 提高承载能力 – 停复机时的 磨损最小化。 清洁剂 – 防止污染物进入链条的内外部 油漆的清理 – 移走老的润滑剂,使新的润 滑剂渗透进来 移走水分。
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应用情况 加速老化率
运行条件 化学蒸汽 高负荷 高温 水/水蒸气 磨料的污垢,灰尘和纤维
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钢丝绳润滑剂要求: 钢丝绳润滑剂要求
基于润滑技术
流体动力润滑
边界润滑
轴承,锭子,转子和滑动…… 中速到高速,轻负荷
钢丝绳,电缆,升降机…… 低速,重负荷
钢丝绳和电缆的润滑要求都是独特的
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润滑剂需要
#1 – 清净性
好的润滑剂
清洁,无污垢
差的润滑剂
钢丝绳表面粘附这一层磨料颗粒
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润滑剂需要
#2– 渗透性
好的润滑剂 差的润滑剂
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润滑剂需要
#3 –腐蚀防护
好的润滑剂 差的润滑剂
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润滑剂需要
#4– 极压性
好的润滑剂 差的润滑剂
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润滑剂需要
#5 – 薄膜附着力
好的润滑剂 差的润滑剂
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润滑剂需要
#6 – 高温性能
好的润滑剂 高温性能
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验证钢丝润滑剂的典型实验
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“清洗行动”的插图
轴颈 油膜 含油轴承
没有清洗剂
污垢沉 淀
有清洗剂
污垢分 散
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铁氧化物分散测试
通常的钢丝绳润 滑剂
Chesterton 601
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2007 Global Sales Meeting
渗透性
601: 2,66cm Mobilgear 626: 2,16cm
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渗透性要好23%
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对磨料沥青的清洗能力
Mobilgear 626
601
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Falex Pin and Vee Block Test, ASTM D3233
测量油品的润滑性和极压性
Pin Rotates at 290 rpm
增加负荷直至卡咬 最大负荷 2041 kg (4500 lbs) 扭矩, 负荷 和摩擦系数的测 定 。 直接相关的能源使用 。
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润滑剂比较, 润滑剂比较 极压和摩擦
种类 产品 粘度 Falex Pin and Vee Block ASTM D3233 OK 值, lbs 摩擦系数 扭矩, ft lbs 失效时间, min. 油漆去除 渗透 通用油 Light Petrol. Oil ISO 22 轴承油 Mobil Velocite 10 ISO 22 液压油 Mobil DTE Lite ISO 32 液压油 Mobil DTE Med. ISO 46 601 Lubricant 601 ISO 22
383 0.15 20 0:29 none fair poor
537 0.12 21 0:34 none fair poor
515 0.18 31 0:35 none poor poor
728 0.16 38 0:51 none v. poor poor
1625 0.06 32 2:10 excellent excellent excellent
耐水性* * Effect of water of preformance
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特别的钢丝绳润滑
通常润滑问题
特别的钢丝绳润滑
高温润滑问题
性能例子 … 你相经历这样的情况吗 ?
钢丝绳 , 海运码头 , 智利
问题 :
海运码头依靠钢丝绳装 /卸载货物 .
