双压实面接触钢丝绳生产

随着国家“一带一路”政策深入推进，配套工程机械用钢丝绳迎来新的机遇和挑战，特别是随着进口工程机械以及国内起重机械大型化的发展，要求钢丝绳应具有高破断拉力，促进了高强度、高破断、高耐磨、抗旋转多层压实股钢丝绳需求持续增加。本公司多次接到国内大型起重机械主机单位批量钢丝绳订单，要求钢丝绳直径35.5mm，最小破断拉力1050kN，微旋转、耐磨性好。查阅标准GB/T 20118、GB8918，相同直径范围产品均无法满足客户最小破断拉力要求0-1，对比YB/T5359一2010标准力学性能表发现相同结构面接触产品较普通结构整绳破断拉力高12%0，符合客户高破断拉力要求，而35（W）×7是典型的抗旋转结构钢丝绳，基于以上分析最终选定面接触35（W）xK7结构钢丝绳，公称抗拉强度1960MPa，35（W）×K7结构钢丝绳如图1所示。

面接触压实股钢丝绳常见生产方法有异型钢丝捻制、锻打法、模拉法、轧制法。其中模拉法因操作简单和对设备要求低成为国内压实股钢丝绳生产的首选方法，但模拉法生产因成股过程中钢丝塑性变形大国，无论成材率、生产效率都很低，难以批量供货，需要新的生产方式及工艺。

随着钢丝绳生产企业生产技术及工艺装备的改进，为面接触钢丝绳生产方式及工艺创新提供了有利条件，公司结合自身特点，拟定了捻股模拉+合绳锻打组合生产方案，通过试验，合理优化压缩率分配，降低捻股模拉压缩率，提高钢丝绳密度系数国，解决单一捻股模拉生产因压缩率高导致成材率、生产效率低的难题。

1. 35（W）xK7双压实面接触钢丝绳工艺参数确定 为便于计算钢丝绳工艺参数，对部分参数定义如下。d为外层股径，d，为粗股直径，d，为细股直径，d为第一内层股径，d，为中心股径，d。为模孔直径；6为外层丝径，6，为内层粗丝丝径，62为内层细丝丝径，6；为第一内层丝径，6：为中心股丝丝径，d为模拉前股径。

1.1钢丝绳捻距确定

捻距是钢丝绳重要参数之一，捻距影响钢丝绳产品的柔软性、疲劳性等性能。同时对结构伸长、产品直径等参数也有影响。结合多年生产经验，外层绳捻距倍数取值范围6.5~7.0，选取6.7，内层绳捻距倍数取值范围6.0~6.5，选取6.3。

1.2钢丝绳直径确定

根据订单要求，整绳破断拉力值由公式F。=

KxDP×Ro/l000得出，其中，F。为整绳破断拉力，kN；K为最小破断拉力系数；D为钢丝绳直径，mm；R。为公称抗拉强度，MPa。钢丝绳直径D=35.3

mm，圆整取值D=35.5mm。

成品合绳在线锻打压缩率Q取值5%~8%，选取8%，据公式D。=得出D。=37mm，式中i-0

D。为锻打前钢丝绳直径，mm。

1.3钢丝股拾距确定

结合多年生产经验，股捻距倍数选取8.5。

1.4钢丝绳股径确定

由产品结构可知外层绳为西鲁式，查表得捻制系数m=6.469，据公式d=D。/m，得d=5.72mm。

由产品结构得出产品内层绳直径D，=25.6mm。

内层绳为瓦林吞结构，查表得捻制系数m，=

4.361，由公式d；=D，/m，得d，=5.87mm查表得瓦林吞各股直径比：d:d2=1.3，d:d4=

1.25，d；：d=1.3由此得其他各股直径为d4=4.52mm，d=

5.65mm，da=5.87mm。

1.5拉拔模孔直径确定

模拉股因变形的钢丝要发生一定量的弹性回复，故模孔直径较面接触股径略小。据测定变形反弹范围d=（1.001~1.004）do，可忽略，即股径等同于模孔直径。

1.6钢丝直径确定

股模拉压缩率q取值范围8%~12%，选取10%，据公式d=计算模拉前对应各股股径。

M-g分别得出d'=6.03mm，d'=6.18mm，d=

4.76mm，d'=5.96mm，d；'=6.18mm。由股结构查表得捻制系数m=3.0，据公式8=d/m，分别得出6=2.01mm，81=2.06mm，62=1.59mm，6=

