高强度高韧性钢丝绳及钢丝绳骨架橡胶履带的制作方法

1.本实用新型涉及钢丝绳的应用技术领域，具体涉及高强度高韧性钢丝绳及钢丝绳骨架橡胶履带。


背景技术：

[0002]“一带一路”倡议为中国工程机械和农业机械企业“走出去”搭建了重要平台，通过借船出海、海外并购、海外投资建厂等方式，让越来越多的工程机械和农业机械企业走出国门，尤其是三一重工和徐工集团近几年来出口量猛增，使得我国工程机械和农业机械在国际市场所占份额越来越大。从而被广泛应用于工程机械和农业机械的橡胶履带的需求也越来越大。作为履带式车辆行走系统的关键组件，橡胶履带的好坏直接关系到工程机械和农业机械的使用状况。
[0003]
常规的橡胶履带主要是由铁齿、钢丝绳、橡胶三个部分组成；橡胶作为柔韧性覆盖保护层结构，铁齿作为刚性支撑，钢丝绳作为骨架材料，直接影响履带整体牵引受力。目前行业内的钢丝绳结构破断力低、疲劳性能差，在橡胶履带使用时易发生断裂的现象，严重影响橡胶履带的使用寿命。此外，钢丝绳与橡胶的黏合强度也有必要加强，防止履带运行过程中发生钢丝绳脱离橡胶的现象。
[0004]
因此，有必要对作为橡胶履带骨架材料的钢丝绳进行研究，提高其力学性能以及与橡胶的黏合性能，使生产的橡胶履带产品更具有竞争优势。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的在于提供一种高强度高韧性钢丝绳，用以解决现有钢丝绳结构在橡胶履带使用时易发生断裂、脱离橡胶的问题。本实用新型的高强度高韧性钢丝绳设计合理、结构简单，通过结构的改进，增强了钢丝绳的强度和柔软性，且橡胶在硫化时更容易渗透到钢丝绳内部，从而提高了钢丝绳的破断力和抗疲劳性，同时钢丝绳与橡胶的黏合质量好，钢丝绳不易脱离橡胶。对应的，本实用新型还提供了一种采用本实用新型的高强度高韧性钢丝绳制作骨架的橡胶履带。
[0006]
对于钢丝绳而言，本实用新型的技术方案为：高强度高韧性钢丝绳，它由中心股和捻于所述中心股外围的6股外层股构成；所述中心股和外层股分别由内芯和外层构成；所述中心股的内芯由3根a中心丝捻制而成，所述中心股的外层由捻于所述中心股的内芯外围的9 根a外层丝组成；所述外层股的内芯由3根b中心丝捻制而成，所述外层股的外层由捻于所述外层股的内芯外围的9根b外层丝组成；所述中心股比所述外层股粗。
[0007]
与现有技术相比，本技术的高强度高韧性钢丝绳设计合理、结构简单，生产效率高；通过结构的改进，钢丝绳各股均采用12根钢丝捻制而成，单丝直径较小，钢丝绳结构更加紧密，接触应力小，承载能力大，增强了钢丝绳的强度，保证了钢丝绳所需的柔软性，从而提高了钢丝绳的破断力和抗疲劳性；中心股比外层股粗，且钢丝绳每一股采用3根中心丝和9根外层丝的双层结构，橡胶在硫化时更容易渗透到钢丝绳内部，钢丝绳与橡胶的黏合质量
好，结合强度高，钢丝绳不易脱离橡胶。
[0008]
作为优化，前述的高强度高韧性钢丝绳中，所述a中心丝的直径与a外层丝的直径一致，所述b中心丝的直径与b外层丝的直径一致。进一步的，所述a中心丝的直径为0.22mm，所述b中心丝的直径为 0.21mm。
[0009]
作为优化，前述的高强度高韧性钢丝绳中，所述a中心丝、a外层丝、b中心丝和b外层丝外均带有镀层，镀层重量为3.5
±
1g/kg。进一步的，所述镀层为铜锌合金镀层，且铜含量为65
±
3％。铜锌合金镀层能够有效提升钢丝绳与橡胶的黏合力，而镀层中铜的含量会影响其黏合效果；试验表明，当镀层中铜的含量占65
±
3％时，钢丝绳与橡胶的黏合力较佳。
[0010]
对于橡胶履带而言，本实用新型的技术方案为：钢丝绳骨架橡胶履带，包括橡胶体，以及设于橡胶体内部的芯金和钢丝绳骨架，所述钢丝绳骨架中的钢丝绳为前述的高强度高韧性钢丝绳。
[0011]
与现有技术相比，本实用新型的钢丝绳骨架橡胶履带具有良好的抗拉强度和耐疲劳性，其破断力高，柔软性好，钢丝绳与橡胶的黏合质量好，钢丝抽出力高，在使用过程中不易断裂，使用寿命长。
[0012]
作为优化，前述的钢丝绳骨架橡胶履带中，所述a中心丝的直径与a外层丝的直径一致，所述b中心丝的直径与b外层丝的直径一致。进一步的，所述a中心丝的直径为0.22mm，所述b中心丝的直径为 0.21mm。
[0013]
作为优化，前述的钢丝绳骨架橡胶履带中，所述a中心丝、a外层丝、b中心丝和b外层丝外均带有镀层，镀层重量为3.5
±
1g/kg。所述镀层为铜锌合金镀层，且铜含量为65
±
3％。铜锌合金镀层的设置有效提高了钢丝绳与橡胶的黏合效果，使得钢丝绳更不易脱离橡胶，提高了橡胶履带的使用寿命。
附图说明
[0014]
