旋转挖泥钻用钢丝绳的研制

发布时间：2019-12-09 11:37　文章来源：未知　文章作者：admin　点击数：

旋转挖泥钻用钢丝绳的研制
1概述
由于旋转挖泥钻的工作特点，所用钢丝绳必须具有破断拉力高、结构伸长小、弹性模量大、抗旋转、结构紧密，柔软等特点。针对以上旋转挖泥钻用钢丝绳的特点，同时结合德国宝峨BG25型配套钢丝绳，宁夏恒力钢丝绳股份有限公司成功研制出宝峨系列旋转挖泥钻专用钢丝绳，其结构为：（1?7S+6?7S+6?7S/6?）T+15T?，结构示意图见图1。
2研制过程（以BG25型配套钢丝绳为例）
2.1设计要求
（1）钢丝绳公称直径：D=32mm；
（2）钢丝绳公称抗拉强度：0=1960MPa；（3）钢丝绳最小破断拉力：P=899.5kN；
（4）钢丝最小破断拉力总和：ZP=1063.4kN；
（5）钢丝绳捻法：交右；
2.2设计输入工艺参数
（1）钢丝绳捻距倍数k1=6.5；（2）内层绳捻距倍数k2=7.0；
（3）股绳捻距倍数k3=9.0；
2.3钢丝绳的外层股变形前后股径的确定
2.3.1变形后股径da的确定
外层股股数为15，当k1=6.5时，根据文献[1]表2-1，m1=6.173，求得：d；=D/m1=32/6.173
=5.2（mm）
2.3.2变形前股径d3-0的确定
（1）钢丝绳的外层股压缩率q1=10%；（2）钢丝绳的外层股弹性膨胀率1=3%；
（3）钢丝绳的外层股经过模孔直径为d3-2；
（4）钢丝绳的外层股出模后膨胀而变为d3-1；由公式（1）求得d3-2=5.04（mm）
q1=（d3-0-d3-2）/d3-0（2）
由公式（2）求得ds-0=5.60（mm）变形前dj-0=5.60mm般中钢丝直径的确定股结构为1+6；般绳捻距倍数k3=9.0；
81=d4-0/3=5.61/3=1.85 0=1.952.4钢丝绳的内层绳变形前后线径的确定
2.4.1内层绳变形后绳径D1的确定
D1=D-d：?=32-5.2?=21.6（mm）
2.4.2内层绳变形前绳径D2的确定
内层绳变形前的结构示意图见图2，加工参数确定如下：
（1）内层绳压缩率Q2=8%；
（2）内层绳弹性膨胀率2=3.5%；
（3）内层绳经过三辊轧机压实，轧辊直径为D3；
（4）内层绳出辊后，绳径膨胀而变为D1；贮
归=（（D；-D3）/D；
（3）由公式（3）求得D，=20.84（mm）q2=（D2-D3）/D2
（4）由公式（4）求得D，=22.65（mm）
（1）内层绳结构：1?7S+6?7S+6?7S/6?，可看成19W（1+6+6/6）结构；
（2）内层绳热距倍数k2=7.0；由以上条件，根据文献[1]表2-4及附表一得m2=4.361时，d-1大、d2-14、d-1、de-1各股直径间的比例关系1：0.7566：0.9438：0.9598，求得各股直径。
d2-1大=22.65/4.361=5.194（mm）d2-14=d2-1大?.7566=3.93（mm）
di-1=da-1大?.9438=4.90（mm）do-1=d2-1*?.9508=4.94（mm）
考虑绳芯间的缝隙，经计算机辅助设计，确定最终各胶直径为：
d2大=5.2mm，d2小=3.76mm，d；=4.90mm，do=5.60mm。
2.5内层绳变形前各般中锅丝直径的确定
6）内层绳变形前各股结构示意图见图3。
2.5.1d2大=5.20mm股中钢丝直径确定
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（1）股结构：17S（1+8+8）；
（2）般绳捻距倍数k=9.0；由以上条件，根据文献[1]附表一得：d.=3.7308时，钢丝直径间的比例关系1：0.5278：0.8679求得股中钢丝直径。₂=d2x/d.=5.20/3.7308=1.39（mm）
1=₂?.5278=0.73（mm）
图3内层烟变形前各股结构示意图
0=₂ ?.8679=1.23（mm）
2.5.2da办=3.76mm股中钢纹直径确定
（1）股结构：1+6；
（2）股绳捻距倍数k3=9.0；
81=d24/3=3.76/3=1.20（mm）；80=1.36（mm）。
2.5.3d1=4.90mm股中钢丝直径确定
（1）股结构：17S（1+8+8）；
（2）股绳捻距倍数k]=9.0；由以上条件，根据文献[1]附表一，得d。=3.7308时，钢丝直径间的比例关系2：7n：7o=1：0.5278：0.8679求得股中钢丝直径。
82=d2大/d=4.90/3.7308=1.31（mm）
81=82?.5278=0.70（mm）
60=₂?.8679=1.16（mm）
2.5.4do=5.60mm股中钢丝直径确定
（1）股结构：17S（1+8+8）；
（2）股绳捻距倍数k，=9.0；由以上条件，根据文献[1]附表一得：d。=3.7308时，锅丝直径间的比例关系1：0.5278：0.8679求得股中钢丝直径。
82=d2大/d=5.60/3.7308=1.5l（mm）
81=62?.5278=0.79（mm）
60=62 ?.8679=1.30（mm）
2.6钢丝缆中钢丝横截面积总和
根据以上钢丝直径的计算结果，可求得钢丝绳中钢丝横截面积总和2S=545.02mm2。
2.7钢丝绳中钢丝破断拉力总和
根据计算的钢丝横截面积总和及锅丝的抗拉强度，可以计算出钢丝绳的设计破断拉力。
ZPa+=ZS護=545.02?960/1000=1068（kN），经计算Pa#>P，证明设计达到要求，可以生产。
3研制结果
对新研制的钢丝绳进行实测，其性能参数为：直径32.7mm，整绳破断拉力910.kN，钢丝破断拉力总和1114.4kN，弹性模量1.36?0MPa，结构伸长1.32%。