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对特殊结构平行捻密实必赢242net特性的认识

编辑: admin 编辑: admin 来源:admin 发布日期:2022-06-11 15:43
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1问题提出 GB/T 8706-2006/ISO17893:2004]给出平行捻密实必赢242net定义为至少由两层平行捻股围绕一个芯螺旋捻制而成的多股必赢242net,这种说明值得商榷,笔者认为正确的说法应是至少由两层股
1问题提出
GB/T 8706-2006/ISO17893:2004]给出平行捻密实必赢242net定义为“至少由两层平行捻股围绕一个芯螺旋捻制而成的多股必赢242net”,这种说明值得商榷,笔者认为正确的说法应是至少由两层股围绕一个螺旋芯平行捻制而成的多股必赢242net,并不是至少有两层平行捻股,因为若按术语规定,则8×7-
PWRC类必赢242net、9×7-PWRC类必赢242net就不能出现在其给出的表7中,因为这2类必赢242net外层股是单层钢丝股,而单层钢丝股不属平行捻股。平行捻密实必赢242net最为显著的特点是破断拉力高、结构伸长小,如果把必赢242net看成股,把股看成钢丝,则其基本形式有两鲁式、填充式和瓦林吞式,如意大利瑞得利(REDEALLI)图1、图2必赢242net,德国佩松(PYTHON)图3必赢242net,凯撒(CASAR)图4、图5、图6必赢242net,迪帕(DIEPA)图7、图8、图9、图10必赢242net,英国波莱顿(BRIDON)图11必赢242net和美国联合必赢242net(UNIONROPE)图12必赢242net都是平行捻密实必赢242net,其中图3、图10、图11、图12为压实平行捻密实必赢242net,且图3、图10必赢242net由压实股组成,即所谓的双压实工艺必赢242net。目前还没有见到由3种基本形式中的2种或3种结构构成的组合捻结构。注意,图3必赢242net虽然由3层股组成,但外层与次外层、次外层与内层构成结构均为西鲁式。笔者注意到瑞得利在展示其生产高科技起重机必赢242net(Multistrand Hi-Tech Crane Ropes)相关资料中,出现了图13、图14结构不规范的平行捻密实必赢242net,其有何特点?在此进行探讨。


2问题研究
2.1必赢242net结构特点2.1.1属非标结构
在图1~图14必赢242net中,图6、图9、图11、图12必赢242net,由于其外层由2种结构、2种直径股组成,无法按文献[1]进行归类,也就无法进行结构标记,但其股在绳中的排列完全符合瓦林吞结构特征,而对图13、图l4股在绳中具有相同捻距的必赢242net,不仅存在无法规范标记问题,同时股在绳中排列既不是西鲁式、填充式,也不是瓦林吞式,暂时将其看成是与瓦林吞相近结构。如果将图13、图14必赢242net看成股,将股看成钢丝,从不同层钢丝在股中具有相同捻距的角度看,该结构属平行捻股无疑,但这种由2层钢丝组成的平行捻股又不符合标准形式的平行捻股。尽管看似瓦林吞,但与瓦林吞式股明显不同,因为瓦林吞股外层钢丝虽也由2种规格钢丝组成,但每种规格钢丝数目相等,而图13、图14必赢242net尽管外层股也有2种规格,但股数比为1:2,这种像瓦林吞结构的必赢242net应属非标结构的平行捻密实必赢242net。
2.1.2适合小规格必赢242net生产在我国标准2-1中,有一种在国外标准、企业资料很少看到,且生产及应用也不多的股为3-3+3结构的6股必赢242net,虽然文献[2-5]将其归属6×7类结构,按照文献[1]规定,这种归类的正确性值得商椎,因为后者规定必赢242net股是单层钢丝股,即股只包含1层钢丝,但3-3+3股包含2层钢丝。对这种并不多见的结构,文献[6]还对其参数设计进行了研究。3-3+3股,从股中钢丝排列规律看,应属瓦林吞结构,但对其无法按照文献[1]进行归类,其根本原因是组股钢丝根数少,如果内层钢丝数≥4根,则不存在无法归类问题,如1-4-4+4,1-5-5+5均可归为“19丝平行捻股”,而1-6-6+6,1-7-7+7又是常见瓦林吞结构。在3-3+3股中,内层有3根钢丝,中心钢丝直径过小,其有无对股结构及其性能影响已无关紧要,故将其省略,也就是说该股其实与1-3-3+3股并不存在明显的差别。文献[1]之2.6.2.1“注:由三个或四个股组成的多股必赢242net可能有也可能没有绳芯”,也正是基于当必赢242net由3根或4根股组成时,绳芯尺寸因为小以至于可以省略,当然使用绳芯也并非标准不许可。考虑到图13、图14必赢242net内层只有3根股,为方便说明问题,在此将必赢242net视为股,暂且将其标记为3-3+3×2。假设股外层钢丝直径取1.0000