该钢丝绳容易受到空气中 的盐分和沙子的腐蚀。 他们使用 Bel Ray 产品 进行润滑和防腐蚀
客户在寻找一种润滑系统 以便减少污垢,并提供更 好的腐蚀防护。 Gottwald Crane
第一步试验 601润滑剂清理厚 重的沉积物,并渗透到钢丝绳 内部。
请注意清洁钢丝绳表面 钢丝绳 , 海运码头 ,
智利 使用原先润滑剂后钢丝绳的外观
解决 :
第二步,客户决定用两条钢丝绳 对比使用。
一条使用原先的 Bel Ray 产品 , 另一条为 Chesterton 601 and 715G 钢丝绳 , 海运码头 ,
智利
4个月后的对比
钢丝绳 , 海运码头 ,
智利
Bel-Ray – 退化 , 残渣 , 和腐蚀 601+715G – 无腐蚀,干净,依
旧有良好的润滑状况
鉴于良好的效果,客
户决定将所有的起重
机都使用 601 +715
Gold
钢丝绳 , 海运码头 ,
智利
钢丝绳 , 龙门起重机厂 , 日本
问题 :
一个大型的龙门起重机生产 商,为世界上的码头提供设 备。
当客户收到他们时,还没使 用,钢丝绳和夹具就已经生 锈了。
下面这张照片显示了美国的 一个客户收到起重机时的状 况。这是不能接受的,并导 致严重的抱怨和诉讼请求。
钢丝绳 , 龙门起重机厂 , 日本
解决 :
715 Spraflex. 第一步他们
使用历任 715 Spraflex. 结
果是优异的,在长时间的海
运和暴露在盐性空气中没有
腐蚀
底部的照片显示了 715
Spraflex Gold 对 钢丝绳良
好的防护 – 没有锈蚀,为制
造商提供了良好的形象。
715 SpraflexGold
钢丝绳 , 化学工厂 , 南非
问题 :
大型煤制油工厂,使 用一个钢丝绳驱动结 构进行铁路分流灌装 。原先使用一种混合 润滑脂进行润滑钢丝 绳。结果他们频繁的 损坏导致每 4小时就 要停机维修。他们通 常每 3
年久要更换。
Typical drive, courtesy of MetsoMinerals
钢丝绳 , 化学工厂 , 南非 解决 :
715 Spraflex. 每隔 3, 4个月在滚轮上 涂抹一次,使用两年 715后,没有钢丝绳 的断裂而导致的生产延误。 钢丝绳的更 换期已延长到 3至 5年。
钢丝绳费用 :
3年寿命
每年费用 $115,000
16 根钢丝绳费用 , $1,370,000/3 yrs.
节约费用
原先 $1,370,000/3 yrs = $457,000/yr 现在 $1,370,000/5 yrs = $275,000/yr 每年节约 $182,000 Rope no.3/4602B Length each1 x 590m Nominal Diameter22 mm dia Exact diameter22.16 mm No. of strands6
No. of wires and
Formation of strands
19(S) IWRC Main coreIWRC
Lay directionR H LANGS Tensile grade of wire180 kgf/mm2 UNG
Min breaking load31.1 tons f Actual breaking load34.0 tons f Test Certificate from British Ropes Limited
钢丝绳 , 集装箱码头 , 西班牙
客户每隔 6~9个月就要更换磨损了的钢丝绳,客户 使用的是一种极压 2#脂来进行不能渗透到内部的 润滑。
应用 :
601被用在线轴上的新钢丝绳上。该产品被倒入线 轴,并聚集在滴水盘上。 715G solvent diluted, 当 钢丝绳再起重时进行喷洒应用。
益处 :
寿命增加一倍
减少润滑剂的应用
提高安全性
范文四:钢丝绳规格
6×19 常用钢丝绳规格及数据
直径 (毫米) 钢 钢 丝 总 断 面 积 ( 毫 2 米 ) 参考 重量 (公 斤∕ 100 米) 钢丝公称抗拉强度(公斤╱毫米 ) 140 钢 丝 破 断 拉 力 总 和 ( 公 斤) 4510 6130 8010 1010 0 1250 0 1515 0 1800 0 2115 0 2455 0 安全系数 3.5 5 8 钢 丝 破 断 拉 力 总 和 ( 公 斤) 4990 6790 8870 1120 0 1385 0 1675 0 1995 0 2340 0 2715 0 155 安全系数 3.5 5 8 钢 丝 破 断 拉 力 总 和 ( 公 斤) 5470 7450 9730 1230 0 1520 0 1840 0 2190 0 2570 0 2980 0 170 安全系数 3.5 5 8 钢 丝 破 断 拉 力 总 和 ( 公 斤) 5960 8110 1055 0 1340 0 1655 0 2000 0 2380 0 2795 0 3240 0 185 安全系数 3.5 5 8 钢 丝 破 断 拉 力 总 和 ( 公 斤) 6440 8770 1145 0 1445 0 1785 0 2165 0 2575 0 3020 0 3505 0 200 安全系数 3.5 5 8
