钢丝绳基础知识

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钢丝绳基础知识

概念：钢丝绳又称钢索，是由优质钢丝经过打轴、捻股、合绳等工序制成的绳状制品，它具有自重轻、强度高、挠性好、承受冲击力强、高速运行无噪声、使用安全方面等特点，广泛用于张拉固定、运输牵引、提升起重等方面。

1 X2 G+ @8 t: X6 ~) y术语

! p5 w- d5 n/ E4 v4 v! U钢丝由碳素钢或合金钢通过冷拉或冷扎而成的圆形(或异形)丝材，它是构成股的基本单元。一般来说钢丝直径越粗耐磨蚀和耐磨损性能越强，钢丝直径越细，柔软性能越好。钢丝按横截面形状可分为圆形及异形如Z形、V形、H形等；按表面状态可分为光面(无镀层)、镀(涂)层(镀锌层、镀铝层、镀铜层、塑料涂层及其它镀层)。比较常见为镀锌层、其根据镀层方式可分为先拉后镀及先镀后拉。

钢丝绳用钢丝表面常见分为光面和镀锌两种，在腐蚀性较弱的环境中，并且允许对钢丝绳进行充分润滑的场合，一般使用光面钢丝绳。在腐蚀性环境和不容易对钢丝绳表面涂油脂的场合，应采用镀锌钢丝绳。镀锌层与钢丝表面附着牢固，并提供阴极保护。耐腐蚀寿命长。在海洋和其它阴雨潮湿的环境中一般都使用镀锌钢丝绳。
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- L/ ^* \# ~+ ]$ i: A钢丝绳由一定数量、一层或多层螺旋状而形成的结构

9 _( M- S1 M6 Y钢丝绳的包覆有塑料、橡胶两种。
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钢丝绳直径指表示钢丝绳尺寸特性的规定值。

钢丝绳最小破断拉力可通过钢丝公称抗拉强度及钢丝绳结构等用公式计算出来。

' B. @- @" W* `* u( X& X镀层钢丝绳镀层重量指表面钢丝表面积的镀层重量，用8/m2表示。相应标准中有规定。
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钢丝绳的检验：

外观尺寸检查：对钢丝绳直径(含圆度)表面、结构、捻法及捻制质量等项的检查。

% U. F9 ]; r& \9 S钢丝绳拆股试验：钢丝绳股部分或全部拆散或单丝进行试验来计算钢丝绳内钢丝破断拉力总和和考核钢丝绳内钢丝的性能。
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7 K* J7 E2 Q; @% ?3 ~& R, D钢丝绳破断拉伸试验：测定钢丝绳在单向静拉力作用下，承受破断拉力能力的试验。

/ P( k3 Y) e) L& X$ W松驰试验：钢丝绳在初始拉力作用下，经过一定时间后，测定其应力损失的试验。

& G# N9 O* i6 Q3 v* n" ?压扁试验：测定钢丝绳在沿向压力作用下变形程度的试验。
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4 F( M. U1 @. x. H; c疲劳试验：测定钢丝绳规定的交变压力作用下，承受反复弯曲能力的试验。
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钢丝绳的伸长：

钢丝绳或股绳在弹性范围内的伸长分为结构伸长（或永久伸长）和弹性伸长。

结构伸长是在工作荷载作用下股中的钢丝或绳中的股的位置发生变化而产生。
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弹性伸长是在力的作用下钢丝绳具有弹性而产生，遵从虎克定律。

& {9 s5 ~- j9 w8 H- d; \其它伸长有：
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+ m) t4 G) j9 K" ]( fa.温度变化产生的伸长或收缩。在张拉或悬挂钢丝绳中这种伸长会显得很重要。
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b.端点为自由端的钢丝绳，旋转时捻距发生变化，使钢丝绳伸长。
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1 j/ m$ |, ]( T: H0 N$ lc.内层钢丝磨损或腐蚀，使钢截面积减小，从而引起附加结构伸长。

