钢丝绳基本知识讲解

B类（1770Mpa）/C类（1920Mpa）*-企业标准）
B类（1770Mpa）最常用 2.7.3 按照钢级分
PS-----Plow steel、IPS---Improved plow steel
EIPS--Extra improved plow steel EEIPS- -Extra extra improved plow steel
图7 单层股不旋转钢丝绳
图8 多层股不旋转钢丝绳
• 2.4 捻制特性
2.4.1 层数 2.4.2 股的捻制类型 a) 点接触（非平行捻）
b)
c)
线接触（平行捻）
面接触钢丝绳
图11 面接触钢丝绳
图9 点接触
图10 线接触
2.4.2捻制
钢丝捻成股或股捻成绳的过程。

捻角：捻制钢丝（或股）中心线与股（或绳）中心线的夹角。 捻向：丝在股中或股在绳中捻制螺旋线方向。 捻法：对丝在股中与股在绳中捻向的综合表述。 捻距：丝绕股芯或股绕绳芯旋转360°相应两点间距离。 捻距倍数：捻距与绳（股）直径的比值。
图14 6T×19 S
图15 Swaged6×26SW
图16 6V × 37S
图17
6Q×21+6V×8+7FC
图18
35 ×7
线接触结构基本形式
图18 西鲁式--------瓦林吞式---------------填充式—--------复合线结构

4.10线接触钢丝绳与点接触钢丝绳替换
日本东京钢绳公司提出线接触钢丝绳与点接触钢丝绳替换表。
金属丝股芯IWS（C）-- Independent wire strand core
3 钢丝绳的分类

3.1 按结构分 3.2 按直径分 3.3 按用途分 3.4 按照钢丝绳截面分 3.5 按照股截面分 3.6 按照级别分 3.7 按照钢丝绳捻法分 3.8 按照绳芯材质分 3.9 按照钢丝表面状态分 3.10 按照生产方法分

2.6 2.7
钢丝绳韧性
GB1102-74(特/Ⅰ/Ⅱ/)/ GB/T8918-1996：重要/用途

钢丝绳的强度级别
2.7.1 按照数值分 1370Mpa~2160Mpa
通用强度级别： 1570Mpa/1770 Mpa/1960 Mpa
2.7.2 按照类别分 E类（1320Mpa）/G类（1470Mpa）/A类（1620Mpa）
•
8.11 跳槽引起的断绳
图39
跳槽引起的断绳
9 港口机械用钢丝绳
9.1 国内港口机械用钢丝绳基本现状 9.2 对钢丝绳的质量要求特点

要求钢丝绳使用安全


钢丝绳质量稳定
特殊环境对钢丝绳润滑要求高

实际国产化比照对象水平高
9.3 钢丝绳的结构特点
9.3.1集装箱装卸桥用钢丝绳

通常使用钢芯结构
1.1性能特点


钢丝绳能够传递长距离的负载；
钢丝绳能够承受多种载荷及交变载荷的作用； 钢丝绳具有较高的抗拉强度、疲劳强度和冲击韧性； 钢丝绳在高速工作条件下，耐磨、抗震、运转稳定性好； 钢丝绳的耐腐蚀性好，在有害介质的环境中可正常工作；
钢丝绳的柔软性好，适宜于牵引、拉曳、捆扎等用途；


内层绳承载钢丝容易过载
层绳股张力控制不均匀导致个别股存在过载现象
图21
正确绕绳
•
6.2.3 正确重卷分轮
图22
正确重卷分轮
• 6.2.4 正确安装绳卡
绳卡安装时，绳卡马鞍形应当和钢丝绳的长端相
接触， 而U形螺栓应当和钢丝绳的环状端相接触
图23
正确安装方法
• 6.2.5卷筒绳槽的正确尺寸


绳槽对钢丝绳使用寿命具有重要影响，安装新绳前必须检查
通常情况下， 绳槽半径应当比钢丝绳公称半径大7.5%左右 绝不能小于5%， 绳槽过小，钢丝绳使用早期就可能出现变 形、断丝等严重影响使用寿命和作业安全问题。


RIGHT HAND--------右手
LEFT HAND------- 左手 ORDINARY LAY -------普通（交叉）捻


LANG‟S LAY ----------- 同向（LANG‟S）捻
RHLL----- 右同向捻； LHL------- 左同向捻；


RHOL------右交互捻；
b) 实测破断拉力
整根钢丝绳在拉伸试验时测得的最大拉力。
2.5.2钢丝破断拉力总和 a) 钢丝计算破断拉力总和
钢绳中钢丝总截面积与钢丝公称抗拉强度乘积。
b) 钢丝实测破断拉力总和 钢丝绳中全部或部分钢丝按规定方法测得（或计算）破断拉力 总和。 2.5.3 钢丝绳破断拉力和钢丝破断拉力总和之间关系 a) 最小钢丝破断拉力总和 =钢丝绳最小破断拉力×换算系数 b) 钢丝破断拉力总和＞钢丝绳破断拉力
钢丝绳的承载安全系数大，使用安全可靠； 钢丝绳的自身重量轻，便于携带和运输。

