一种吊带结构件及加工方法
技术领域
本发明涉及吊装技术领域，特别涉及一种吊带结构件及加工方法。
背景技术
现有的大型结构件，如超过上百上千吨的结构件，一般采用吊装的方式进行移动和安装。在涉及到大型结构件的安装时，该结构件在长时间被吊机吊装时，保持平稳可靠的吊装，直接影响该结构件的安装进度。
现有的吊装方式一般采用钢丝绳、钢索或普通绳索来作为吊具，具体是吊具一端连接吊机的挂钩，另一端连接大型结构件的吊耳，需要对吊具进行调平来使各个吊耳受力均匀，才能保证大型结构件在吊装时保持平稳。由于该结构件超过百吨，重量较大，为了保证吊具强度，一般是采用简单的增加吊具的直径，但是这样造成的后果是：普通的钢丝绳、钢索因为刚度较大，弯曲困难，在通过钢丝绳、钢索连接吊机挂钩和大型结构件的吊耳时，调平比较困难，需要大量的时间来进行吊装准备工作；而普通的塑料绳索拉伸强度较小，在长时间吊装时，该绳索在受到长时间荷载时容易被拉长，如果变长比率较大，那么容易使连接不同吊耳的绳索端的位置变得高低不一，最终影响该大型结构件的平稳性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的大型结构件在吊装时，为了保证吊具的强度和大型结构件吊装稳定性，其采用的普通钢丝绳、钢索由于刚度较大、弯曲困难而造成的调平困难，采用普通塑料绳索由于强度较小，容易在吊装时被拉长而影响吊装平稳性的上述不足，提供一种吊带结构件，同时还提供了一种吊带结构件的加工方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种吊带结构件，包括护套和设于护套内的承载芯，所述承载芯包括若干根子索，每根子索包括若干个相互平行的丝束，每根所述丝束由相互缠绕加捻的丝形成，每根丝为超高分子量聚乙烯塑料材质。
该吊带结构件，采用了护套和套设在护套内的承载芯，其中承载芯包括了若干个子索，每个子索又有若干个相互平行设置的丝束组成，每根丝束又由相互缠绕并加捻的丝形成，由于每根丝采用的是超高分子量聚乙烯塑料材质(英文简称为UHMW-PE)，是指分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯，是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，具有超强的耐磨性、自润滑性，强度比较高、化学性质稳定、抗老化性能强；用其制作成的丝束，能够具有如普通钢丝绳一样的较强的强度，能够承受大荷载，同时还具有如现有普通塑料绳便于弯曲，适应性广，该丝束加工做成的吊带在用于连接吊机和超大构件时，能够满足超大构件重量的荷载，而且还便于在吊装过程中随时调节来调平超大构件，以便于该超大构件在吊装时保持平稳性，提高了超大构件安装效率。
优选地，每根所述子索均为环形状结构。
由于该承载芯需要承载的超大构件重量较大，直接将承载芯的子索做成环形状的结构，避免直线状的子索两个端头后续还需要连接，减少了承载芯制作工序，而且子索不存在端部的应力分布不均的缺陷，其强度更好。
优选地，所有所述子索长度相同，并且并列排列。
优选地，每根所述子索沿长度方向设有若干根扎带，每根所述扎带将构成所述子索的丝束相互捆扎，能够使吊带在使用时，其内部的各个子索保持受到轴向拉力，而并非彼此相互缠绕带来的扭力，避免了子索彼此相互缠绕而影响吊带的使用。
优选地，每根丝束的直径为4-10mm，以保证丝束中的若干根丝相互加捻杂一起的聚合力和强度。
优选地，所述护套包括外层套和内层套，所述外层套和内层套均为软质塑料，且相互缝合连接。
该护套可以采用是耐磨的筒带套管，分两层，其中内层套为承载芯的保护套，外层套为吊带保护套，其中该护套本身不承重，主要起保护承载芯的作用。
进一步优选地，所述外层套表面沿周向设有两个挂钩标记线，所述外层套表面沿纵向设有防扭转标记线。
