密封钢丝绳生产工艺研究

贺孝宇 严志远

摘 要：密封钢丝绳当前已经取得广泛应用，但是生产过程较为复杂。基于对密封钢丝绳结构特点的研究，结合工业上密封钢丝绳生产流程和注意事项的了解，本文提出了密封钢丝绳在一些领域中的应用，同时指出了密封钢丝绳的生产工艺，对密封钢丝绳的生产过程进行阐述，让人们对密封钢丝绳有更加深入的了解。

关键词：密封钢丝绳；生产工艺；断面尺寸确定

0 引言

密封钢丝绳生产过程中涉及多个工艺，并且生产较为复杂，为了保证密封钢丝绳质量，需要对这些因素进行控制，满足使用要求。密封钢丝绳生产过程中涉及绳芯和外层异型钢丝的生产，整个生产流程中，涉及截面尺寸确定、原材料选择、穿模、润滑以及合绳，并在生产完成后对密封钢丝绳的质量进行检测，保证钢丝绳质量。

1 密封钢丝绳特点

密封钢丝绳外表紧密，能够最大程度减小外界环境对钢丝绳内部的影响，同时由于钢丝绳内部会注油，很大程度上保证了钢丝绳内部的防锈性能，由于密封钢丝绳生产工艺和结构较为特殊，所以钢丝在使用中不会发生旋转，提升使用寿命。另外，密封钢丝绳密度系数很大，使其有更大的拉断应力，密封钢丝绳支撑表面很大，应力分散均匀，导致在使用过程中单位面积承受的拉力更小，提升了密封鋼丝绳的使用寿命。但要注意的是，密封钢丝绳挠性较差，需要使用大直径的卷筒，防止对钢丝绳造成损坏，而且由于生产工艺和流程较多，提升了密封钢丝绳的制造成本[1]。

2 密封钢丝绳生产工艺

2.1 断面尺寸设计和原材料选择

Z形钢丝断面设计需要确定h值，即密封钢丝绳内外圆直径差值，其中还涉及α值确定，α值由外层钢丝根数确定[2]，另外，对于α2值适当增加和k值适当减小可以提升钢丝绳的承载能力，反之则能够提升钢丝绳的密封性，需要按照具体设计要求确定数值。该过程要对“Z”字横端进行确定，公式为：

其中n为Z形钢丝根数，k取1～1.8。另外要对“Z”字形进行倒角处理，倒角直径取0.25～2.5mm，使其满足设计要求。原材料选择需要考虑两个方面，其一是强度要求，通过将Z形钢丝与同横截面积的圆形钢丝强度进行对比进行。其二是面积要求，由于已经进行Z形钢丝的尺寸设计，所以在原材料选取时，需要保证原材料直径大于Z形钢丝最大外接圆直径，满足加工需求。

2.2 拉丝模定位及钢丝穿模

Z形钢丝生产前，要对拉丝模进行定位，由于Z形钢丝截面不规则，所以需要保证钢丝截面的一致性，要根据该要求进行模盒选择，生产中采用具有旋转功能的模盒。而对模盒进行定位，要确保出口方向大体一致，当钢丝进入模具时要对模具方向进行调整，确保钢丝能够按要求生产。在穿模生产时需要保证Z形钢丝高度变化在设计要求内，并保证钳口处的面积。另外要保证钢丝端口为扁平状，钢丝中间部位也要被合理处理，可以通过打磨凹口的方式防止钢丝发生较大的变形，保证强度。

2.3 拉拔速度确定及降温和润滑

在Z形钢丝拉拔过程中，需要对拉拔速度进行设计并控制，在该过程中，首先需要确定钢丝的拉拔工艺，需要保证压缩率在10%～17%之间，拉拔速度控制目的是防止温度过快导致钢丝温度过高，降低钢丝强度，通常情况下拉拔速度不能超过4m/s。为保证密封钢丝绳的强度，需要在拉拔过程中进行散热，需要使用专业设备进行处理，为了能够让拉丝粉进行全方位流动，最大程度保证散热和润滑效果。同时还要进行水冷，可采用密封式高压水冷的方式进行，保证出线温度低于120℃。

2.4 合绳工艺

合绳时必须保证钢丝尺寸和形状相同，故而需要采用专业的成绳机。由于生产时要保证钢丝本身不发生翻面，所以需要将相关部位进行整体旋转。另外要根据参数选取分线盘，防止生产中钢丝绳反驳力过大而发生翻棱现象，导致无法进行合绳操作。另外，需要选择合适的后变形器，合适的后变形器选取能够让钢丝更加紧密，并且增加钢丝的变形程度，有效消除应力，保证密封钢丝绳使用过程的稳定性，防止发生松散现象。最后，由于密封钢丝绳挠度较差，需要对收线轮进行合理选择，要求为收线轮直径必须大于钢丝绳直径的30倍，防止对密封钢丝绳造成损坏。

2.5 质量检测

质量检测在密封钢丝绳的生产过程中多有涉及，在Z形钢丝生产完成后，需要对其各种力学性质进行检测，检测过程采用取样法。需要对钢丝的弯折断裂次数、360°扭转次数以及抗拉强度进行检验，只有当各参数满足设计要求时才能进行下一步的生产。

另外还需要对尺寸进行检测，需要保证尺寸参数在允许的误差之内，通过这种方式最大程度保证密封钢丝绳外层的紧密程度。除此之外，通常情况下会在密封钢丝绳生产完成后钢丝绳整体进行质量检测，通常情况下检测重点为密封钢丝绳的抗拉强度，另外还包括其余参数的测定，只有在各种参数满足设计要求的情况才可出厂并投入使用。

综上所述，密封钢丝绳相较于普通钢丝绳，具有抗拉性能好、使用寿命长以及挠性差、生产成本高等特点。为了保证密封钢丝绳的质量和品质，需要对生产工艺进行研究和控制，生产工艺包括断面尺寸和原材料的确定、钢丝穿模、冷却和润滑、合绳以及质量检测，需要严格按照标准进行生产。

参考文献：

[1]朱建龙，叶觉明.异型钢丝在桥梁缆索结构的应用[J].金属制品，2013，39（04）：1-6.

[2]黄达强.密封钢丝绳生产工艺探索[J].金属制品，2013， 39（03）：1-3+7.