1.2生产工艺特点
钢丝绳生产工艺比较复杂；
钢丝绳是由制绳钢丝按照一定的规则捻制而成。经过捻 制，钢丝由直线状态变成了螺旋线状态；

捻制过程中，钢丝经受弹性---塑性变形，其横截面的形状、 尺寸、金属量和内部组织并没有明显的变化；
3.11 按照捻制特性分
3.12 按照钢丝绳特性
4 常用典型结构与特性

4.1 点接触钢丝绳
4.2 线接触钢丝绳
4.3 点、线接触钢丝绳 4.4 面接触钢丝绳
4.5 异形股钢丝绳
4.6 不旋转钢丝绳 4.7 涂塑钢丝绳


4.8 镀锌钢丝绳
4.9 压实钢丝绳
图12 6×19 点接触 图13 6×36SW 线接触
8
钢丝绳绳在使用过程中会出现典型 缺陷形式及产生的原因

8.1 过载引源自文库的断丝
图 29 过载引起的断丝
•
8.2 正常疲劳断丝
图 30 正常疲劳断丝
•
8.3 “灯（鸟）笼”
图 31
”灯（鸟）笼“缺陷
• 8.4 早期疲劳断丝
图32 早期疲劳断丝
• 8.5 股凸起引起的周期性断丝
图33 股凸起引起的周期性断丝

钢丝绳绳槽与钢丝绳之间必须有空隙， 且对钢丝绳形成足 够环形支撑。

石油用钢丝绳与轮槽半径之间数值对应关系应符合表2规定。
日本帝国钢绳轮槽直径与钢绳直径之间的关系 表3 轮槽直径与钢丝绳直径
钢绳 公称 直径 10 11.2 12 12.5 轮槽直径 推荐 11.0 12.3 13.2 13.8 最小 10.7 12.0 12.9 13.4 钢绳 公称 直径 22 22.4 24 25 轮槽直径 推荐 24.2 24.6 26.4 27.5 最小 23.6 24.0 25.7 26.8 钢绳 公称 直径 32 33.5 34 35.5 轮槽直径 推荐 35.2 36.9 37.4 39.1 最小 34.3 35.9 36.4 38.0
严禁钢丝绳受到剧烈的冲击和振动
• 6.4 钢丝绳在使用过程中检查
使用过程检查包括外部与内
部 检查两部分。

6.4.1检查钢丝绳的重点部位


6.4.2钢丝绳外部检查
钢丝绳直径检查 钢丝绳磨损检查 表面断丝情况检查 钢丝绳润滑检查
图26 钢丝绳直径测量
•
6.4.3 钢丝绳内部检查
图27 钢丝绳内部检查
•2.5 钢丝绳破断拉力和钢丝破断拉力总和
2.5.1钢丝绳破断拉力 a) 最小破断拉力( 理论计算的钢丝绳破断拉力最小值)：
F0=K„D2Ro/1000
式中：F0------最小破断拉力，KN； D-----钢丝绳公称直径，mm； R0------钢丝公称抗拉强度，N/mm2; K„----一定结构的钢丝绳最小破断拉力的换算系数
5 钢丝绳选择
为了达到预期使用效果，钢丝绳的正确选择极其重要。

5.1选择总原则 5.2选择特别提示
6 钢丝绳的搬运、装卸与保管与使用

6.1 6.2
搬运、装卸与保管 钢丝绳使用指南
6.2.1 正确放绳
图19、20 正确及错误的放绳方法
•
6.2.2 正确绕绳 原则： 进行第一层缠绕时，钢丝绳在卷筒或绳轮上 的缠绕方向必须和钢丝绳捻制方向保持相反
偏心角α： 指钢丝绳缠绕到绳
轮最边沿位置时，钢丝绳中心线
与绳轮轴线垂线之间的夹角。一 般不应超过1°30″。
图25 偏心角
6.3 钢丝绳使用指南

