一种复合芯、钢丝绳及其制作方法与流程

1.本发明涉及钢丝绳加工制作技术领域，具体涉及一种复合芯、钢丝绳及其制作方法。


背景技术：

2.目前，矿用提升钢丝绳的绳芯通常采用钢芯，或纤维芯。钢芯钢丝绳的金属面积大，破断拉力高，耐挤压性能好，但柔软性能差，钢芯钢丝绳内部润滑条件不好。纤维芯钢丝绳相比于钢芯钢丝绳破断拉力小，耐挤压能力差，但纤维芯钢丝绳柔韧性强，耐冲击性能好，且纤维芯能储油，钢丝绳内润滑条件好，耐腐蚀性强。
3.钢芯钢丝绳和纤维芯钢丝绳各有优缺点，在矿井选用钢丝绳时受限工作环境；且钢芯钢丝绳重，纤维芯钢丝绳轻，两者在重量上差异较大，对于矿用钢丝绳的配重可选择范围小；如何得到配重合适的钢丝绳进而保证在运矿升降过程中保持平衡是现有技术的难题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种复合芯、钢丝绳及其制作方法，解决现有技术中钢丝绳配重过重或者过轻保证在运矿升降过程中难以保持平衡的技术问题。
5.为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种复合芯，由内向外包括钢股层和复合层，所述钢股层为第一钢股，所述复合层包括交替排布的多根纤维股和多根第二钢股；多根所述第二钢股和多根所述纤维股交替围绕所述第一钢股的外表面捻成。
6.进一步地，所述第一钢股或者所述第二钢股由第一中心钢丝和多根第二钢丝捻制成型，多根所述第二钢丝围绕所述第一中心钢丝分布。
7.进一步地，所述第二钢丝的数量为3-19根。
8.此外，本发明还提出一种复合芯的制作方法，包括以下步骤：
9.s1、将多根第二钢股和多根纤维股交替围绕中间的第一钢股，通过调节预变形器，使第二钢股的旋高控制在复合芯直径的80％-85％的水平；
10.s2、纤维股保持顺畅穿过预变形器上的压辊；
11.s3、通过张力仪，使第二钢股的张力控制在15-20公斤力内，纤维股的张力控制在3-6公斤力内，保证第二钢股和纤维股始终处于张紧状态，且要保证在捻制过程中多根第二钢股的张力保持一致，多根纤维股的张力保持一致形成所述复合芯。
12.进一步地，本发明还提出一种钢丝绳，由内而外包括上述复合芯、塑料层和多根第三钢股，所述塑料层包覆所述复合芯，多根所述第三钢股围绕所述塑料层分布。
13.进一步地，所述第三钢股的数量为4根以上。
14.进一步地，所述第三钢股由内向外依次由第二中心钢丝、内钢丝层、中间钢丝层和外钢丝层一次捻制成型。
15.进一步地，所述中间钢丝层由多根第三钢丝和多根第四钢丝交替排布而成，所述
第三钢丝的直径小于所述第四钢丝的直径。
16.进一步地，所述塑料层的厚度为0.5mm-3mm。
17.此外，本发明还提出一种上述钢丝绳的制作方法，包括以下步骤：
18.在捻制成型的复合芯表面包覆一层塑料层；之后利用压线瓦、后变形器和定径辊，在合绳机上将塑料层挤压定型，使多根第三钢股紧密缠绕塑料层捻制成型，并对钢丝绳进行定型。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：复合芯包括交替排布的多根纤维股和多根第二钢股；多根所述第二钢股和多根所述纤维股交替围绕所述第一钢股的外表面捻成，复合芯既有钢芯钢丝绳(即第二钢股)的破断拉力，又有纤维芯钢丝绳(即纤维股)的柔韧性、耐冲击性，将该复合芯用在钢丝绳中可以提高该钢丝绳的结构稳定性，重量合适，能够确保运矿升降过程中的平衡。
20.复合芯表面包覆一层塑料层，一方面避免复合芯内部的第二钢股和纤维股与外层的第三钢股直接接触，减少了磨损，另一方面塑料层可锁住润滑油，使复合芯的寿命更长，从而提高钢丝绳使用寿命和结构稳定性。
附图说明
21.图1是本发明实施例1提出的钢丝绳的横截面示意图。
22.图2是本发明实施例1提出的钢股层的横截面示意图。
23.图3是本发明实施例1提出的中间钢丝层的横截面示意图。
24.附图标记说明：1、复合芯；11、钢股层；111、第一中心钢丝；112、第二钢丝；12、复合层；121、第二钢股；122、纤维股；2、塑料层；3、第三钢股；31、第二中心钢丝；32、内钢丝层；33、中间钢丝层；331、第三钢丝；332、第四钢丝；34、外钢丝层。
具体实施方式
25.本具体实施方式提供了一种复合芯，由内向外包括钢股层和复合层，所述钢股层为第一钢股，所述复合层包括交替排布的多根纤维股和多根第二钢股；多根所述第二钢股和多根所述纤维股交替围绕所述第一钢股的外表面捻成；所述第一钢股或者所述第二钢股由第一中心钢丝和多根第二钢丝捻制成型，多根所述第二钢丝将所述第一中心钢丝包覆。
26.进一步地，所述第二钢丝的数量为3-19根；所述第一钢股或者第二钢股的结构为1
×
3、1
×
7、1
×
19、1
×
19w、1
×
13s、1
×
17s、1
×
19s。
27.此外，本具体实施方式还提出一种复合芯的制作方法，包括以下步骤：
