钢丝绳结构设计的内容大致如下:
(1)钢丝绳中各元件(钢丝、股、绳芯等)的构成规律(排列规律、组合规律等等)。
(2)钢丝绳中各元件的几何尺寸。如直径(圆形元件),截面各种尺寸(异型元件),截面积,长度等,这些尺寸也叫钢丝绳的几何参数。
(3)钢丝绳中各元件几何尺寸之间的关系。如绳径与股径之间的关系,股径与钢丝直径的关系,各种钢丝直径之间的比例关系等。这是结构参数的设计及计算问题。
(4)捻角、捻距、曲率、螺旋线长度等的计算值。这也是钢丝绳的一类结构参数,同时又是制造过程中的工艺参数设计计算问题。
钢丝绳结构设计从设计思想的出发点来说,可以按照两种设计程序来进行:
一种是从生产的角度出发,由钢丝的系列直径(或系列规格),设计出各种规格、结构和性能的品种,并以产品标准的形式提供给各生产厂家进行制造生产,使用单位则按照自己的使用要求,如性能、规格、长度等加以选择订货使用。这种设计的基本出发点是定型的系列规格钢丝,一般不出现非标准规格的钢丝,这样对于生产厂家来说,减少了钢丝的尺寸规格,既便于生产管理,又简化了生产工艺,特别是对于大型、中型钢丝和钢丝绳生产厂家是有着具体的现实意义的。为了统一钢丝的规格和系列,国外有SWG(英国标准线规)、BWG(伯明翰线规)、BG(伯明翰规)、AWG(美国线规)等,我国也对钢丝直径系列作了明确的规定。这种设计的程序一般是由钢丝直径到股直径再到钢丝绳的直径、由股结构到钢丝绳的结构的顺序进行设计的。
另一种是从使用的角度出发,考虑用途的各个方面的要求(如钢丝绳的直径、性能等),可以先以钢丝绳为基点来进行设计。其程序可以是这样的:按照使用时许用负荷及安全系数、提升设备性能尺寸、使用环境和使用条件确定钢丝绳的结构、规格、性能。然后以此作为条件进行股结构的设计和钢丝的选择,确定各种参数以便进行制造生产。这种设计的程序优于第一种设计程序。因为能够结合使用条件,充分考虑用途要求,针对性强,有利于提高产品质量,所以这种设计程序更能体现技术要求,更经济、合理、安全。本书主要讲述这一种程序的设计方法。
当然这两种设计程序也并不是截然分开的,不存在着很严格的界限,应该将使用和生产有机结合起来,并把设计融合贯通于二者之中,做到既有利于生产又能保证使用。更重要的是要紧紧抓住结构设计的具体内容和主要环节,准确地体现钢丝绳结构的基本规律,这样才能达到有效的设计功能。