严禁新钢丝绳直接大载荷使用 严禁钢丝绳出现跳槽现象 严禁钢丝绳挤压变形


严禁钢丝绳高速运行时和其它物体摩擦
严禁钢丝绳散乱缠绕
严禁钢丝绳过载使用
14
16 18
15.4
17.6 19.8
15.0
17.1 19.3
26
28 30
28.6
30.8 33.0
27.8
30.0 32.1
36
37.5 38
39.6
41.3 41.8
38.6
40.2 40.7
20
22.0
21.4
31.5
34.6
33.8
40
44.0
42.8
图24 钢丝绳与绳槽匹配
• 6.2.6绕绳的正确偏心角

6.4.4其它检查
前面叙述的检查仅是对钢丝绳本身而言，这只是 保证钢丝绳安全使用要求的一个方面。除之， 还必须 对与钢丝绳使用的外围条件------匹配轮槽的表面磨损 情况轮槽半径几何尺寸及转动灵活性进行检查， 以保 证钢丝绳在运行过程中与其始终处于良好的接触状态、 运行摩擦阻力最小
• 6.4.5 断丝处理
其中 IPS、EIPS最常用。

2.8钢丝表面状态代号 光面：NAT A类镀锌（ZAA） / B类（普遍）镀锌（ZBB） AB类镀锌（ZAB））

2.9钢丝绳芯及代号 纤维芯（天然或合成）：FC—Fiber Core (natural or synthetic) 天然纤维芯NF--- natural core 合成纤维芯SF--- synthetic core 金属丝绳芯IWR（C）— Independent wire rope core
LHOL-------左交互捻
•
2.2钢丝绳的不松散性
采用降低捻制应力（对股捻制前进
行预变形） 方法制造钢丝绳具有较
低的内应力 从而使钢丝绳呈现不松 散性（钢 丝绳绳断自由时，保持其
捻制状态、尺寸特性的能力）
图5 不松散
图6 松散
•
2.3 钢丝绳的不旋转性
钢丝绳具有较低扭转应力，呈现不旋转或微旋转 特性（通过特殊结构实现）


全部采用线接触
6×25FI/6×29FI/6×36SW+IWRC是常用结构
9.3.2门座式起重机用钢丝绳

在用钢丝绳结构差异大
9.3.3两种特殊结构的钢丝绳
9.3.3.1

17×7类、34×7类 钢丝绳早期失效原因
内层绳组股钢丝始终处于高应力工作状态 内层绳外股钢丝容易产生相对严重的机械损伤
• 8.6 马氏体化断丝
图34
马氏体化断丝
• 8.7 打扭引起的钢丝及股绳排列错乱
图35 打扭引起的钢丝及股绳排列错乱
•
8.8 挤压引起的股形溃裂
图36
挤压引起的股形溃裂
• 8.9 绳槽修补不当引起的局部磨损
图37
绳槽修补不当引起的局部磨损
• 8.10 股间挤压、磨损引起的钢丝损伤
图38
股间挤压、磨损引起的钢丝损伤


捻制以后，制绳钢丝的力学性能有所削弱；
生产工艺线比较长，工序之间的衔接性比较强；
生产配套设备比较多，生产过程和管理比较复杂和严密。
2 钢丝绳产品基本术语

2.1 钢丝绳捻法
图1 SZ
图2 ZS
图3 ZZ
图4 SS
国外对捻向的描述方法通常由:
RIGHT HAND、LEFT HAND、ORDINARY LAY、LANG„S LAY 几个英文单词起始字母 大写方式来描述。
钢丝绳基本知识
咸阳石油钢管钢绳有限责任公司
2004年5月
前 言
钢丝绳作为一种特殊的构（零）件，广泛应
用石油、 煤炭、 港口、 海洋、矿山、航空、医 疗、 通讯、 林业、建筑、 冶金等国民经济诸多 领域，迄今无法取代。本资料仅就该产品相关知 识以及本公司产品生产基本情况进行介绍。
1 钢丝绳产品基本特点
图28
钢丝断头处理
7 钢丝绳制造缺陷

7.1 断丝 7.2 缺丝 7.3 钢丝交错 7.4 接头不良 7.5 股丝松动


7.6 股丝松散
7.7 捻距不均 7.8 股松弛 7.9 波浪形： 7.10 灯笼形 7.11 扭结 7.12 麻芯外露

7.13 涂油不良：
表1 线接触钢丝绳替代点接触钢丝绳推荐表 点接触钢丝绳 6× 7 6×19 建议采用的线接触钢丝绳 6×15S 6×21Fi 6×17Fi 6×25Fi 6×19S 6×26SW
6×24 6×37
6×29Fi 6×41SW 6×29Fi
6×25Fi 6×41Fi 6×36SW
6×31SW 6×43FiS 6×37S