2國外引進旋挖鉆機隨機配用的鋼絲繩結(jié)構(gòu)
旋挖鉆機是我國20世紀80年代后，從德國、意大利、日本、新加坡等國家進口的工程機械，它的引進帶動了我國樁基工程及其機械的飛速發(fā)展，并形成獨立的行業(yè)門類。
旋挖鉆機經(jīng)過我國相關(guān)企業(yè)的實用性改進、技術(shù)升級，使得我國快速成為世界上旋挖鉆機使用數(shù)量最多、應(yīng)用最為廣泛的國家，同時也成為世界上該類工程機械的第一生產(chǎn)大國。歷經(jīng)十幾年的發(fā)展，使得這種樁基機械已經(jīng)轉(zhuǎn)化為我國重要出口機械產(chǎn)品之一。
無論國內(nèi)旋挖鉆機類型如何更新，旋挖鉆機能力如何增加，筆者認為：分析當初旋挖鉆機引進時隨機配用的鋼絲繩結(jié)構(gòu)、規(guī)格，有助于分析、認識國外設(shè)計者的初衷和鋼絲繩選用的理由，有助于促進鋼絲繩結(jié)構(gòu)特別是旋挖鉆機主卷揚用鋼絲繩的科學(xué)發(fā)展與選擇。
對于國外原機配用的鋼絲繩結(jié)構(gòu)，筆者進行了與國內(nèi)表述方法相同的修訂。
2.1德國BG系列旋把鉆機
該機配用鋼絲繩的結(jié)構(gòu)為18×7+（7×7）/（7x
7）+7×7+SE（8+8+1）0.
中鐵十四局集團路橋設(shè)備租賃公司引進德國寶娥B(yǎng)C40原機配用的主卷揚標定鋼絲繩直徑36mm。鋼絲繩主體結(jié)構(gòu)與BG系列旋挖鉆機配用的鋼絲繩相同，只是繩芯SE結(jié)構(gòu)變化為0+9+l5；原機配用輔助卷揚鋼絲繩結(jié)構(gòu)16×7+（6×7）/（6×
7）+6×7+SE，繩芯SE結(jié)構(gòu)l+6+6/6。
中鐵二十局從德國寶峨公司進口的BG25旋挖鉆機隨機配用直徑32mlm DIEPA1318結(jié)構(gòu)鋼絲繩。
國內(nèi)旋挖鉆機主卷揚鋼絲繩使用壽命低的主要原因是鋼絲繩多層纏繞，也有主卷揚鋼絲繩結(jié)構(gòu)選擇不當和捻制質(zhì)量有待提高的問題，值得生產(chǎn)此類鋼絲繩企業(yè)的關(guān)注。
2.2意大利B125旋挖鉆機
中國有色金屬工業(yè)總公司西安巖土工程公司2000年從意大利進口的2臺B125旋挖鉆機隨機配用K6×K36SW+IWR-25鋼絲繩。國內(nèi)一鋼絲繩骨干企業(yè)在其公司網(wǎng)站上推薦6×365W+IWRC為旋挖鉆機專用鋼絲繩型號（實為鋼絲繩結(jié)構(gòu)）是值得商椎的觀點。這種結(jié)構(gòu)鋼絲繩可用，但非鋼絲繩結(jié)構(gòu)的最佳選擇。
2.3日本住友SD-205-2型旋把鉆機該機主卷揚配用4×F（0+40）-20鋼絲繩，也有配用K4xK39S+NF-20鋼絲繩的實例；輔助卷揚配用6×29Fi+IWRC-20鋼絲繩。四股鋼絲繩曾經(jīng)為國內(nèi)工程機械骨干企業(yè)旋挖鉆機主用的鋼絲繩，近期呈現(xiàn)應(yīng)用數(shù)量和范圍減少的態(tài)勢。鋼絲繩行業(yè)有觀點認為：基于四股鋼絲繩股繩偏少，易發(fā)生斷股現(xiàn)象，使用的安全性受到較大威脅，認為旋挖鉆機不宜選用四股鋼絲繩。
原青島韓線鋼鐵有限公司生產(chǎn)的1960MPa級的K4xKSe5（39）-32鋼絲繩在三一重工SR250旋挖鉆機上的使用壽命超過4000延米（延米用于統(tǒng)計或描述不規(guī)則條狀或線狀工程的工程量）。對不同渠道獲取的進口旋挖鉆機配用鋼絲繩樣品進行拆股試驗，分析后知：鋼絲繩的實際抗拉強度為l960MPa級別，內(nèi)層股鋼絲的抗拉強度稍高一些。
根據(jù)旋挖鉆機實際工況及鋼絲繩失效分析，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩多因磨損和疲勞斷絲而被更換。為了綜合提高鋼絲繩的使用性能和壽命，旋挖鉆機用鋼絲繩的抗拉強度不宜太高，重點是增加韌性指標，提高鋼絲繩的穩(wěn)定性和抗沖擊載荷的能力。
鋼絲繩填塑、包塑會不會有助于提高鋼絲繩實物質(zhì)量水平和實際使用壽命國內(nèi)沒有實例，有待鋼絲繩企業(yè)配合用戶潛心探討。