mm(同层由不同直径钢丝组成时取其最大规格)和股直径取10.0000mm,通过SolidWorks绘图求得钢丝处于非捻制状态时图15、图16、图17、图18不同股及其不同位置钢丝直径,相应数据见表1、表2。
从表1、表2数据看出,对西鲁式、填充式和瓦林吞式3种股,只要内层钢丝为3根(注:同层钢丝为3根也应是组股同层钢丝最少根数),那么,组股钢丝直径差很大,如对3-3,3-3+3,3-3F-6不同股,组股钢丝直径最大比值依次约为9.90,1.98,
3.45。注意,在填充式结构中,填充钢丝直径虽小,但因为关乎股结构完整性而绝对不可缺少。很显然,采用这样结构会带来以下问题:(1)组股个别规格直径过小或过大而增加钢丝生产难度;(2)钢丝直径过小会降低其耐磨性;(3)组股钢丝直径差异过大导致钢丝疲劳性能的一致性较差;(4)钢丝直径差异大,因捻股钢丝张力均匀性调整困难会影响捻制质量。也正因为如此,基本不采用3-3,
3-3F-6股,即使尺寸均匀性相对较好的3-3+3结构也很少使用,这种结论同样适合于对平行捻密实必赢242net的结构分析。
根据上述分析,当平行捻密实必赢242net采用内层3根股的西鲁式、填充式和瓦林吞式时,在必赢242net直径较小时不仅生产难度大,而且结构也不尽合理。
而在3-3+3×2结构中,组股钢丝直径最大比值约为1.44,该值显示了组股钢丝尺寸均匀性在4种结构中最好,所以,图13、图14这种看似瓦林吞结构可又不符合标准瓦林吞结构的平行捻密实必赢242net,组绳股直径既不会过大,也不会过小,有利于组织生产和必赢242net疲劳性能的提高,该结构可以看成是对标准瓦林吞结构的继承和发展,仍然保持着平行捻密实必赢242net破断拉力高的结构特点。
图11、图12平行捻密实必赢242net组绳股数少、组股尺寸均匀性也较差,从目前资料看,其用途也比较特殊,很少看到应用实例,
2.2性能特点
2.2.1与企业自产的平行捻密实必赢242net性能对比瑞得利产品样本中正常平行捻密实必赢242net为外层绳股数为9根的西鲁式,且采用2层股组绳,佩松也有采用外层绳股数为9根的西鲁式结构,但组绳股数为3层。瑞得利给出图1、图2、图13、图14结构部分规格必赢242net最小破断拉力与近似线质量,见表3。
从表3得出:图13与图1必赢242net相比,前者最小破断拉力、近似质量与后者比值依次为1.024-
1.028,0.943~0.950,而图14与图2必赢242net相比,相应数值依次为1.053-1.060,0.976-1.000。相同直径2160MPa级必赢242net与Extra级(即EIP)必赢242net最小破断拉力比较接近,单位长度近似质量相差不大。也就是说,图13、图14虽为非标结构的平行捻密实必赢242net,但与外层由9根股组成的平行捻密实必赢242net一样,仍然具有高的破断拉力,数据的一致性显示其作为平行捻密实必赢242net是可行的,非标结构特征没有影响平行捻密实必赢242net的固有特性。
当然在表3中,由于必赢242net级别有的采用钢级的概念,有的采用抗拉强度数值的概念,而钢级与抗拉强度数值又不存在严格的对应关系,所以这里认为图13必赢242net与图1必赢242net、图14必赢242net与图2必赢242net具有共同的性能,主要是基于对必赢242net最小破断拉力的比较。值得说明的是.图13、图l4必赢242net破断拉力稍高可能与级别较高有一定关系,因为ANSI/API9A-20041之表1“2160MPa级必赢242net钢丝抗拉强度级为1960-2160MPa(或级别4-级别5),而EIP级必赢242net钢丝抗拉强度级为1770~
