钢丝绳基本理论

[21]. [22]. [23]. 页. [24]. 页.
秦万信与秦建邦, 再谈门座起重机用钢丝绳. 港口装卸, 2011(1): 第17-21页. 张博, 杨健与孙博, 制绳钢丝扭转试验问题研究. 热加工工艺, 2011(2): 第23-27页. 秦万信, 魏晓旭与杨梅, 23×7类抗旋转钢丝绳的研究. 金属制品, 2011(4): 第5-10 王小刚与李伦友, 6×7-WSC类钢丝绳扭矩系数计算. 金属制品, 2011(4): 第19-21
内层：
h1 h0 21 b1 b0 21
三角股的结构设计
（3）捻制参数 捻距：
C aN t k k 1 a1 N1 t1 k1 1 1
m 1
k m
捻角：
arctan
三角股的结构设计





clc;clear all;close all; format long g i=1;A=[];B=[]; for t=0:2*pi/20000:2*pi x(i)=2.852.*(0<=t&t<pi/6|(11*pi/6<=t&t<=2*pi))+... (2.852*cos(t)/abs(cos(2*pi/3-t))).*(pi/2<=t&t<5*pi/6)+... (2.852*cos(t)/abs(cos(4*pi/3-t))).*(7*pi/6<=t&t<3*pi/2)+... (0.923+1.929*cos(t-asin(1.848*sin(pi/3-t)/1.929))).*(pi/6<=t&t<pi/2)+... (-1.848+1.929*cos(t-asin(1.848*sin(t)/1.929))).*(5*pi/6<=t&t<7*pi/6)+... (0.923+1.929*cos(t-asin(1.848*sin(5*pi/3-t)/1.929))).*(3*pi/2<=t&t<11*pi/6); y(i)=2.852*tan(t).*(0<=t&t<pi/6|(11*pi/6<=t&t<=2*pi))+... (2.852*sin(t)/abs(cos(2*pi/3-t))).*(pi/2<=t&t<5*pi/6)+... (2.852*sin(t)/abs(cos(4*pi/3-t))).*(7*pi/6<=t&t<3*pi/2)+... (1.6+1.929*sin(t-asin(1.848*sin(pi/3-t)/1.929))).*(pi/6<=t&t<pi/2)+... (1.929*sin(t-asin(1.848*sin(t)/1.929))).*(5*pi/6<=t&t<7*pi/6)+... (-1.6+1.929*sin(t-asin(1.848*sin(5*pi/3-t)/1.929))).*(3*pi/2<=t&t<11*pi/6); z(i)=73*t/(2*pi); A=[A;[x(i) y(i) z(i)]]; B=[B;i];i=i+1; end,plot3(x,y,z) A=[B,A] save SANJIAO.ibl A -ascii
钢丝绳基本理论
主要内容 钢丝绳基础知识 圆股结构设计 三角股结构设计

钢丝绳基础知识

基本构造
（a）单股绳
(b)钢丝绳
（c）钢缆绳
钢丝绳基础知识
钢丝绳基础知识
钢丝绳全称标记：标明钢丝绳股数、股的层数、 股的结构、绳芯类型、金属股芯、（一般作为 绳芯）和金属绳芯。例： 6（12+6F+6+1）+IWR[6（6+1）+IWS(6+1)]
圆股的结构设计
点接触和线接触圆股的比较： 1.钢丝直径 2.捻距、捻角 3.相邻层钢丝相对位置 4.各层钢丝数目 点接触由内而外相差6根 线接触随结构形式的不同而不同
圆股的结构设计
圆股的结构设计
步骤： 1.计算钢丝直径
d m
2.股绳捻距
3.股捻角
t k d

m 1 d0 arctan arctan arcsin 2 2 k m t sin t N
三角股的结构设计
80
60
40
20
0 4 2 0 -2 -4 -4 -2 2 0 4
参考文献





[1]. 夏楠与张静, 粗直径单股钢丝绳的研制开发. 金属制品, 2011(4): 第15-18页. [2]. 卜广强, 吊运熔融金属的钢丝绳电动葫芦的安全检验. 中国铸造装备与技术, 2011(1): 第60-63页. [3]. 陈卫民与缑庆林, 对钢丝绳结构伸长及预张拉的认识. 金属制品, 2011(3): 第1-3页. [4]. 刘雷等, 多绳摩擦式提升机钢丝绳张力平衡分析. 矿山机械, 2008(15): 第66-68页. [5]. 姜华与王金波, 多绳摩擦提升机钢丝绳张力检测方法研究. 自动化技术与应用, 2010(11): 第69-71页. [6]. 谈兵等, 钢丝绳断丝模糊定量识别. 矿山机械, 1995(3): 第8-11页. [7]. 滕凯, 钢丝绳断丝在线检测方法的研究. 矿山机械, 2009(5): 第55-58页. [8]. 尹涛与尹万全, 钢丝绳钢芯早期断裂失效分析. 金属制品, 2009(3): 第62-65页. [9]. 宋文学, 钢丝绳拉丝工艺计算机辅助设计系统研发. 煤矿机械, 2008(3): 第185-187页. [10]. 陈文琳等, 钢丝绳生产管理系统的开发及应用. 合肥工业大学学报(自然科学版), 2010(7): 第1002-1005页.
钢丝绳基础知识
钢丝绳捻向：ZZ 、SS 、ZS 、SZ
钢丝绳基础知识
钢丝绳基本特性 1.捻距、捻角、捻缩率
2 R T tan
T K *D t k *d
1 cos
钢丝绳基础知识
2.钢丝绳经D、填充系数kn、弯曲刚度
cot D n m 1 1 d cos
3b0 0.1416 0 a1 N1 aN a1 N1 aN 1 a1 N1
三角股的结构设计
(2)双层股中的几何参数 外层：
b b0 2 1 h h0 2(1 )