由于超大构件尺寸大、重量大，其采用的吊带也会非常巨大，其直径可以达到几十厘米甚至超过一米，对于这种超大直径的吊带，其重量也是非常巨大的，并非简单的一个人工就能够将其进行悬挂和调节；因此，为了便于吊带的悬挂和调节，提高效率，在吊带护套中部表面设置两条挂钩标记线，如设置绿色，那么施工人员在配合将其悬挂在挂钩上时，便可以准确的找到该吊带的中部位置；同时，为了在悬挂时，避免吊带被人为旋转而产生扭矩力，使其保持自然伸长状态，在吊带护套表面沿轴向设置防扭转标记线，如黄色线，那么便于判断其在悬挂时是否发生扭转，能够提前将其调整，便于后续顺利的吊装。
本发明还提供了一种吊带结构件的加工方法，包括以下步骤：
步骤一、原材料丝检测，选择符合强度要求的超高分子量聚乙烯塑料原材料制作成丝；
步骤二、加工丝束，将若干根丝相互缠绕加捻形成符合所需直径和长度要求的丝束；
步骤三、加工子索，选择若干个丝束相互排列并捆绑在一起，形成一根子索；
步骤四、子索处理，对子索表面涂覆树脂、在进行烘干处理；
步骤五、子索预拉伸，对每根子索施加加载力对其两端进行预拉伸，卸载后，对每根子索长度进行尺寸校对，挑选子索长度伸长量符合精度要求的子索；
步骤六、加工承载芯，挑选所述步骤六中符合精度要求的若干个子索组成承载芯；
步骤七、承载芯整体拉伸，对每个承载芯施加加载力对其两端进行整体拉伸，卸载后，对每个承载芯的长度进行尺寸校对，选择符合伸长量精度要求的承载芯；
步骤八、对所述步骤八中符合精度要求的承载芯外表面缝合护套，完成吊带结构件的制作。
该吊带结构件的加工方法，通过对原材料丝检测，以筛选复合强度要求的丝，然后将其相互缠绕加捻加工成复合长度要求的丝束，进一步的在将若干个丝束组成子索，然后先对不同的子索进行预拉伸试验，根据每个子索长度伸长量挑选出符合尺寸精度要求的子索，挑选出来的子索在组成承载芯，然后在对承载芯进行整体拉伸试验，再次筛选符合尺寸精度要求的承载芯，最后将其作为所需要的吊带；该吊带结构加工方法，不仅从原材料的筛选符合强度要求的材质，而且分别对组成结构的子索和最终的承载芯分别做试验，以筛选符合伸长量要求的承载芯，从而控制了吊带结构件不仅强度能够满足超大构件的吊装，而且在该超大构件荷载作用下，其长度伸长量能够控制在0.1％的精度，不仅能够在吊装时方便调平，而且能够有效保证超大构件的平稳性，可靠性高。
优选地，所述步骤六中对子索进行预拉伸时采用拉伸结构件，所述拉伸结构件包括底板和加载机，所述底板上设有滑槽，所述滑槽上活动连接有滑块，所述滑块上设有转轴；所述子索进行预拉伸时，将子索一端绕过所述滑块上的转轴，子索另一端连接加载机，调节滑块使子索处于绷直状态后将滑块固定在滑槽上，所述加载机启动便可以对子索进行预拉伸试验了。
该步骤六采用的拉伸结构件，充分模拟了吊钩悬挂吊带中部，吊带两端连接超大构件耳板受力的情况，使其在试验时贴近实际情况，其试验的结果能够充分体现每个吊带的性能指标，便于筛选符合要求的各个承载芯。
优选地，所述步骤六中子索预拉伸时，对每个所述子索通过采用恒定载荷加载若干次后，测量平均伸长量值作为最终伸长量值，其中每次恒定载荷加载的时长至少大于300s。
优选地，所述步骤八中对承载芯整体拉伸时，对每个承载新均采用逐次递增的载荷进行加载，每次加载保持恒定的加载力加载至少10min，记录每次加载对应所述承载芯的伸长量；通过对所有承载芯的加载数据进行对比，选择所有数据均符合吊带伸长量精度要求的承载芯来加工吊带。
