鋼絲繩根據(jù)其品種結(jié)構(gòu)不同,其捻制方式過程有所差異,但基本的生產(chǎn)工藝流程大致相同,鋼絲繩生產(chǎn)按其原輔材料的結(jié)構(gòu)可以分為3條工藝路線,如圖1所示。其中最主要的一條:制繩用鋼絲>卷線(打軸)>捻股捻繩→成品包裝→檢驗(yàn)入庫出廠,這是所有鋼絲繩生產(chǎn)必不可少的工藝路線,其余的鋼絲繩繩芯的生產(chǎn)和油脂的添加/涂油為輔助工藝路線。
4背絲原因的分析
4.1工藝參數(shù)的影響
從眾多產(chǎn)生背絲的產(chǎn)品不難分析得出,背絲集中出現(xiàn)在鋼絲較多、股捻制層數(shù)較多的點(diǎn)接觸鋼絲繩上,6×37(b)類鍍鋅鋼絲繩尤為突出。點(diǎn)接觸鋼絲繩工藝參數(shù)的準(zhǔn)確性尤為重要,這也是生產(chǎn)管理,工藝管理上容易忽視的問題。如果工藝參數(shù)不合理,鋼絲在捻股時,使鋼絲與鋼絲之間層與層之間排列未能進(jìn)入理想的位置,通過后變形器的擠壓,外層相對不穩(wěn)定的鋼絲被擠出,進(jìn)入相鄰鋼絲應(yīng)有位置與相鄰鋼絲重疊形成背絲。而另有一些鋼絲進(jìn)入相鄰鋼絲的占居位置,與相鄰鋼絲共同占有,在合繩中,經(jīng)過預(yù)變形和后變形強(qiáng)行的擠壓后,這些鋼絲又會強(qiáng)行進(jìn)入相鄰鋼絲的占據(jù)位置,與相鄰鋼絲重疊,形成背絲。
4.2工字輪閘繩張緊度的影響
在生產(chǎn)管理上,設(shè)備工字輪閘繩的張緊程度還需人工調(diào)整,確保閘繩的張緊度一致在捻股合繩中是一個很重要的環(huán)節(jié),任意一個工字輪閘繩張緊度不一致,就會造成股起“棱”,經(jīng)過成繩預(yù)變形或后變形的擠壓,起“棱”的那根鋼絲就會占據(jù)相鄰鋼絲的位置與其相鄰鋼絲重疊在一起形成背絲。從產(chǎn)品質(zhì)量的要求出發(fā),一般捻制1000m的鋼絲繩或股要調(diào)整工字輪的閘繩次數(shù)不得少于3次。
4.3鋅層對背絲的影響
鍍鋅鋼絲生產(chǎn)分熱鍍鋅和電鍍鋅2種,鋅層級別可分為A級、B級、AB級3個級別”。在鋼絲繩挖股合繩時,同結(jié)構(gòu)、同強(qiáng)度、同直徑的鍍鋅鋼絲繩遠(yuǎn)比光面鋼絲繩容易產(chǎn)生背絲。即使兩者都有背絲,鍍鋅鋼絲繩背絲更為嚴(yán)重,如24ZAB6(18+12-6+1)+FC,1770MPa,ZS鋼絲繩(GB20118-2006)使用后變形器不合理時,生產(chǎn)中稍不注意就會出現(xiàn)背絲,而光面鋼絲繩捻制幾百米后才出現(xiàn)一個背絲,這一情況說明背絲與鋼絲鋅層有關(guān)。挖股合繩時,在變形器壓線瓦處或多或少有鋅層損傷脫落,形成鋅渣,這些鋅渣或多或少占據(jù)在鋼絲與鋼絲縫當(dāng)中,增加了股的填充系數(shù)。24ZAB6(18+12+6+1)+FC,1770MPa,ZS(GB20118-2006)鍍鋅鋼絲繩,由于股是多絲結(jié)構(gòu)每層鋼絲之間的縫隙很小,股在通過變形器時經(jīng)擠壓,鋅渣進(jìn)入鋼絲與鋼絲之間縫隙占據(jù)鋼絲應(yīng)有位置,很容易就產(chǎn)生背絲。另外,由于鋼絲鋅層厚薄不均所引起的股繩過緊或過松現(xiàn)象,收線輪處打滑不均而引起的沖擊力等,對鍍鋅鋼絲繩都很容易產(chǎn)生背絲。
4.4股應(yīng)力的影響
股應(yīng)力的大小也是產(chǎn)生背絲的要因之一,由于6×37(b)類鋼絲繩是多絲結(jié)構(gòu),股應(yīng)力是一個比較復(fù)雜的因素,目前尚不能測量,只能從股打扭的圈數(shù)來判斷,股打扭圈數(shù)越多就越易造成股起“棱”,導(dǎo)致股應(yīng)力太小,股中鋼絲與鋼絲之間間隙太大,股中鋼絲與鋼絲之間就形成“裂縫”,在合繩時一但經(jīng)過變形器的擠壓,鋼絲被擠亂,從而產(chǎn)生背絲。
4.5工裝卡具的影響
