放线张力对钢丝绳性能的影响

 在钢丝绳捻制过程中，无论是半成品捻股还是成品捻绳，钢丝或股的放线张力大小是否均匀一致，对生产的钢丝股或钢丝绳的质量影响非常大。如果各丝、股张力大小不适中，或张力控制不均匀，会造成钢丝在股中或者股在绳中松紧不均匀、结构不紧密。当钢丝绳使用时，各股或各钢丝之间受力不均，降低钢丝绳的受载能力。而当早期疲劳断丝一旦出现，之后很快引起连锁反应，加剧断丝速率，缩短钢丝绳使用寿命，因此，在钢丝绳制造生产工艺中，放线张力的控制十分重要。

1 放线恒张力控制原理

钢丝绳生产所用的捻股机、成绳机对放线张力大多采用机械方式控制张力，即在放线装置上，对工字轮采用闸皮、链条式、阻尼块等多种方法施加张力，即通过控制放线轮旋转制动矩的大小来得到一定的张力。不同形式张力控制装置的示意图如图1所示。

要想达到“恒张力”的均匀捻制，只局限于调节放线轮的制动力矩还不能完全确定其张力大小及均匀性，因此要解决张力的控制问题，只有对张力定量显示，才能真正进行调整控制。

2 试验

以小规格7×7-3.6 mm钢丝绳生产为研究对象，成品捻制在管式捻股机300型设备完成，采用施密特张力检测仪进行张力动态检测，检测设备如图2所示。在设备调试生产前，先动态测量各丝放线张力，调整放线装置，使得各丝在实际运行过程中张力恒定，张力控制如图3所示。

成品钢丝绳由于放线张力的均匀性、通条性不一致，常给钢丝绳的外观质量和实物质量造成差异。针对这一现象，本试验采用单因素法研究张力均匀性和张力大小对钢丝绳成品性能的影响，优化出最佳张力工艺参数。在设置大部分放线张力为35 N的基础上，通过调整部分张力，分析张力均匀性对钢丝绳性能影响。

对不同张力生产的钢丝绳取样，测量其直径，测量5个点，每点间隔100 cm，测量结果取平均值，并分析偏差。对不同张力生产的钢丝绳取样，拆股，测量面股弓高，每股测量3个点，面股的弓高取平均值，钢丝绳成型率为面股弓高平均值与钢丝绳公称直径比值，并分析散差。对不同张力生产的钢丝绳取样，测量钢丝绳破断拉力，测量3个破断拉力值，结果取平均值，并分析散差。

通过试验可知，当放线张力均匀一致时，钢丝绳中各股结构更加均匀稳定，在负载的情况下，各股负载更加均匀，对应的成品绳破断拉力最高，且散差最小。在张力均匀一致的条件下，进一步对放线张力的大小进行试验，优化最佳放线张力。

结合实际生产，针对Ø3.6 mm规格的钢丝绳，放线张力控制在50～80 N比较合理。当放线张力均匀时，张力大小对成品绳直径的影响比较明显，随着放线张力的均匀增加，对应的样品钢丝绳的直径逐步减小，当放线张力为95 N时，钢丝绳直径平均值刚好是公称直径下限，放线张力再增加就出现钢丝绳直径不合格现象。对7×7-3.6 mm钢丝绳试验产品，选择55～75 N的放线张力，产品的综合性能最佳。

3 结论

在钢丝绳生产捻制过程中，采用管式捻股机设备，放线张力的控制是钢丝绳实物质量控制的关键因素，目前大多数的生产企业都是采用链条式阻尼或者滑块式阻尼，基本能够控制放线张力，但是对于更高质量要求的产品，在放线张力的均匀控制精度上还不是最佳。通过小规格钢丝绳放线张力试验表明，放线张力首先要均匀，其次对于不同规格产品，不同放线轮容量装置，应该选择适合该产品的放线张力，才能保证产品的最佳性能，避免在产品使用过程中出现质量异议。