4 @1 z+ B& p# ^0 M  V. ^$ a0 f5 W* d) Sd.由于负载超过极限，使钢丝绳伸长，此时须更换钢绳。

上述b、c、d项伸长通过精心安装、使用和维护会得到控制。

e.使用中产生的断丝会停留在原位置，不易翘起伤及邻近钢丝。

f.容易插扣。

g.不易打结。
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3 N' z; t$ x6 @( p* F1、结构伸长：

钢丝绳的结构伸长主要取决于：钢绳种类、结构、设计和制造技术、负载大小和使用频率。由于这些因素是可变的，很难说出确切值，其近似值如下：
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7 D% L9 ]6 ^5 d2 Y% J( m股捻制钢丝绳　伸长％　

5 X/ p! L% {1 i8 I- Z- L- H轻负荷，工作系数大于8∶10.25

常规负荷，工作系数大约6∶10.5
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重负荷，工作系数大约5∶11.0

1 @9 Q4 @% {8 `# z3 b6 G重负荷，同时有许多弯曲和偏转最大2.0

5 i5 q- v, m+ C! e# |- ~6 h上述值适用于6股、光面、钢芯钢丝绳。若是多股、镀锌、纤维芯，其值会大一些。
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4 t" l; p  H% h: {2、弹性伸长：

2 D4 i+ }6 {8 W/ @" G8 S2 a) O钢丝绳的弹性模量随结构、设计、生技术和金属横截面积而变化，其准确值可由试验测得。下表是以外接圆面积表示的弹性模量值（公称直径20mm时其面积为314.2mm2）。此值仅供参考。
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捻制圆股光面钢丝绳弹性模量：
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2 x  o# ~4 D9 X) t! o# b& Y6×7　纤维芯　61000MPa
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6×7　钢芯　68000MPa

6×19　纤维芯　58000MPa

6×19　钢芯　64000MPa
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6×37　纤维芯　54000MPa

6×37　钢芯　61000MPa
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3 ]/ t$ {; }& x2 u, S9 T8×19　纤维芯　36000MPa
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, |! ]7 F* r" J  R$ |+ d% U不旋转类　纤维芯　54000MPa

此值不适用于电梯提升钢丝绳。

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绳芯

绳芯支撑着各股，防止在正常负荷和弯曲作用下股之间的挤压，依据钢丝绳的使用条件，绳芯可以有如下几种：
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  {4 l) M5 }! e8 r4 z! \' m纤维芯：适于多种用途钢丝绳，该种钢丝绳具有最大的柔软性和弹性。通常由较硬的纤维制造，如剑麻和马尼拉麻；也用人造纤维，如聚丙烯和尼龙；有时也用棉芯或黄麻芯。天然纤维易于储存油脂。
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! D+ u$ \: X" D9 E; R. R独立钢丝绳芯：一般为7×7钢丝绳。适用于在卷筒上承受较大压应力的场合，也适用于温度较高会损坏天然纤维和人造纤维的场合。它可提供额外的拉力，具有较小的伸长。
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1 O/ {: F7 ?  g. ]8 n9 F钢丝股芯：通常为由7、19或37根钢丝组成的股。一般用在较小直径钢丝绳中。也用于支撑、张拉、悬挂钢绳中，具有较大负载能力，较小伸长，受天气变化影响较小。

- O' B* s& o4 X; v$ n" s  P' E钢丝绳的润滑剂

由矿物、植物、动物或合成物制成的液态（油）、油脂、固态或复合的润滑剂，主要用于拉丝、浸渍芯股（纤维芯）以及钢绳润滑、防腐等。
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生产制造时钢丝绳的内部和外部一般都进行充分涂油脂润滑（特殊要求者除外），并起到保护作用。

充分润滑的钢丝绳弯曲时，股之间及钢丝之间易于相对滑动，磨擦阻力较小，磨损少，疲劳寿命相对较长。

/ F; H2 S# p" F润滑油脂同时也提供对钢丝的防锈保护和对纤维的抗腐蚀保护。纤维芯一般都需浸油以排除水分防止腐蚀。
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钢丝绳受力时，内部储存的油脂有被挤出的趋势，在使用中应定期涂润滑油脂。