一种具有特殊结构的钢丝绳及其生产工艺
技术领域
本发明涉及钢丝绳设计及其生产技术领域，特别涉及一种用于传输用的具有特殊结构的钢丝绳及其生产工艺。
背景技术
近年来，随着社会生产力的提高，人们对传输用钢丝绳的需求量日益增加，比如货物的近距离流水线传输、楼宇电梯的升降启动都离不开钢丝绳；特别是现在随着人民生活水平的进一步提高，人们开始对使用设备的安全、高速、耐久等性能的要求也随之提高。现有钢丝绳一般都是采用光面单丝直接捻制而成，这种结构的钢丝绳因为内层钢丝受挤压力大，比较容易出现断裂，断裂之后的内层钢丝很容易冒出，并加剧对外层丝的磨损，最终导致钢丝绳报废；另外，因为内层钢丝受挤压力大，钢丝绳的疲劳性能也较低；另一方面，在覆胶时，胶料不能充分渗透到钢丝之间，使得钢丝绳与胶料粘合力降低，也进一步降低了钢丝绳的性能，缩短了钢丝绳的使用寿命。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具有特殊结构的钢丝绳及其生产工艺，可以有效解决钢丝绳在使用过程中出现冒丝的问题，提高了钢丝绳的疲劳性和粘合力，提高使用过程中的安全性并延长钢丝绳的使用寿命。
为达到本发明的目的，本发明的一种具有特殊结构钢丝绳，其截面呈圆形，包括预变形单丝和直线单丝，所述钢丝绳由预变形单丝与直线单丝螺旋缠绕而成，预变形单丝位于中心处；所述预变形单丝的数量为1至3根；所述直线单丝数量为3至18根。
优选的，所述的预变形单丝的直径大于直线单丝的直径。
再优选的，所述的预变形单丝是在直线单丝的基础上经过变形器进行预变形处理得到。
再优选的，所述预变形单丝的变形量在10μm到150μm之间。
根据本发明的另一目的，一种上述的具有特殊结构钢丝绳的生产工艺，其包括如下步骤：
S1：将需要预变形的直线单丝通过变形器进行预变形；
S2：将经过预变形的预变形单丝作为芯丝与直线单丝面丝进行编捻制备钢丝绳；
S3：将捻制后的钢丝绳通过校直器消除钢丝绳中的预应力并进行校直。
优选的，所述的生产工艺还包括将上述步骤S3制备的钢丝绳作为中心股线与其他外层股线进行捻制制备多股结构的钢丝绳的步骤。
再优选的，在所述的步骤S1中，是将变形器设置于水箱拉丝机后面，在直线单丝拉拔后在出水箱玛口后经过变形器进行预变形得到预变形单丝。
再优选的，经过所述步骤S1进行变形的预变形单丝（11）的圈径不小于200mm。
再优选的，所述步骤S1中的变形器包括相互啮合的变形辊以及可以调节变形辊之间的间距的螺杆；所述的变形辊为一对或成一定角度放置的两对,且变形辊外边缘面为圆弧形。
再优选的，成一定角度放置的两对变形辊之间的夹角在30°到90°。
再优选的，在所述的步骤S1中，直线单丝经过变形辊后得到的预变形单丝的变形量在10μm到150μm之间。
再优选的，所述变形辊外缘面为圆弧形。
本发明的具有特殊结构的钢丝绳，其中心使用预变形的单丝，有效的提高了钢丝绳的疲劳次数和粘合力，解决了钢丝绳出现冒丝的问题；钢丝绳的生产工艺流程简单，生产设备易维护操作，具有小投入高收益的特性，适合大规模推广应用。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：
图1所示为本发明的具有特殊结构的钢丝绳的单丝结构示意图；
图2所示为本发明的一个实施例的钢丝绳的横截面结构示意图；
图3所示为本发明的另一实施例的钢丝绳的横截面结构示意图；
图4所示为本发明的又一实施例的钢丝绳的横截面结构示意图；
图5所示为本发明的钢丝绳的变形单丝的变形器的结构示意图。