中鐵十五局集團機械設(shè)備工程有限公司BG25旋挖鉆機選用40W×7-32.5、右交互捻、1870MPa級重要用途鋼絲繩制作所需索具，一端擠壓套環(huán)，一端為熱縮頭，該公司的選擇值得借鑒四。
3旋挖鉆機用鋼絲繩使用工況技術(shù)要求
鋼絲繩是旋挖鉆機設(shè)備使用過程中的重要消耗材料，也是保證旋挖鉆機設(shè)備安全生產(chǎn)的重要組成部分，使用中的工況及環(huán)境有如下特點。
（1）旋挖鉆機用鋼絲繩一端固定于卷揚機的卷筒上，另一端固定于鎧式鉆桿上端的提引器上，中間通過一個定滑輪和一個導(dǎo)向輪。由于沒有安裝動滑輪，所以要求鋼絲繩單繩拉力較大，才能保證提引器在鋼絲繩反扭力的作用下自由旋轉(zhuǎn)，并保證鉆桿起升和下降的安全可靠。
（2）旋挖鉆機鋼絲繩主要功能是提升鉆桿和鉆具。旋挖鉆機施工時需要頻繁提升、下降鉆具，因此要求鋼絲繩具有好的耐磨性，此時壓實鋼絲繩顯現(xiàn)出一定的優(yōu)越性。
（3）鋼絲繩的最大拉力為鉆具的自重、旋挖鉆斗的自重、鉆桶內(nèi)渣土的重力之和。
（4）旋挖鉆機適用于土層、沙層，以及松軟、粒度較小的卵石層。在粉質(zhì)黏土、黏質(zhì)粉土等黏土層鉆進效果最佳：在硬巖層及致密的卵、孤石層施工比較困難，容易發(fā)生事故，體現(xiàn)不出旋挖鉆機的功能優(yōu)勢。在惡劣條件下鉆進作業(yè)對鋼絲繩抗沖擊性能、耐磨損性能要求較高。
（5）旋挖鉆機的鉆進難點是在嵌巖施工中巖石硬度高達67HRC的條件下，如何提高旋挖鉆機用鋼絲繩的使用性能和使用壽命。
（6）由于旋挖鉆機用鋼絲繩與提引器端部經(jīng)常浸泡在泥漿中，工作環(huán)境惡劣，容易發(fā)生腐蝕問，旋挖鉆機特殊的工作條件與環(huán)境對鋼絲繩提出更高的捻制和表面脂涂覆要求。
根據(jù)旋挖鉆機的工作條件與環(huán)境，江蘇薈裕金屬制品有限公司（簡稱江蘇薈裕）在涂覆鋼絲繩表面脂的基礎(chǔ)上，還在鋼絲繩繩芯涂覆瀝青基鋼絲繩脂，有效隔離了鋼芯與泥漿，防止因腐蝕生銹導(dǎo)致的繩芯提前斷裂。
（7）旋挖鉆機的作業(yè)工況特殊“咬繩”現(xiàn)象頻繁發(fā)生，會對鋼絲繩使用性能造成很大的影響。對于鋼絲繩多層纏繞的旋挖鉆機，在使用過程中發(fā)生“咬繩”現(xiàn)象是難以避免的。為提高鋼絲繩使用壽命，應(yīng)經(jīng)常檢查易發(fā)生鋼絲繩“咬繩”部位，并加強潤滑，或者定期將“竄繩”切斷，錯開、截去“咬繩”部位。更改旋挖鉆機的卷筒形式是必要的，這是目前國內(nèi)工程機械制造企業(yè)采取的提高旋挖鉆機性能的有效措施。借鑒國外旋挖鉆機的成功設(shè)計，采用重型主卷筒，卷簡單層容納鋼絲繩數(shù)量大，更改鋼絲繩為單層纏繞，不重疊碾壓，可減少鋼絲繩磨損。還應(yīng)注意鋼絲繩卷筒實際寬度與鋼絲繩實際直徑的整數(shù)倍匹配關(guān)系。
近期國內(nèi)旋挖鉆機發(fā)生變化，主要是鉆具形式多樣化和多鉆頭的使用，并改變旋挖鉆機主卷揚鋼絲繩的配置方式（配置改進型壓繩器），使鋼絲繩在工作過程中排列整齊，防止推繩、咬繩現(xiàn)象發(fā)生四。這是機械制造行業(yè)為提高鋼絲繩使用性能，延長鋼絲繩使用壽命提供的技術(shù)支持，客觀上弱化了旋挖鉆機對鋼絲繩苛刻的技術(shù)要求。
旋挖鉆機用鋼絲繩的使用性能和壽命取決于鋼絲繩結(jié)構(gòu)的科學(xué)匹配，以及鋼絲繩捻制質(zhì)量、鋼絲繩配置方式和使用過程中的檢查與維護。
4旋挖鉆機用鋼絲繩實用新型專利
在對旋挖鉆機與打樁機用鋼絲繩結(jié)構(gòu)認真調(diào)研的基礎(chǔ)上，求得2類鋼絲繩的共性。國內(nèi)某公司技術(shù)人員2000年提出樁基機械用鋼芯壓實鋼繩》實用新型專利國，201l年被授權(quán)、公告。該實用新型涉及一種樁基機械用鋼芯壓實鋼絲繩，主要是用于旋挖鉆機和打樁機這2種樁基工程機械。所述鋼絲繩采用瓦林吞被覆式鋼芯鋼絲繩，結(jié)構(gòu)為6Kx33WV+IWR或6K×35WV+IWR.
