一种深地资源提升用阻旋转轻量化钢丝绳及其制造方法与流程

本发明涉及一种深地资源提升用阻旋转轻量化钢丝绳及其制造方法，属于金属制品加工。

背景技术：

1、阻旋转钢丝绳是深地资源提升装备中首选的提升钢丝绳结构类型之一。在超深竖井提升过程中，提升钢丝绳将承受巨大静荷载与动荷载、长悬垂、反复弯绕、自重等，致使钢丝绳在服役中产生旋转，其旋转本质上来源于受径向载荷后内部螺旋钢丝与绳股产生的扭矩不平衡。随着井筒深度增加，提升钢丝绳的自重呈线性增长，提升高度越大，自重占比越高，提升装备与成本投入越大；因而通过合理配置内外层股的捻向、捻距和层间几何关系、采用新型超高分子材料替代原有钢丝股芯，实现钢丝绳内、外层结构的扭矩自平衡与自身重量的减少，达到钢丝绳的自身扭力趋于零与轻量化的要求。同时轻量化钢丝绳对减小提升机整体设备重量，提高运行效率具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明所要解决的是解决深地资源提升装备用提升钢丝绳在服役中产生旋转关键核心技术，及实现钢丝绳内、外层结构的扭矩自平衡与自身重量的减少、降低股间钢丝的摩擦损伤，达到钢丝绳的自身扭力趋于零与轻量化、抗冲击、抗挤压、耐疲劳、高破断、高韧性的要求的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种深地资源提升用阻旋转轻量化钢丝绳，由内向外包括超高分子绳芯，超高分子绳芯固态聚合物涂层，第一层股，次外层小股及次外层大股，内层绳固态聚合物涂层，外层绳股；所述超高分子绳芯由超高分子材料捻制后涂塑而成；所述第一层股为8根股，股结构为k19s类，股结构为1-9-9；所述位于同一层内的次外层小股及次外层大股中的次外层大股为8根股，股结构为k19s类，股结构为1-9-9；所述位于同一层内的次外层小股及次外层大股中的次外层小股为8根股，股结构为k7类，股结构为1-6；所述最外面的外层绳股为16根股，股结构为k19s类，股结构为1-9-9；所述超高分子绳芯外涂有固态聚合物涂层；所述次外层小股及次外层大股外涂有内层绳固态聚合物涂层；所述钢丝绳总共由664根钢丝组成。

4、所述钢丝绳直径大小股结构为：1-6、1-8-8或1-9-9，采取压实或不压实，中心绳采用超高分子材料。

5、一种深地资源提升用阻旋转轻量化钢丝绳的制造方法，分五次捻制，具体包括如下步骤：

6、步骤一：将超高分子材料捻制成超高分子绳芯；

7、步骤二：将捻制成的绳芯以涂塑方式涂上超高分子绳芯固态聚合物涂层并作为中心绳；

8、步骤三：将含有超高分子绳芯的中心绳、第一层股与次外层小股及次外层大股，一次捻制并作为内层绳；

9、步骤四：将捻制成的内层绳表面以涂塑方式涂上内层绳固态聚合物涂塑层；

10、步骤五：在捻制的内层绳基础上，外包捻制16根外层绳股，一次捻制，钢丝绳的捻向与内层绳捻向互为相反。

11、采用上述技术方案的有益效果是：

12、1）利用反向捻制机理，即内层绳的捻向与外层绳的捻向互为相反，内、外层绳的“反向旋转”产生的力矩相互抵消，达到平衡的效果。同时调整合适的捻距、捻角，使内层股产生的扭转力矩等于外层绳股产生的力矩，达到钢丝绳零扭矩，实现“不旋转”或“微旋转”效果。

13、2）钢丝绳中心绳采用超高分子材料，该绳芯因分子链为极致伸直的柔性长链，其密度低，为钢丝密度的1/10倍，具有质轻、较高的强度与抗挤压性能，降低了钢丝绳的整体重量，实现轻量化的特点。其次中心绳为超高分子材料，可在其捻制过程中进行涂油，在一定程度上起到储油作用，钢丝绳在服役过程中可由储存的部分油脂而保持润滑的效果。

14、3）超高分子中心绳、内层绳外均涂有一层固态聚合物涂层，钢丝绳结构更为紧密、稳定性高，可以避免外层绳股与内层绳股之间的直接接触，减小绳股之间的硬摩擦，起到缓冲作用，钢丝绳在服役中降低股间钢丝相互挤压摩擦损伤，实现钢丝绳抗旋转、抗冲击、抗挤压、耐疲劳、高破断、高韧性、轻量化等综合性能的提升。

15、4）相比同类型钢丝绳，其破断拉力要高出10%以上。

1.一种深地资源提升用阻旋转轻量化钢丝绳，其特征在于：它由内向外包括超高分子绳芯（1），超高分子绳芯固态聚合物涂层（2），第一层股（3），次外层小股（4）及次外层大股（6），内层绳固态聚合物涂层（5），外层绳股（7）；所述超高分子绳芯（1）由超高分子材料捻制后涂塑而成；所述第一层股（3）为8根股，股结构为k19s类，股结构为1-9-9；所述位于同一层内的次外层小股（4）及次外层大股（6）中的次外层大股（6）为8根股，股结构为k19s类，股结构为1-9-9；所述位于同一层内的次外层小股（4）及次外层大股（6）中的次外层小股（4）为8根股，股结构为k7类，股结构为1-6；所述最外面的外层绳股（7）为16根股，股结构为k19s类，股结构为1-9-9；所述超高分子绳芯（1）外涂有固态聚合物涂层（2）；所述次外层小股（4）及次外层大股（6）外涂有内层绳固态聚合物涂层（5）；所述钢丝绳总共由664根钢丝组成。

2.如权利要求1所述深地资源提升用阻旋转轻量化钢丝绳，其特征在于：所述钢丝绳直径大小股结构为：1-6、1-8-8或1-9-9，采取压实或不压实，中心绳采用超高分子材料。

3.如权利要求1所述深地资源提升用阻旋转轻量化钢丝绳的制造方法，其特征在于：它分五次捻制，具体包括如下步骤：