其中、11为预变形单丝；12为直线单丝；41为芯股；42为面股；23为变形辊；24为调节螺杆；L为单丝变形量。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的描述。
在本发明描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指元件的必须位置，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1所示的本发明的具有特殊结构的钢丝绳的单丝结构示意图,本发明的一种具有特殊结构钢丝绳，其截面呈圆形，包括预变形单丝（11）和直线单丝（12），所述钢丝绳由预变形单丝（11）与直线单丝（12）螺旋缠绕而成，预变形单丝（11）位于中心处；所述预变形单丝（11）的数量n为1至3根；所述直线单丝（12）数量m为3至18根。
在一优选的实施方式中，所述的预变形单丝（11）直径大于直线单丝（12）直径。
在上述的具体实施例中，所述的预变形单丝（11）是在直线单丝的基础上经过变形器进行预变形处理得到的；在一优选的实施方式中，参照图1，所述预变形单丝（11）变形量L在10μm到150μm之间。
一种上述的具有特殊结构钢丝绳的生产工艺，其包括如下步骤：
S1：将需要预变形的直线单丝通过变形器进行预变形；
S2：将经过预变形的预变形单丝作为芯丝与直线单丝面丝进行编捻制备钢丝绳；
S3：将捻制后的钢丝绳通过校直器消除钢丝绳中的预应力并进行校直。
在多股钢丝绳的制备工艺中，所述的生产工艺还包括将上述步骤S3制备的钢丝绳作为中心股线与其他外层股线进行捻制制备多股结构的钢丝绳的步骤。
在一优选的实施方式中，参照图5，所述的步骤S1中，是将变形器（22）设置于水箱拉丝机后面，在直线单丝拉拔后在出水箱玛口后经过变形器（22）进行预变形得到预变形单丝（11）；在一优选的实施方案中，经过所述步骤S1进行变形的预变形单丝（11）的圈径不小于200mm。
在另一优选的实施方案中，所述步骤S1中的变形器（22）包括相互啮合的变形辊（23）以及可以调节变形辊（23）之间的间距的螺杆（24），所述的变形辊可以是一对或两对；在一优选的实施方式中，相互啮合的一对或成一定角度放置的两对变形辊（23），成一定角度放置的两对变形辊的夹角在30°到90°范围内；在实际生产时，根据单丝直径大小，变形辊（23）之间的间距可以通过螺杆（24）调节，使直线单丝经过变形辊（23）后得到的预变形单丝（11）的变形量在10μm到150μm之间，单丝变形量L可用轮廓投影仪来测量；在另一优选的实施方式中，所述变形辊外缘面为圆弧形。
在实际生产时，可以根据用户需求，将预变形单丝（11）作为芯丝，直线单丝（12）作为面丝进行捻制合绳，所得到的绳可以是单股；也可以将捻制的具有预变形单丝的单股钢丝绳作为多层结构的中心股捻制多层结构的多股钢丝绳。
实施例1：
参照图2所示的本发明的第一个实施例的钢丝绳的结构示意图，其是由1根预变形单丝（11）作为中芯丝，外面6根直线单丝（12）作为面丝捻制而成的“1+6”结构单股钢丝绳。
具体到实施例中，预变形单丝（11）丝径0.25mm，变形量50μm，直线单丝（12）丝径0.24mm，直线单丝（12）数量为6根，绳捻距为10mm，捻向为S捻。
将上述实施例中的钢丝绳与利用同等规格光面丝生产的一般钢丝绳进行对比，对比数据见表1：
结合上表可以看出，本发明的特殊结构钢丝绳具有较高的疲劳次数和粘合力，且样品在断裂后没有出现中心丝冒丝的情况，具有更好的应用效果。
本实施的“0.25+6*0.24”规格的单股钢丝绳的生产工艺，具体工艺步骤为：