該實用新型樁基機械用鋼芯壓實鋼絲繩能實現(xiàn)鋼絲繩耐磨性與抗沖擊性能的有機結(jié)合，可在旋挖鉆機與打樁機上兼用，具有新穎的鋼絲繩結(jié)構(gòu)，且具有可實施性。
瓦林吞被覆式鋼絲繩是德國特有的鋼絲繩結(jié)構(gòu)，主用途為豎井提升鋼絲繩，在我國開灤煤業(yè)集團錢家營煤礦、潞安煤業(yè)集團常村煤礦都有使用的實例，顯示出良好的使用性能和較高的使用壽命。該專利為壓實瓦林吞被覆式鋼絲繩，由于國內(nèi)沒有見到結(jié)構(gòu)與該專利符合的鋼絲繩，實際應(yīng)用效果有待驗證。
國內(nèi)另一鋼絲繩企業(yè)2008年獲得《旋挖鉆機用鋼絲繩》實用新型專利，專利列出的鋼絲繩結(jié)構(gòu)為35W×7.
該旋挖鉆機用鋼絲繩與普通鋼絲繩相比，具有優(yōu)良的不旋轉(zhuǎn)性能、較高的破斷拉力。該鋼絲繩采用多層結(jié)構(gòu)，柔軟性好，適合在旋挖鉆機上使用。
實踐證實該種結(jié)構(gòu)鋼絲繩性能和實際使用壽命略遜于35（W）×K7壓實股鋼絲繩。
5《旋挖鉆機用鋼絲繩》標準中鋼絲繩結(jié)構(gòu)的確立
根據(jù)工業(yè)和信息化部辦公廳20l1]134號文件關(guān)于印發(fā)2011年第二批行業(yè)標準制修訂計劃的通知》，由江蘇賽福天鋼索股份有限公司和治金工業(yè)信息標準研究院為主要起草單位，制定旋挖鉆機用鋼絲繩》標準，該標準為推薦性治金產(chǎn)品行業(yè)標準。
江蘇蕓裕是特種鋼絲繩生產(chǎn)基地，旋挖鉆機用鋼絲繩是其主要產(chǎn)品之一。江蘇蕓裕不僅要研究、開發(fā)旋挖鉆機用鋼絲繩的結(jié)構(gòu)，還要積極參與《旋挖鉆機用鋼絲繩》冶金行業(yè)推薦標準的討論、制定。
筆者認為《旋挖鉆機用鋼絲繩》推薦標準的制定是必要的、適時的。標準確定的適用范圍適宜，并規(guī)定了旋挖鉆機用鋼絲繩的分類、材料、技術(shù)要求、驗收方法、檢驗規(guī)則、包裝、標志及質(zhì)量證明書。通過研究、開發(fā)，并根據(jù)用戶使用情況和使用壽命的反饋意見，認為：（1）《旋挖鉆機用鋼絲繩》標準中列出的不含繩芯的鋼絲繩類別，如24（w）×7、35（W）×7、15xK7、18xK7、35（W）xK7等7種適宜，有利于保護該類鋼絲繩的先進結(jié)構(gòu)，有利于我國旋挖鉆機用鋼絲繩整體生產(chǎn)水平的提升。2）著眼于國內(nèi)旋挖鉆機用鋼絲繩實際使用的最大規(guī)格，又兼顧將來的發(fā)展趨勢，把鋼絲繩最大直徑確定為40mm是否適宜，有待認真調(diào)研后再確認。
6結(jié)語
鑒于國內(nèi)旋挖鉆機應(yīng)用的廣泛性，根據(jù)多年對所用鋼絲繩的探研與生產(chǎn)實踐，認定旋挖鉆機用鋼絲繩結(jié)構(gòu)科學(xué)選擇十分必要。企業(yè)應(yīng)對旋挖鉆機用鋼絲繩生產(chǎn)全過程進行精細的管控，不斷提升鋼絲繩實際挖制水平，充分保證鋼絲繩的實際性能與旋挖鉆機使用工況相吻合。
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