28.s1、将多根第二钢股和多根纤维股交替围绕中间的第一钢股，通过调节预变形器，使第二钢股的旋高控制在复合芯直径的80％-85％的水平；
29.s2、纤维股保持顺畅穿过预变形器上的压辊；
30.s3、张力控制：因钢股和纤维股的特性，捻制时钢股与纤维股的张力大小是不一致的，通过张力仪，使第二钢股的张力控制在15-20公斤力内，纤维股的张力控制在3-6公斤力内，保证第二钢股和纤维股始终处于张紧状态，且要保证在捻制过程中多根第二钢股的张力保持一致，多根纤维股的张力保持一致形成所述复合芯。
31.此外，本具体实施方式还提出一种钢丝绳，由内而外包括上述复合芯、塑料层和多
根第三钢股，所述塑料层包覆所述复合芯，多根所述第三钢股围绕所述塑料层分布；所述第三钢股的数量为4根以上，所述第三钢股的结构为1
×
7、1
×
19、1
×
19w、1
×
19s、1
×
26ws、1
×
31ws、1
×
36ws、1
×
41ws、1
×
55sws等；所述第三钢股由内向外依次由第二中心钢丝、内钢丝层、中间钢丝层和外钢丝层一次捻制成型；所述中间钢丝层由多根第三钢丝和多根第四钢丝交替排布而成，所述第三钢丝的直径小于所述第四钢丝的直径；所述塑料层的厚度为0.5mm-3mm；
32.进一步地，本具体实施方式还提出一种钢丝绳的制作方法，包括以下步骤：
33.在捻制成型的复合芯表面包覆一层塑料层；之后利用压线瓦、后变形器和定径辊，在合绳机上将塑料层挤压定型，使多根第三钢股紧密缠绕塑料层捻制成型，并对钢丝绳进行定型。
34.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.实施例1
36.结合图1-3，本实施例提出一种复合芯1，由内向外包括钢股层11和复合层12，钢股层11为第一钢股，复合层12包括交替排布的3根纤维股122和3根第二钢股121；3根第二钢股121和3根纤维股122交替围绕所述第一钢股的外表面捻成；所述第一钢股或者第二钢股121由第一中心钢丝111和6根第二钢丝112捻制成型，6根第二钢丝112将第一中心钢丝111包覆；第一中心钢丝111的直径为2.3mm，第二钢丝112的直径为2.1mm，纤维股122的直径为8.0mm。
37.此外，本实施例还提出一种复合芯1的制作方法，包括以下步骤：
38.s1、将3根第二钢股和3根纤维股交替围绕中间的第一钢股，通过调节预变形器的预变形参数：辊间距为114mm，压弯量为25mm，使3根第二钢股121的旋高控制在复合芯1直径的80％-85％的水平；
39.s2、纤维股122保持顺畅穿过预变形器上的压辊；
40.s3、张力控制：因第二钢股121和纤维股122的特性，捻制时第二钢股121与纤维股122的张力大小是不一致的，通过张力仪，使第二钢股121的张力控制在15-20公斤力内，纤维股122的张力控制在3-6公斤力内，保证第二钢股121和纤维股122始终处于张紧状态，且要保证在捻制过程中多根第二钢股121的张力保持一致，多根纤维股122的张力保持一致形成复合芯1。
41.此外，结合图1，本实施例还提出一种钢丝绳，由内而外包括上述复合芯1、塑料层2和7根第三钢股3，塑料层2包覆复合芯1，7根第三钢股3围绕塑料层2分布；第三钢股3由内向外依次由第二中心钢丝31、内钢丝层32、中间钢丝层33和外钢丝层34一次捻制成型；中间钢丝层33由7根1.4mm的第三钢丝331和7根1.85mm的第四钢丝332交替排布而成，第三钢丝331的直径小于第四钢丝332的直径；塑料层2的厚度为0.5mm-3mm；第二中心钢丝31的直径为2.6mm，内钢丝层32由7根直径为1.9mm的钢丝构成，外钢丝层34由14根直径为2.25mm的钢丝构成；纤维股122的直径为8mm，纤维股122为现有技术中的合成纤维。
42.进一步地，本实施例还提出一种钢丝绳的制作方法，包括以下步骤：
43.在捻制成型的复合芯1表面包覆一层塑料层2；之后利用压线瓦、后变形器和定径
辊，在合绳机上将塑料层2挤压定型，使7根第三钢股3紧密缠绕复合芯1一次捻制成型，并对钢丝绳的直径和不圆度进行定型。
44.本发明的复合芯1矿用提升钢丝绳，以44mm 7x36ws-epiwrc 1770b sz为例，通过整绳破断拉力试验和拆股钢丝试验检测钢丝绳的最终性能，其检测结果如下表1所示。
45.表1钢丝绳检验结果
[0046][0047]
根据gb/t 8918-2006，实施例1的钢丝绳的最小破断拉力为1220kn，我们提出来的钢丝绳整绳破断拉力更大，显然钢丝绳的整绳破断拉力满足标准要求，而且本技术的提出的钢丝绳又有纤维芯钢丝绳的柔韧性、耐冲击性，同时可以根据矿井首、尾绳平衡配重的特殊要求，对复合芯1的钢股和纤维股122进行组合设计，得到符合要求的钢丝绳重量，保证在运矿升降过程中保持平衡。
[0048]
实施例2
[0049]
本实施例与实施例1的区别在于，第三钢股3的数量为8根。
[0050]
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。