该试验的过程，能够充分满足不同结构、尺寸和重量的超大构件对吊带强度和长度拉伸量的影响，便于挑选符合不用情况下超大构件的吊装要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明所述一种吊带结构件，采用了护套和套设在护套内的承载芯，其中承载芯包括了若干个子索，每个子索又有若干个相互平行设置的丝束组成，每根丝束又由相互缠绕并加捻的丝形成，由于每根丝采用的是超高分子量聚乙烯塑料材质，是指分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯，是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，具有超强的耐磨性、自润滑性，强度比较高、化学性质稳定、抗老化性能强；用其制作成的丝束，能够具有如普通钢丝绳一样的较强的强度，能够承受大荷载，同时还具有如现有普通塑料绳便于弯曲，适应性广，该丝束加工做成的吊带在用于连接吊机和超大构件时，能够满足超大构件重量的荷载，而且还便于在吊装过程中随时调节来调平超大构件，以便于该超大构件在吊装时保持平稳性，提高了超大构件安装效率；
2、本发明所述一种吊带结构件，每根所述子索沿长度方向设有若干根扎带，每根所述扎带将构成所述子索的丝束相互捆扎，能够使吊带在使用时，其内部的各个子索保持受到轴向拉力，而并非彼此相互缠绕带来的扭力，避免了子索彼此相互缠绕而影响吊带的使用；
3、本发明所述的一种吊带结构件的加工方法，通过对原材料丝检测，以筛选复合强度要求的丝，然后将其相互缠绕加捻加工成复合长度要求的丝束，进一步的在将若干个丝束组成子索，然后先对不同的子索进行预拉伸试验，根据每个子索长度伸长量挑选出符合尺寸精度要求的子索，挑选出来的子索在组成承载芯，然后在对承载芯进行整体拉伸试验，再次筛选符合尺寸精度要求的承载芯，最后将其作为所需要的吊带；该吊带结构加工方法，不仅从原材料的筛选符合强度要求的材质，而且分别对组成结构的子索和最终的承载芯分别做试验，以筛选符合伸长量要求的承载芯，从而控制了吊带结构件不仅强度能够满足超大构件的吊装，而且在该超大构件荷载作用下，其长度伸长量能够控制在0.1％的精度，不仅能够在吊装时方便调平，而且能够有效保证超大构件的平稳性，可靠性高；
4、本发明所述的一种吊带结构件的加工方法，采用的拉伸结构件来对每个子索进行拉伸试验，充分模拟了吊钩悬挂吊带中部，吊带两端连接超大构件耳板受力的情况，使其在试验时贴近实际情况，其试验的结果能够充分体现每个吊带的性能指标，便于筛选符合要求的各个承载芯。
附图说明：
图1为本发明所述一种吊带结构件的结构示意图；
图2是图1中所述一种吊带结构件的局部结构示意图；
图3为图1中所述一种吊带结构件的子索的结构示意图；
图4为图1中所述一种吊带结构件的护套的结构示意图；
图5为本发明所述一种吊带结构件的在加工时进行整体拉伸试验的受力示图；
图6为本发明所述一种吊带结构件的在加工时采用拉伸结构件进行整体拉伸试验的示意图；
图7为本发明所述一种吊带结构件的加工方法的流程图。
图中标记：
1、吊带结构件，11、护套，111、外层套，112、内层套，12、承载芯，121、子索，13、挂钩标记线，14、防扭转标记线，2、底板，3、滑槽，4、加载机，5、滑块，6、转轴，7、扎带。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1-2所示，一种吊带结构件1，包括护套11和设于护套11内的承载芯12，所述承载芯12包括若干根子索121，每根子索121包括若干个相互平行的丝束，每根所述丝束由相互缠绕加捻的丝形成，每根丝为超高分子量聚乙烯塑料材质。
该承载芯12采用的子索121长度相同，并且并列排列。每根子索121沿长度方向设有若干根扎带7，如图3所示，卡带可以采用胶带，每根扎带7将构成子索121的所有丝束相互捆扎，按照间隔一定距离相互捆扎，其目的是能够使吊带在使用时，其内部的各个子索121保持在受到轴向拉力，不会彼此发生相互缠绕带来的扭力，从而避免子索121彼此相互缠绕而影响吊带的使用。特别的，构成子索121的每根丝束的直径为4-10mm，以保证丝束中的若干根丝相互加捻杂一起的聚合力成型和强度要求。
