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高精度钢丝绳吊索制作工艺

 RK588 2019-02-19

(巨力索具股份有限公司,杨继洲,刘伟)

1 钢丝绳吊索结构简介

图1为常见的钢丝绳吊索结构,主要有吊索锚头、钢丝绳、楔形铸块、减震架、缓冲器、夹具组成。吊索锚头与钢桁梁销铰式连接,主缆中心下设置吊索夹具,并在相应部位设有锥形铸件,以定位支撑吊索夹具保护钢丝绳索体;缓冲器可以改善吊索弯折疲劳性能。

 

图1 吊索结构

2 钢丝绳吊索制作工艺

2.1钢丝绳索体选型

钢丝绳索体结构形式采用6×36WS-IWR,捻距不小于8倍索体直径,钢丝绳直径误差0~6%。性能满足《重要用途钢丝绳》GB/T8918-2006的要求。

2.2 钢丝绳索体制作工艺流程

盘条→半成品拉拔→热处理→二次拉拔→镀锌→卷轴→捻股→合绳→预拉伸→包装入库。

2.3 钢丝绳吊索锚具制作工艺流程

原材料检验→下料/铸锻造→粗加工→热处理→超声波探伤→精加工→磁粉探伤→表面处理→检验→成品入库。

2.4 钢丝绳吊索制作工艺

2.4.1 工艺的制定

高精度钢丝绳吊索的制作工艺及流程。

图2 高精度钢丝绳吊索制作工艺流程图

2.4.2 关键工序的说明

2.4.2.1 配长粗下料

对于长度较短的钢丝绳吊索采用多个索号配对组合定长下料,索体两端部均浇铸成品索锚具;对于长度较长吊索可单独下料,下料长度需预留加工余量,索体一端浇铸成品索锚杯,另外一端浇铸临时锚杯。

图3 短索配长下料图

2.4.2.2 制锚

浇铸质量直接决定了吊索的整体性能,同时决定了反顶后索体外移量是否满足设计要求,所以控制浇铸工艺就等于间接控制吊索长度。浇铸采用预张拉后的索体,具体要求如下:

(1)将吊索与锚杯固定,吊索中心与锚杯的垂直度为(90±0.5)°,插入锚杯部分的钢丝绳钢丝呈同心圆散开,保证索体中心与锚杯中心完全一致,且钢丝的任何部位不与锚杯接触,使钢丝完全包容在合金内部。

(2)灌注合金前将采用加热片形式保证锚杯浇铸部位加热至190~210 ℃,从而保证内外温度的平衡。

(3)锌铜合金浇铸温度为450~470 ℃。溶解好的锌铜合金必须一次性浇入锚具中。浇铸后合金密实,无气孔。

(4)实际浇铸量为锚具理论浇铸容量的92%以上。合金理论用量应以注水实测锚腔体积换算(注水法)为准,每一批次均实测不少于3组,取其平均值计算合金注入率,注入率按公式(1)计算)。

式中:Vz为合金注入率,%;m为实际注入合金量,g;Vb为锚杯容积,mL;ρ为合金密度,g/cm³。

2.4.2.3 预拉伸与精下料

钢丝绳在使用过程会产生结构伸长,使用前需进行预拉伸处理,目的是减少和消除结构伸长,提高钢丝绳的使用寿命]。预张拉首先将浇铸完成的吊索与拉力试验机相连接,按索体最小破断力的55%的张力进行预张拉,拉伸次数不小于3次,每次保载60 min。

预张拉后卸载至设计载荷,根据实测索体弹性模量计算弹性伸长,同时考虑温度修正、锚具修正及实测的铸体回缩值后的精确索长进行标记,在切断处做好明显标记,随后切断进行精下料。

2.4.2.4 超张拉

将成品吊索与拉力试验机相连,对其进行超张拉,主要是调整长度误差,使其满足设计要求。长吊索可单根进行长度测量,短吊索可采用工装同时张拉。将吊索张拉至索体最小破断力的50%,再卸载到设计载荷状态下进行精确测量,同时记录吊索长度。若不满足设计的长度精度,需调整吊索两端叉形耳板与锚杯之间的螺纹,同时保证两端耳板开口方向一致。

2.4.2.5 吊索锥形铸块浇铸

钢丝绳在超张拉后卸载至设计载荷,标记中心点,复测中心点到吊索两端锚具的距离是否相同,并根据中心点标注锥形铸块的标记线位置,同时标记出浇铸模具的边缘位置线,随后安装浇铸模具,按照制锚的要求浇铸椎体铸块(如图4)。

图4 制锚

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