钢丝绳的结构、分类及特点

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钢丝绳的结构、分类及特点

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https://m.book118.com/html/2024/1210/7052023042010006.shtm

钢丝绳是由多根钢丝捻制成股，再由若干股绕绳芯捻制成螺旋形状的钢丝绳，如图1所示。

在由钢丝捻成绳股时，一般有股芯，股芯可以由不同断面形状的钢丝组成；在由绳股捻制成绳时要有绳芯，绳芯分金属绳芯和纤维绳芯两种，金属绳芯由钢丝组成，纤维绳芯最好采用剑麻，剑麻有较大的抗挤压和抗损坏性能。我国剑麻较少，多采用黄麻代替（磺麻性能不如剑麻）。近年来，已开始研究和采用合成纤维绳芯。

绳芯的作用是：

（1）支持绳股，保持钢丝绳的断面形状，减少钢丝的挤压和变形，还可降低绳股间钢丝的接触应力；

（2）由于绳芯富有弹性，在钢丝绳弯曲时，允许绳间和钢丝间有相对移动，以缓和弯曲应力，因而使钢丝绳富有弹性；

（3）贮存润滑油，预防钢丝绳内部钢丝锈蚀并减少钢丝间的摩擦。

矿用提升钢丝绳的钢丝是由优质碳素结构圆钢冷拔而成的，一般直径为0.4~~4mm。直径过细的钢丝易于磨损，过粗则难以保证抗弯疲劳性能。钢丝的抗拉强度一般为1400~~2000MPa。倾斜井巷提升绞车一般用1470~1870MPa几种。钢丝的抗拉强度越大，同样直径的钢丝绳可以承受的载荷越大，但其弯曲疲劳性能就有所降低。为了增加钢丝绳的抗腐蚀能力，钢丝表面可以镀锌，用镀锌钢丝制造的钢丝绳称为镀锌钢丝绳，未镀锌的钢丝制造的钢丝绳称为光面钢丝绳。此外，还可以用钢丝的韧性来标志，分为特号、I号和Ⅱ号3种。提升矿物用的钢丝绳可以选用特号或Ⅰ号韧性的钢丝绳（提升人员用的钢丝绳必须用特号韧性的钢丝绳）。

钢丝绳的分类及特点

钢丝绳有很多种，根据不同的特点有不同的分类方法，实际上都是从不同的角度来说明钢丝绳的结构特点。了解这些特点，便于认识不同钢丝绳的性能。

按钢丝在绳中的捻次来分

（1）一次捻：由钢丝直接捻成绳，这种钢丝绳没有绳股，多用于起重。

（2）二次捻：先由钢丝围绕一个股芯捻成绳股，再由绳股围绕一个绳芯捻成绳。大部分提升钢丝绳属于二次捻。

（3）三次捻：先由钢丝捻成股，再由股捻成绳，最后由细绳捻成粗绳，这种钢丝绳多用于钢索桥梁等，提升一般不用。

按股在绳中的捻向分

（1）左捻或S捻，股在绳中按左螺旋方向捻绕。

（2）右捻或Z捻，股在绳中近右螺旋方向捻绕。

按丝在股中和股在绳中捻向的关系分

（1）交互捻（逆捻）：丝在股中（一次捻）和股在绳中（二次捻）捻向相反。

（2）同向捻（顺捻）：丝在股中（一次捻）和股在绳中（二次捻）捻向相同。

相比而言，同向捻的绳比较柔软，表面较光滑，与绳轮接触面积大，弯曲应力小，故寿命较长，有断丝时容易发现。但这种绳有较大的恢复力，稳定性差，易打结。交互捻绳则与上述特点相反。

一般把后两种分类方法结合起来，分为右同向捻绳，左同向捻绳，右交互捻绳和左交互捻绳4种,如图2所示。

按铜丝在股中接触情况分

（1）点接触钢丝绳：股内相邻层间的钢丝成点接触，一般是由直径相同的钢丝捻制而成，通常所说的普通钢丝绳就是点接触钢丝绳，如6×19、6×37普通圆钢丝绳即属此类。由于钢丝间接触面积很小，所以接触应力很大，因此使用寿命短。如图3-a所示。

（2）线接触钢丝绳：股内相邻层间的钢丝呈平行线接触状态，如6X（19）、6W（19），6×7普通圆钢丝绳即属此类。这类钢丝绳间接触面积较大，接触应力显著减少，因此寿命增加。如图3-b所示。

（3）填充式钢丝绳：线接触钢丝绳的一种，特点是股内相邻两层间配置小直径钢丝充填空隙，并保证外层钢丝形成正常排列，使钢丝与钢丝间呈线接触状态，如6T（25）光面钢丝绳。这类钢丝绳空隙小，结构紧密，绳股中的金属断面比重增大，因而受力均匀，既柔软又抗腐，使用寿命长，各种小绞车以使用填充式钢丝绳为宜。如图3所示。

（4）面接触钢丝绳：股中钢丝为异型，异型钢丝之间成面接触。所示，这类钢丝绳结构紧密，刚性强，耐磨且不易变形，适合斜井大型绞车使用。如图3-d所示。

钢丝绳丝间接触方式如图3所示。