1.98mm，6：=2.06mm。

1.7工艺参数汇总

经过设计计算，组绳股径、模具及主钢丝直径见表1，对参数进行优化后的数据见表2。

2试生产过程

2.1钢丝生产

压实股生产，钢丝在成股过程中会再次塑性变形，为保证捻股模拉顺利进行，对制绳钢丝的性能要求更严格。从线材牌号、规格、开坯、热处理、拉丝配模都经过精心筛选优化，整个钢丝生产过程实行大盘重定尺生产，拉丝工艺制定在满足钢丝其他性能指标情况下重点优化钢丝韧性指标，为下道捻股模拉创造条件。

2.2拾股生产

捻股模拉是面接触钢丝绳生产的难点，对设备牵引力、稳定性要求很高。通过对6/GC500设备传动

-收线-牵引系统改造、模具润滑和循环水冷却系统的完善，最终满足生产要求。多层股钢丝绳股数多且要经过多次合绳，往往单股尺寸超出范围，导致最终钢丝绳直径超差，股间隙不均匀、钢丝绳表面不平等问题，因此控制压实股直径精度很关键，通过目测、测量等手段监控压实股生产过程，确保产品质量。

2.3合绳生产

合绳分2道工序，外层绳合绳和内层绳合绳。

因其产品有抗旋转性要求，故外层绳捻法与内层绳捻法相反，内层绳股选择交互捻法，外层绳股选择同向捻法，这种捻法使相邻层钢丝接触面积较大，钢丝间相对滑动阻力增加，一定程度上提高绳股受力均匀性。

2.3.1内层绳合绳

内层绳为瓦林吞结构，采用交互捻、等捻距一次捻制，为保证内层绳紧密，消除部分加工应力，内层绳生产采用在线锻打，锻打前调节各股张力使其保持基本一致。内层绳生产重点是控制直径，直径小起不到支撑作用，内外层容易脱层；直径大成品锻打压缩率大，相邻层钢丝受损严重，成品缝隙增大且易超直径。因此内层绳捻制要紧密，绳径控制0~2%，保持应力状态，自然状态下内层绳旋转不超过2圈。

2.3.2外层绳合绳

外层绳合绳是钢丝绳生产关键工序，最终体现产品实物质量。生产前选用合适锻打模并检查锻打模具表面质量，调节各股张力基本一致，预变形工艺按照微松散工艺要求给予一定的预变形量，调整主设备车速与锻打设备频率实现在线锻打，保证单位长度钢丝绳锻打次数，以去除部分加工应力，提高钢丝绳重量密度系数，根据现场生产状态通过放线翻身机构调整内层绳加捻的速度，保证钢丝绳锻打后表面股绳光滑，各股缝隙均匀，自然状态下产品平直，内外层无脱层、无伸长缩短现象。

2.3.3产品检测

钢丝绳产品经公司质量管理部综合检测，表面质量达到客户要求，钢丝绳直径为35.68~36.18

mm，平均直径35.84mm，其他各项指标符合YB/T5359-2010要求，关键指标破断拉力通过400t卧式拉力机检测达到1150kN，满足客户要求。

3结语

面接触钢丝绳因其耐疲劳、耐磨损、高破断、抗挤压等特点一直受到工程机械行业青睐，也是钢丝绳生产企业难点。近几年来多层不旋转面接触钢丝绳在旋挖机、大型起吊行业有取代普通多层股钢丝绳趋势。通过捻股模拉+合绳锻打生产方式优化分配捻股模拉压缩率，解决面接触钢丝绳生产瓶颈，为批量生产创造条件。通过锻打促使各股变形受力趋向一致，减少各绳股应力差，提高钢丝绳密度系数，减少产品结构伸长，有利于整绳破断拉力提高，上述结论从产品多次整绳破断测试断股根数及状态得到证实。经过反复小批量生产验证捻股模拉+合绳锻打组合生产面接触钢丝绳已基本稳定，作为面接触生产优选方案已实现批量供货，市场反馈良好。