2
钢丝 绳
丝
钢丝绳许用拉力
钢丝绳许用拉力
钢丝绳许用拉力
钢丝绳许用拉力
钢丝绳许用拉力
9.3 11.0 12.5 14.0 15.5 17.0 18.5 20.0 21.5
0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4
32.2 2 43.8 5 57.2 7 72.4 9 89.4 9 108. 28 128. 87 151. 24 175. 40
30.4 5 41.4 4 54.1 2 68.5 84.5 7 102. 3 121. 8 142. 9 165. 8
1288 1751 2288 2885 3571 4328 5142 6042 7014
902 1226 1602 2020 2500 3030 3600 4230 4910
563 766 1001 1262 1562 1893 2250 2643 3068
1425 1939 2534 3199 3957 4785 5699 6685 7750
998 1358 1774 2240 2770 3350 3990 4680 5430
623 848 1108 1400 1713 2093 2493 2025 3393
1562 2128 2779 3514 4342 5257 6257 7042 8514
1094 1490 1946 2460 3040 3680 4380 5140 5960
683 931 1216 1523 1900 2300 2737 3212 3725
1702 2317 3014 3828 4728 5714 6799 7985 9257
1192 1622 2110 2680 3310 4000 4760 5590 6480
745 1013 1318 1675 2068 2500 2975 3493 4050
1839 2505 3271 4128 5099 6185 7357 8628 1001 4
1228 1754 2290 2890 3570 4330 5150 6064 7010
805 1096 1431 1806 2231 2706 3218 3775 4381
23
1.5
201. 35
190. 3
2815 0
8042
5630
3518
3120 0
8914
6240
3900
3420 0
9771
6840
4275
3720 0
1062 8
7740
4650
4025 0
1149 9
8050
5031
注:表中所列钢丝绳的许用拉力值均未考虑钢丝之间的互相挤压的摩擦,实际应用时,必须乘以折减系数ψ ≈0.82
范文五:钢丝绳验算
北巷综采设备回撤绞车明细表如下:
一、北巷口绞车钢丝绳验算
一)校核公式
Q j =Q 0g (sin θ+f 1cos θ)+PLg (sin θ+f 2cos θ)
式中:
Q j —切点处最大静张力,KN ;
Q 0—绳端载荷(液压支架重13t ,平板车重1t ,液压支架和平板车共计14t ,即14×103kg ),kg ;
θ—轨道倾角,°;
f 1—滚动摩擦系数(提升容器运动的阻力系数),取0.015; f 2—钢丝绳与底板和托辊间的摩擦系数,取0.2;
P —钢丝绳每米重量,kg/m;取2.02kg
L —钢丝绳的有效运输长度,m ;
g —9.8N/kg。
(二)钢丝绳安全系数校核
M =σ/Q j
式中:
M —钢丝绳安全系数(≥6.5);
σ—钢丝绳破断力;N 。
(三)验算
绞车最大牵引力>总阻力时,绞车满足运输能力要求;绞车钢丝绳安全系数=钢丝绳破断力/总阻力≥6.5时,钢丝绳满足安全要求。 Q j =Q 0g (sin θ+f 1cos θ)+PLg (sin θ+f 2cos θ)+Q 0g (sin θ+f 1cos θ)+PLg (sin θ1+f 2cos θ1)
=13000×9.8(sin7+0.015cos7)++2.02×300×
9.8(sin7+0.2cos7)+ 13000×9.8(sin1+0.015cos7)++2.02×60×
9.8(sin14+0.2cos14)
= 32725+19067=51792N=51.79KN
(二)钢丝绳安全系数校核
M =σ/Q j
式中:
M —钢丝绳安全系数(≥6.5);
σ—钢丝绳破断力;KN 。查24.5mm 钢丝最大破断力为354KN 经计算的M=354/51.79=6.8>6.5
绞车最大牵引力>总阻力时,绞车满足运输能力要求;绞车钢丝绳安全系数=钢丝绳破断力/总阻力≥6.5时,钢丝绳满足安全要求。
二、效验电机功率
P=F最大V /0.94=51.79×0.5/0.94=27kw<45kw M
所以,电机选择符合标准
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