鋼絲繩捻繩用預(yù)變形器,一般普遍認(rèn)為股繩通過預(yù)變形器的3道輥輪后,每股股繩即成螺旋狀。嚴(yán)格的說,這種描述是不夠準(zhǔn)確的,事實(shí)上是股繩通過3道輥輪后,只產(chǎn)生一個平面上彎曲,而股繩空間螺旋狀曲線是在變形器與壓線模之間形成的,當(dāng)變形器夾持著6條股繩隨機(jī)做公轉(zhuǎn)的同時,每一般股繩也各自在作自轉(zhuǎn)運(yùn)動。這種現(xiàn)象在轉(zhuǎn)速較低的筐籃式挖繩機(jī)上特別明顯,而管式挖繩機(jī)由于轉(zhuǎn)速快,股繩來不及自轉(zhuǎn),但有自轉(zhuǎn)傾向,因此管繩機(jī)扭力更為嚴(yán)重,股繩自轉(zhuǎn)現(xiàn)象產(chǎn)生是由于股繩繞著麻芯旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生了自緊力,由此,股繩很快產(chǎn)生反撥力,向較為有滑動余量的輥輪處傳遞,這就造成了股自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。股繩的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)關(guān)系是6條股繩隨機(jī)作公轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的同時,每股股繩正好自轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速相同但方向相反。正是由于股繩公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)聯(lián)合作用,股繩才形成空間螺旋曲線,而空間螺旋線是經(jīng)過預(yù)變形器后才能形成,也正是由于股繩還附有自轉(zhuǎn)運(yùn)動力,股繩受力就更為復(fù)雜。
捻股時分線盤的捻制圓直徑?jīng)Q定了合成角,6×37(b)類鋼絲繩下線最佳合成角為60°±3°;中線最佳合成角為45士3°;上線時最佳合成角為30°±3°,因此壓線瓦瓦座到捻股分線盤的距離必須要合適。若捻股用分線盤擺動大,鋼絲進(jìn)入壓線瓦時鋼絲與鋼絲之間也可能會發(fā)生交叉重疊形成背絲。
合繩時鋼絲繩捻繩用預(yù)變形器離瓦座的距離應(yīng)為股通過預(yù)變形后形成2個螺距的距離,此時合成角為36°土3”。生產(chǎn)中能否確保合成角符合要求是解決背絲的關(guān)鍵。
5解決背絲的對策措施
經(jīng)過分析可知6×37(b)類鋼絲繩背絲產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜,但在實(shí)際工作中,筆者認(rèn)為可以從以下幾個方面解決背絲問題。
(1)設(shè)計或選擇合理的配絲和工藝參數(shù),挖股和合繩時控制好各層的捻距、捻角、股/繩徑,鋼絲直徑控制在工藝范圍內(nèi),生產(chǎn)時不能混線。鍋絲在挖股時,使鋼絲與鋼絲之間層與層之間排列進(jìn)入理想的位置。壓線瓦瓦座到挖股分線盤的距離必須要合適,在生產(chǎn)中確保合成角符合工藝要求。
(2)在生產(chǎn)時調(diào)整好各工字輪閘繩的張緊程度,確保閘繩的張緊度一致,使鋼絲與鋼絲之間,層與層之間張力一致,從而確保股應(yīng)力的大小一致。
(3)鍍鋅鋼絲繩生產(chǎn)時,要盡量避免鋅渣進(jìn)入鋼絲繩股中鋼絲與鋼絲之間的縫隙,同時鍍鋅制繩鋼絲生產(chǎn)中要確保鋅層的均勻性和牢固性。
(4)生產(chǎn)過程中應(yīng)經(jīng)常檢查工裝使用和股的表面情況,發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行處理,從而減少背絲進(jìn)一步惡化。
(5)若生產(chǎn)過程中已經(jīng)產(chǎn)生了背絲,可以找著鋼絲繩背絲在股中的前一個位置,纏上軟鋼絲箍,用鋼絲鉗使其鋼絲箍移動,背絲也跟著移動,直至后一處,背絲便可以消除。