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旋轉(zhuǎn)挖泥鉆用鋼絲繩的研制

發(fā)布時(shí)間：2019-12-09 11:37　文章來源：未知　文章作者：admin　點(diǎn)擊數(shù)：

旋轉(zhuǎn)挖泥鉆用鋼絲繩的研制
1概述
由于旋轉(zhuǎn)挖泥鉆的工作特點(diǎn)，所用鋼絲繩必須具有破斷拉力高、結(jié)構(gòu)伸長小、彈性模量大、抗旋轉(zhuǎn)、結(jié)構(gòu)緊密，柔軟等特點(diǎn)。針對(duì)以上旋轉(zhuǎn)挖泥鉆用鋼絲繩的特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合德國寶峨BG25型配套鋼絲繩，寧夏恒力鋼絲繩股份有限公司成功研制出寶峨系列旋轉(zhuǎn)挖泥鉆專用鋼絲繩，其結(jié)構(gòu)為：（1?7S+6?7S+6?7S/6?）T+15T?，結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。
2研制過程（以BG25型配套鋼絲繩為例）
2.1設(shè)計(jì)要求
（1）鋼絲繩公稱直徑：D=32mm；
（2）鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度：0=1960MPa；（3）鋼絲繩最小破斷拉力：P=899.5kN；
（4）鋼絲最小破斷拉力總和：ZP=1063.4kN；
（5）鋼絲繩捻法：交右；
2.2設(shè)計(jì)輸入工藝參數(shù)
（1）鋼絲繩捻距倍數(shù)k1=6.5；（2）內(nèi)層繩捻距倍數(shù)k2=7.0；
（3）股繩捻距倍數(shù)k3=9.0；
2.3鋼絲繩的外層股變形前后股徑的確定
2.3.1變形后股徑da的確定
外層股股數(shù)為15，當(dāng)k1=6.5時(shí)，根據(jù)文獻(xiàn)[1]表2-1，m1=6.173，求得：d；=D/m1=32/6.173
=5.2（mm）
2.3.2變形前股徑d3-0的確定
（1）鋼絲繩的外層股壓縮率q1=10%；（2）鋼絲繩的外層股彈性膨脹率1=3%；
（3）鋼絲繩的外層股經(jīng)過?？字睆綖閐3-2；
（4）鋼絲繩的外層股出模后膨脹而變?yōu)閐3-1；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）變形前dj-0=5.60mm般中鋼絲直徑的確定股結(jié)構(gòu)為1+6；般繩捻距倍數(shù)k3=9.0；
81=d4-0/3=5.61/3=1.85 0=1.952.4鋼絲繩的內(nèi)層繩變形前后線徑的確定
2.4.1內(nèi)層繩變形后繩徑D1的確定
D1=D-d：?=32-5.2?=21.6（mm）
2.4.2內(nèi)層繩變形前繩徑D2的確定
內(nèi)層繩變形前的結(jié)構(gòu)示意圖見圖2，加工參數(shù)確定如下：
（1）內(nèi)層繩壓縮率Q2=8%；
（2）內(nèi)層繩彈性膨脹率2=3.5%；
（3）內(nèi)層繩經(jīng)過三輥軋機(jī)壓實(shí)，軋輥直徑為D3；
（4）內(nèi)層繩出輥后，繩徑膨脹而變?yōu)镈1；貯
歸=（（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）內(nèi)層繩結(jié)構(gòu)：1?7S+6?7S+6?7S/6?，可看成19W（1+6+6/6）結(jié)構(gòu)；
（2）內(nèi)層繩熱距倍數(shù)k2=7.0；由以上條件，根據(jù)文獻(xiàn)[1]表2-4及附表一得m2=4.361時(shí)，d-1大、d2-14、d-1、de-1各股直徑間的比例關(guān)系1：0.7566：0.9438：0.9598，求得各股直徑。
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）
考慮繩芯間的縫隙，經(jīng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，確定最終各膠直徑為：
d2大=5.2mm，d2小=3.76mm，d；=4.90mm，do=5.60mm。
2.5內(nèi)層繩變形前各般中鍋絲直徑的確定
6）內(nèi)層繩變形前各股結(jié)構(gòu)示意圖見圖3。
2.5.1d2大=5.20mm股中鋼絲直徑確定
62
（1）股結(jié)構(gòu)：17S（1+8+8）；
（2）般繩捻距倍數(shù)k=9.0；由以上條件，根據(jù)文獻(xiàn)[1]附表一得：d.=3.7308時(shí)，鋼絲直徑間的比例關(guān)系1：0.5278：0.8679求得股中鋼絲直徑。?=d2x/d.=5.20/3.7308=1.39（mm）
1=??.5278=0.73（mm）
圖3內(nèi)層煙變形前各股結(jié)構(gòu)示意圖
0=? ?.8679=1.23（mm）
2.5.2da辦=3.76mm股中鋼紋直徑確定
（1）股結(jié)構(gòu)：1+6；
（2）股繩捻距倍數(shù)k3=9.0；
81=d24/3=3.76/3=1.20（mm）；80=1.36（mm）。
2.5.3d1=4.90mm股中鋼絲直徑確定
（1）股結(jié)構(gòu)：17S（1+8+8）；
（2）股繩捻距倍數(shù)k]=9.0；由以上條件，根據(jù)文獻(xiàn)[1]附表一，得d。=3.7308時(shí)，鋼絲直徑間的比例關(guān)系2：7n：7o=1：0.5278：0.8679求得股中鋼絲直徑。
82=d2大/d=4.90/3.7308=1.31（mm）
81=82?.5278=0.70（mm）
60=??.8679=1.16（mm）
2.5.4do=5.60mm股中鋼絲直徑確定
（1）股結(jié)構(gòu)：17S（1+8+8）；
（2）股繩捻距倍數(shù)k，=9.0；由以上條件，根據(jù)文獻(xiàn)[1]附表一得：d。=3.7308時(shí)，鍋絲直徑間的比例關(guān)系1：0.5278：0.8679求得股中鋼絲直徑。
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鋼絲纜中鋼絲橫截面積總和
根據(jù)以上鋼絲直徑的計(jì)算結(jié)果，可求得鋼絲繩中鋼絲橫截面積總和2S=545.02mm2。
2.7鋼絲繩中鋼絲破斷拉力總和
根據(jù)計(jì)算的鋼絲橫截面積總和及鍋絲的抗拉強(qiáng)度，可以計(jì)算出鋼絲繩的設(shè)計(jì)破斷拉力。
ZPa+=ZS護(hù)=545.02?960/1000=1068（kN），經(jīng)計(jì)算Pa#>P，證明設(shè)計(jì)達(dá)到要求，可以生產(chǎn)。
3研制結(jié)果
對(duì)新研制的鋼絲繩進(jìn)行實(shí)測(cè)，其性能參數(shù)為：直徑32.7mm，整繩破斷拉力910.kN，鋼絲破斷拉力總和1114.4kN，彈性模量1.36?0MPa，結(jié)構(gòu)伸長1.32%。