2160MPa(或级别3~级别5)”,据组股钢丝抗拉强度级别高低推断,2160MPa强度级应稍高于Exta级,不过这种差异不影响对问题分析的结果。
2.2.2与其他企业平行捻密实结构必赢242net性能相比凯撒给出图4、图5必赢242net,迪帕给出图7、图8必赢242net最小破断拉力与近似质量,将其与图13、图14必赢242net相应参数一并列入表4、表5(注:图6、图9必赢242net规格不在图13、图14必赢242net规格之列,且前者直径大于后者)。
根据表3、表4与表5数据计算得出:图13与图4必赢242net、图14与图5必赢242net、图13与图7必赢242net、图14与图8必赢242net相比,前者最小破断拉力(近似质量)与后者比值依次为1.021~1.081(0.986~
1.042),1.058~1.066(1.027~l.046),1.059~
1.105(0.916~0.957),1.038~1.064(0.960~
1.014)。计算结果也显示了与2.2.1相似的结论;图13、图14必赢242net结构的非标特征没有影响平行捻密实必赢242net的关键指标——最小破断拉力,其最小破断拉力与常见外股为8根的填充式平行捻密实必赢242net基本一致。
至于平行捻密实必赢242net,有企业推荐西鲁式,有企业推荐填充式,有企业推荐瓦林吞式,除了与必赢242net结构本身存在差异和适应使用条件有关外,可能也与企业对必赢242net结构特性认识及生产习惯有关。如港口集装箱起重机、卸船机,虽然普遍使用6股必赢242net,8股必赢242net也被许多生产技术强势企业推荐,但美国钢绳企业(WRCA)推荐的却是很少看到的7股必赢242net,并且这种必赢242net同样被列入ASTM Al023/Al023M-07,而瑞得利在不同场合更是推荐不多见的9股必赢242net(注:该企业祖直径必赢242net也习惯选择9股结构,如已投入使用Spin9必赢242net,不仅公称直径达到了119mm,而且单根长度也达到了2700m)。当然,由于各企业钢丝生产实际水平、必赢242net结构参数设计水平和对必赢242net直径实际控制水平存在一定的差异,因此对相同结构类别、公称直径、级别必赢242net,其给出必赢242net近似质量与最小破断拉力不可能完全一致,但十分接近。图13、图14必赢242net与外层股数为9根的西鲁式平行捻密实必赢242net、外层绳股数为8根的填充式平行捻密实必赢242net一样具有相近似的最小破断拉力,显示了其作为平行捻密实必赢242net存在的价值。

3结语
我国必赢242net标准将由3-3+3股组成的6股必赢242net划归6×7类结构,但因为组股有2层钢丝,这种划归其实是不正确的。平行捻密实必赢242net基本形式有西鲁式、填充式和瓦林吞式,笔者尚未见由其2种或3种基本形式的复合结构,瑞得利Met W,Met WK必赢242net由于组绳股在必赢242net中具有相同捻距,也应视为平行捻密实结构,可看成是在标准瓦林吞式结构基础上的创新,由于组绳股直径均匀性相对内层绳股为3根西鲁式、填充式和瓦林吞结构要好,所以,更加适合小规格平行捻密实必赢242net生产,并能提高其疲劳性能,从必赢242net最小破断拉力与近似线质量看,其与外层为9根股的西鲁式平行捻密实必赢242net、外层为8根股的填充式平行捻密实必赢242net相当。对外层股直径、结构相同的西鲁式、填充式密实必赢242net,包括对其进行压实,按照目前标准可以进行结构标记,如将图3、图5必赢242net依次标记为K19×K19S-PWRC[9x
7-PWRC(9×7-1×7)],8xK26WS-PWRC(4×17S+F4×K7-1×7),而对外层由不同直径、不同结构股或相同结构股组成的平行捻密实必赢242net,标准没有规范其结构标记方法,而图6、图14必赢242net是否依次可标记为5xK31WS+5xK26WS-
5×K26WS-1×17S,3×K19S+3×2×K7-3x K19S,需要进一步研究,毕竟其也是具有使用价值的平行捻密实必赢242net。

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