由于该承载芯12需要承载的超大构件重量较大，直接将承载芯12的子索121做成环形状的结构，避免直线状的子索121两个端头后续还需要连接，减少了承载芯12制作工序，而且子索121不存在端部的应力分布不均的缺陷，其强度更好。
上述的护套11包括外层套111和内层套112，如图4所示，该外层套111和内层套112均为软质塑料，且相互缝合连接。该护套11可以采用是耐磨的筒带套管，分两层，其中内层套112为承载芯12的保护套，外层套111为吊带保护套，其中该护套11本身不承重，主要起保护承载芯12的作用。
该吊带结构件1，采用了护套11和套设在护套11内的承载芯12，其中承载芯12包括了若干个子索121，每个子索121又有若干个相互平行设置的丝束组成，每根丝束又由相互缠绕并加捻的丝形成，由于每根丝采用的是超高分子量聚乙烯塑料材质(英文名ultra-high molecular weight polyethylene，简称为UHMW-PE)，是指分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯，是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，具有超强的耐磨性、自润滑性，强度比较高、化学性质稳定、抗老化性能强；用其制作成的丝束，能够具有如普通钢丝绳一样的较强的强度，能够承受大荷载，同时还具有如现有普通塑料绳便于弯曲，适应性广，该丝束加工做成的吊带在用于连接吊机和超大构件时，能够满足超大构件重量的荷载，而且还便于在吊装过程中随时调节来调平超大构件，以便于该超大构件在吊装时保持平稳性，提高了超大构件安装效率。
考虑该吊带结构使用的对象为超大构件，其尺寸大、重量大，可达到成百上千吨，其采用的吊带也会非常巨大，其直径可以达到几十厘米甚至超过一米，对于这种超大直径的吊带，其重量也是非常巨大的，并非简单的一个人工就能够将其进行悬挂和调节；因此，为了便于吊带的悬挂和调节，提高效率，在吊带护套11中部表面设置两条挂钩标记线13，如设置绿色，那么施工人员在配合将其悬挂在挂钩上时，便可以准确的找到该吊带的中部位置；同时，为了在悬挂时，避免吊带被人为旋转而产生扭矩力，使其保持自然伸长状态，在吊带护套11表面沿轴向设置防扭转标记线14，如黄色线，那么便于判断其在悬挂时是否发生扭转，能够提前将其调整，便于后续顺利的吊装。
实施例2
如图5-7所示，本发明还提供了一种吊带结构件1的加工方法，包括以下步骤：
步骤一、原材料丝检测，选择符合强度要求的超高分子量聚乙烯塑料原材料制作成丝；
步骤二、加工丝束，将若干根丝相互缠绕加捻形成符合所需直径和长度要求的丝束；
步骤三、加工子索121，选择若干个丝束相互排列并捆绑在一起，形成一根子索121；
步骤四、子索121处理，对子索121表面涂覆树脂、在进行烘干处理；
步骤五、子索121预拉伸，对每根子索121施加加载力对其两端进行预拉伸，卸载后，对每根子索121长度进行尺寸校对，挑选子索121长度伸长量符合精度要求的子索121；
步骤六、加工承载芯12，挑选所述步骤六中符合精度要求的若干个子索121组成承载芯12；
步骤七、承载芯12整体拉伸，对每个承载芯12施加加载力对其两端进行整体拉伸，如图5所示，其中一端固定，另一端施加加载力F进行拉伸；卸载后，对每个承载芯12的长度进行尺寸校对，选择符合伸长量精度要求的承载芯12；
步骤八、对所述步骤八中符合精度要求的承载芯12外表面缝合护套11，即缝合内层套112、外层套111，同时在外层套111表面缝合挂钩标记线13、防扭转标记线14，其中挂钩标记线13为环形状塑料布条，防扭转标记线14为沿外层套111轴向相对设置的两条通长塑料布条，最终完成吊带结构件1的制作。