S1：进行0.25mm预变形单丝生产：将水箱玛口出来的规格为0.25mm的直线单丝经过变形器（22），此处选择只有一对变形辊的变形器，调节变形器螺杆（24）到合适的位置，点动机床，确保此时的预变形单丝（11）圈径不小于200mm，单丝变形量50μm，开车生产；
S2：进行0.24mm直线单丝生产：更换模链，将水箱玛口出来的规格为0.24mm的直线单丝（12）不经过变形器（22），点动机床，确保此时的直线单丝（12）圈径不小于200mm，开车生产；
S3：选取1轮合格的0.25mm预变形单丝和6轮0.24mm直线单丝，进行捻制生产出“0.25+6*0.24”规格的单股钢丝绳。
实施例2：
参照图3所示的本发明的第二个实施例的钢丝绳的结构示意图，其是由3根预变形单丝（11）作为中芯股，外面9根直线单丝（12）作为面丝捻制而成的“3+9”结构的单股钢丝绳。
具体到实施例中，3根预变形单丝（11）丝径0.30mm，变形量50μm，捻距6.3mm；直线单丝（12）丝径0.28mm，直线单丝（12）数量为9根，捻距为12.8mm，绳捻向为S捻。
将上述实施例中的钢丝绳与利用同等规格光面丝生产的一般钢丝绳进行对比，对比数据见表2：
综合上表可以看出，本发明的特殊结构钢丝绳具有较高的疲劳次数，且样品在断裂后没有出现中心丝冒丝的情况，具有更好的应用效果。
本实施例中的“3+9”规格的钢丝绳在生产时，单丝使用与实施例一中相同的工艺流程进行生产，选取3轮合格的0.30mm预变形单丝和9轮0.28mm直线单丝，进行捻制生产。
实施例3：
参照图4所示的本发明的第三个实施例的钢丝绳的结构示意图，其是以实施例一中的“1+6”钢丝绳作为多层结构的中芯股捻制而成的7*7结构钢丝绳。此钢丝绳由七根股绳组成，每股由七根单丝组成。其中芯股（41）被六根面股（42）缠绕，而芯股（41）具有一根中心单丝，并被六根单丝缠绕，面股（42）同样具有一根中心单丝，并被六根单丝缠绕，芯股（41）的一根中心单丝为预变形单丝（11），其余单丝为直线单丝（12）。
具体到实施例中，其为（0.25+6×0.23）+6×（0.23+6×0.21）结构，芯股（42）中心单丝丝径0.25mm，为预变形单丝（11），变形量50μm，芯股（42）面丝丝径0.23mm，为直线单丝（12），芯股（42）捻距10mm；面股（43）中心单丝丝径0.23mm，面丝丝径0.21mm，均为直线单丝（12），捻距12mm；合成绳捻距22mm，捻向S。
将上述实施例中的钢丝绳与利用同等规格光面丝生产的一般钢丝绳进行对比，对比数据见表3：
综合上表可以看出，本发明的特殊结构钢丝绳具有较高的疲劳次数，且样品在断裂后没有出现中心丝冒丝的情况，具有更好的应用效果。
上述实施例中的“7*7”规格的钢丝绳的制备工艺，单丝使用与实施例一中相同的工艺流程进行生产，选取1轮合格的0.25mm预变形单丝（11）和6轮0.23mm直线单丝（12）进行芯股（41）捻制生产，选取1轮合格的0.23mm直线单丝（12）和6轮0.21mm直线单丝（12）进行面股（42）捻制生产，1轮芯股（41）与6轮面股（42）进行股合绳生产出“7*7”规格的钢丝绳。
综上所述，本发明的钢丝绳的中心使用预变形的单丝，有效的提高了钢丝绳的疲劳次数和粘合力，解决了钢丝绳出现冒丝的问题；钢丝绳的生产工艺流程简单，生产设备易维护操作，具有小投入高收益的特性，适合大规模推广应用。
本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。