图1是本实用新型的高强度高韧性钢丝绳的结构示意图；
[0015]
图2是本实用新型中的中心股的结构示意图；
[0016]
图3是本实用新型中的中心股内芯的结构示意图；
[0017]
图4是本实用新型中的外层股的结构示意图；
[0018]
图5是本实用新型中的外层股内芯的结构示意图。
[0019]
附图中的标记为：1
‑
中心股，11
‑
a中心丝，12
‑
a外层丝；2
‑
外层股，21
‑
b中心丝，22
‑
b外层丝。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
[0021]
本实用新型的钢丝绳骨架橡胶履带，包括橡胶体，以及设于橡胶体内部的芯金和钢丝绳骨架，所述钢丝绳骨架中的钢丝绳为本实用新型的高强度高韧性钢丝绳。
[0022]
参见图1至图3，本实用新型的高强度高韧性钢丝绳，由中心股1和捻于所述中心股1外围的6股外层股2构成；所述中心股1和外层股2分别由内芯和外层构成；所述中心股1的内芯由3根a中心丝 11捻制而成，所述中心股1的外层由捻于所述中心股1的内芯外围的9根
a外层丝12组成；所述外层股2的内芯由3根b中心丝21 捻制而成，所述外层股2的外层由捻于所述外层股2的内芯外围的9 根b外层丝22组成；所述中心股1比所述外层股2粗。
[0023]
中心股1和外层股2捻制时，可将7股钢丝放置于捻股机内，一次性捻制而成，捻距为22mm；捻制时，可以选择将中心股1的内芯和外层沿着第一方向捻制，外层股2的内芯和外层沿着第一方向捻制，同时外层股2围绕着中心股1沿着与第一方向相反的方向捻制，捻向为s/z，从而可以减少拉伸强度的损失。
[0024]
实施例：
[0025]
本实施例中，所述a中心丝11的直径与a外层丝12的直径一致，均为0.22mm；所述b中心丝21的直径与b外层丝22的直径一致，均为0.21mm。
[0026]
本实施例中，所述a中心丝11、a外层丝12、b中心丝21和b 外层丝22外均带有镀层，镀层重量为3.5
±
1g/kg。进一步的，所述镀层为铜锌合金镀层，且铜含量为65
±
3％。铜锌合金镀层的设计有效提高了钢丝绳与橡胶的黏合力，使得钢丝绳更不易脱离橡胶。
[0027]
将本实用新型的钢丝绳骨架橡胶履带(钢丝绳的a中心丝11与 a外层丝12的直径为0.22mm，b中心丝21与b外层丝22的直径为 0.21mm)，与行业内的橡胶履带(骨架中钢丝绳粗细与本实用新型的钢丝绳相当，由中心股和6股外层股构成；中心股的内芯由1根直径为0.35mm的钢丝捻制而成，外层由6根直径为0.28mm的钢丝捻制而成；外层股的内芯由1根直径为0.28mm的钢丝捻制而成，外层由6 根直径为0.28mm的钢丝捻制而成)进行比较，通过不断试验表明，本实用新型的钢丝绳骨架橡胶履带破断力更高、钢丝抽出力更高、柔软性更好。具体数据如下所示，
[0028]
(1)破断力高；参见下表，为本实用新型的橡胶履带中与行业内的橡胶履带中的单根钢丝绳在实际使用中破断数据的比较。
[0029][0030]
本技术的橡胶履带强度与行业内的橡胶履带强度的增加值f为(一条橡胶履带具有两根绕履带32圈的钢丝绳)：
[0031]
f1＝32*7806n*2＝499584n；(f1：本技术橡胶履带的破断力值)
[0032]
f2＝32*6905n*2＝441920n；(f2：行业内橡胶履带的破断力值)
[0033]
增加值f＝f1
‑
f2＝499584
‑
441920＝57664n；
[0034]
由上式可见，本实用新型的钢丝绳骨架橡胶履带破断力明显较高。
[0035]
(2)钢丝抽出力高；参见下表，为本实用新型的橡胶履带与行业内的橡胶履带在实际使用中钢丝抽出数据的比较。
[0036]
[0037][0038]
由上表可见，本实用新型的钢丝绳骨架橡胶履带钢丝抽出数据比行业内的高出差不多15％，说明本实用新型的橡胶履带的橡胶和钢丝的黏合力提高了约15％。
[0039]
(3)柔软性好；通过做疲劳试验发现，本实用新型的橡胶履带的钢丝胶比行业内的钢丝胶疲劳性提高了约30.5％。
[0040]
上述对本技术中涉及的实用新型的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该实用新型技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本技术的公开，可以在不违背所涉及的实用新型构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本技术保护范围之内的其它的技术方案。