[29]. Whitehill, A.S.S. and E.W. Huntley, Cycle history data and elongation characteristics for polyester and aramid wire-lay construction ropes, in OCEANS '97. MTS/IEEE Conference Proceedings. 1997. p. 319-324 vol.1. [30]. Henao, H., et al., Detection of birdcaging in steel wire rope of a hoisting winch system by analysis of load torque and stator current, in Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics and Drives, 2009. SDEMPED 2009. IEEE International Symposium on. 2009. p. 1-6. [31]. Wall, T.F., Electromagnetic testing for mechanical flaws in steel wire ropes. Electrical Engineers, Journal of the Institution of, 1929. 67(391): p. 899-911. [32]. Dower, J. and E. Scala, Electro-Mechanical High Impact Wire "Hiwire (TM)" for Severe Mechanical Stress Applications of Ropes and Cables, in OCEANS '86. 1986. p. 271-271. [33]. Gothard, G.K., Evaluation of the attenuation provided by a radar absorbing material (RAM) coating on an HF wire rope antenna, in Electromagnetic Compatibility, 1991. Symposium Record., IEEE 1991 International Symposium on. 1991. p. 438-441. [34]. Hua, G., et al., Improving SNR of MFL Signal in Flaw Detection of Coal Mine Wire Ropes, in Image and Signal Processing, 2009. CISP '09. 2nd International Congress on. 2009. p. 1-6. [35]. Moriya, T., M. Sugawara and K. Tsukada, Magnetic nondestructive evaluation of corrosion in wire ropes, in OCEANS '04. MTTS/IEEE TECHNO-OCEAN '04. 2004. p. 1904-1909 Vol.4.
kn
02 N 2
d2
三角股的结构设计
股芯结构
1×3股芯
V钢丝股芯 1×6股芯 1×7+3股芯
3×2+3股芯
三角股的结构设计
1.1×6股芯

几何参数：h0=2.732δ0 b0=3δ0 l0=1.155δ0
三角股的结构设计
2.三角股的几何参数和捻制参数
三角股的结构设计
（1）各层钢丝直径关系




[25]. Vallan, A., A system for the measurement of wire-rope defect positions, in Instrumentation and Measurement Technology Conference, 2004. IMTC 04. Proceedings of the 21st IEEE. 2004. p. 1410- 1415 Vol.2. [26]. Gu, W. and J. Chu, A transducer made up of fluxgate sensors for testing wire rope defects. Instrumentation and Measurement, IEEE Transactions on, 2002. 51(1): p. 120-124. [27]. Shuto, Y., et al., Abrasion degradation of wire rope and synthetic fiber rope, in OCEANS '04. MTTS/IEEE TECHNO-OCEAN '04. 2004. p. 1918-1922 Vol.4. [28]. Mitsantisuk, C., et al., Analysis of interaction force of wire-based robot using variable wire rope tension control, in Industrial Electronics, 2009. IECON '09. 35th Annual Conference of IEEE. 2009. p. 3059-3064.
圆股的结构设计
4.股捻制圆直径 外层股 d0 d 5.中心钢丝直径δ0
cot N 0 1 cos 1
2
i层股 di di
ຫໍສະໝຸດ Baidu
6.股填充系数
0 d 2 i 1
m：捻制系数
i112 i2 22 …+in n2 kn D2
Kw D
max
Kw：弯曲系数
钢丝绳基础知识
3.钢丝绳的破断拉力F0与钢丝绳破断拉力总和Fn
K ' D 2 R0 F0 1000
Fn R0 Sn
F0——钢丝绳破断拉力，KN； R0——钢丝公称抗拉强度，Mpa; D——钢丝绳公称直径，mm; K’——钢丝绳破断拉力换算系数 Fn——钢丝绳中破断拉力总和，KN ； Sn——钢丝绳中钢丝的总横截面积，mm 2 ；
C1 2 0 1 3(b0 0 ) 1 3b0 0.1416 0 2
C1
1 0.03 1 N
cos 1
1
a1 1 N1
C a N 0 1 3 b0 0 21 3b0 0.1416 0






[11]. 李明与贾秀芹, 矿用绞车钢丝绳超载保护装置研究. 机电产品开发与创新, 2011(5): 第 37-39页. [12]. 李寿柏, 拉丝、钢绳、绞缆计算尺. 钢铁, 1983(1): 第75-76页. [13]. 李成为与王乃康, 林用架空索道钢丝绳弯曲疲劳寿命的试验研究(Ⅱ)——润滑状况和钢 丝绳表面粘砂对钢丝绳弯曲疲劳寿命的作用机理初探. 北京林业大学学报, 1995: 第91-95页. [14]. 陈志顺与施文新, 摩擦式提升钢丝绳及平衡钢丝绳维护. 煤矿机械, 2000(10): 第41-42 页. [15]. 武新军等, 升船机钢丝绳断丝检测方法的研究. 华中理工大学学报, 1998(2): 第55-57页 . [16]. 郭奕珊与周国强, 绳轮材料对钢丝绳使用寿命的影响. 矿山机械, 1995(4): 第30-32页. [17]. 刘云旭等, 石油钻井用钢丝绳单丝断裂机理的研究. 金属制品, 1995(3): 第8-11页. [18]. 秦万信, 压实钢丝绳与三角股钢丝绳之异同. 金属制品, 2010(1): 第1-5页. [19]. 黄忠渠, 影响钢丝绳疲劳断裂的因素及提高疲劳寿命的技术措施. 起重运输机械, 2010(6): 第71-75页. [20]. 康芳茂, 影响起升钢丝绳使用寿命的因素及改进措施. 煤矿机械, 2009(4): 第154-156 页