上述步骤六中对子索121进行预拉伸时采用拉伸结构件，如图6所示，该拉伸结构件包括底板2和加载机4，其中底板2上设有两个工字钢做成的滑槽3，两个滑槽3上活动连接有滑块5，在滑块5上设有转轴6；子索121进行预拉伸时，将子索121绕过滑块5上的转轴6，子索121的另一端连接加载机4挂钩，调节滑块5使子索121处于绷直状态后，将滑块5固定在滑槽3上，启动加载机4施加载荷力拉伸，便可以对子索121进行预拉伸试验了，在拉伸过程中和拉伸完毕后，分别对子索121的长度进行测量，并记录数据汇总，。
该步骤六采用的拉伸结构件，充分模拟了吊钩悬挂吊带中部，吊带两端连接超大构件耳板受力的情况，使其在试验时贴近实际情况，其试验的结果能够充分体现每个吊带的性能指标，便于筛选符合要求的各个承载芯12。另外，子索121预拉伸时，对每个所述子索121通过采用恒定载荷加载若干次后，测量平均伸长量值作为最终伸长量值，其中每次恒定载荷加载的时长至少大于300s。
上述步骤七中，一般吊机采用的吊带结构件1会有若干根，而每根吊带结构件1包括若干个子索121，实质在加工制造子索121的时候，由于子索121长度可达到几十米，因此很难全部的子索121能够加工制作到完全一致的长度，难免会有长度加工误差，因此，为了将子索121匹配到各个吊带结构件1，先将所有满足条件的吊带结构件1的子索121按照从小到大排序，交错分配至各个吊带结构；具体的，如吊带结构件1需要4根，那么就按照长度从小打到的子索121第1、5、9、13……4n+1号分配给第一根吊带结构件1，将子索121第2、6、10、14……4n+2号分配给第二根吊带结构件1，将子索121第3、7、11、15……4n+3号分配给第三根吊带结构件1，将子索121第4、8、12、16……4n+4号分配给第四根吊带结构件1，其中n为每个吊带结构件1所需要的子索121数量，根据实际所选，这样每个吊带结构件1所包含的子索121数量及其每个子索121数量的长度误差均比较匹配，以减少子索121长度误差带来的对吊装的影响；另外，在整体拉伸承载芯12时，由于子索121数量较多，按照从下到上成叠层放置的顺序来进行子索121排列，在进行承载芯12的拉伸试验。
上述步骤八中对承载芯12整体拉伸时，对每个承载新均采用逐次递增的载荷进行加载，如每次增加100t的加载力，每次加载时保持恒定的加载力加载至少10min，记录每次加载对应所述承载芯12的伸长量；通过对所有承载芯12的加载数据进行对比，选择所有数据均符合吊带伸长量精度要求的承载芯12来加工吊带。该试验的过程，能够充分满足不同结构、尺寸和重量的超大构件对吊带强度和长度拉伸量的影响，便于挑选符合不用情况下超大构件的吊装要求。
该吊带结构件1的加工方法，通过对原材料丝检测，以筛选复合强度要求的丝，然后将其相互缠绕加捻加工成复合长度要求的丝束，进一步的在将若干个丝束组成子索121，然后先对不同的子索121进行预拉伸试验，根据每个子索121长度伸长量挑选出符合尺寸精度要求的子索121，挑选出来的子索121在组成承载芯12，然后在对承载芯12进行整体拉伸试验，再次筛选符合尺寸精度要求的承载芯12，最后将其作为所需要的吊带；该吊带结构加工方法，不仅从原材料的筛选符合强度要求的材质，而且分别对组成结构的子索121和最终的承载芯12分别做试验，以筛选符合伸长量要求的承载芯12，从而控制了吊带结构件1不仅强度能够满足超大构件的吊装，而且在该超大构件荷载作用下，其长度伸长量能够控制在0.1％的精度，如60米长的吊带结构件1，满足拉伸长度变化量在±5cm范围以内；不仅能够在吊装时方便调平，而且能够有效保证超大构件的平稳性，可靠性高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
