一种超高分子钢丝绳及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种超高分子钢丝绳，属于钢丝绳结构制造相关技术领域。该超高分子钢丝绳包含复合高分子绳芯，复合芯中心股，外层股，超高分子填充层以及外护套层；使得钢丝绳具有超高强度、高模量、高破断性能、高拉力强度、耐酸耐碱以及耐磨损等优良性能，同时还大大减轻了钢丝绳的自重；超高分子填充层的设置可以起到缓解股之间的相互磨擦，减小股之间的接触应力，这有利于提高钢丝绳的疲劳寿命；外护套层的设置使得钢丝绳具备更好的耐压力强度同时具备更好的耐摩擦性能，因而该钢丝绳的使用寿命大大提高。本发明专利技术还提供了超高分子钢丝绳的制备方法，该方法操作过程简单清晰，适用性强，制备出的钢丝绳性能优异，钢丝绳自重轻，使用寿命长。长。长。

【技术实现步骤摘要】
一种超高分子钢丝绳及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钢丝绳制作加工
，尤其涉及一种超高分子钢丝绳及其制备方法。

技术介绍

[0002]钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，钢丝绳由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。通常在物料搬运机械中，供提升、牵引、拉紧和承载之种应用。
[0003]目前的钢丝绳在使用过程中，钢丝绳绳股与绳股之间以及钢丝与钢丝之间在使用时会发生微小的相对运动，进而因为摩擦而造成磨损，长期使用时，钢丝绳会发生损坏，目前的钢丝绳耐磨损和抗疲劳强度均存在一定缺陷，钢丝绳容易因为磨损而损坏，进而导致钢丝绳使用中可能会出现破断的现象，因而自身使用寿命低，使用时很难得到保障。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种超高分子钢丝绳及其制备方法，解决了目前钢丝绳由于自身缺陷而导致使用寿命低的问题。
[0005]一种超高分子钢丝绳，其包括一复合高分子绳芯，7股复合芯中心股，14股外层股，一超高分子填充层以及一外护套层；7股所述复合芯中心股均匀地包捻在所述复合高分子绳芯的外侧，14股所述外层股均匀的包捻在所述复合芯中心股的外侧，所述超高分子填充层填充于所述复合高分子绳芯与所述复合芯中心股之间的间隙以及所述复合芯中心股与所述外层股之间的间隙，所述外护套层包覆于所述外层股的外侧，其中，所述复合高分子绳芯包含一根中心芳纶纤维以及包裹于所述中心芳纶纤维外侧的若干根高分子PP聚合芯，所述中心芳纶纤维充分浸润吸收有油脂。优选的，高分子PP聚合芯的数量为6。
[0006]优选的，所述复合芯中心股包含一根PP聚丙烯芯、6根内层钢丝以及12根外层钢丝，6根所述内层钢丝对称地包捻所述PP聚丙烯芯，12根所述外层钢丝对称地包捻在所述内层钢丝外侧。
[0007]优选的，所述外层股包括1根中心钢丝、10根细钢丝、5根中细钢丝和10根粗钢丝；5根所述细钢丝包捻所述中心钢丝，其外层交错包捻设有5根中细钢丝和5根细钢丝，10根所述粗钢丝对称地包捻在最外侧。
[0008]优选的，所述超高分子填充层为聚乙烯和EVA热熔胶层复合超高分子填充层。
[0009]优选的，所述外护套层包含由内至外依次设置再所述外层股外侧的超高分子量聚乙烯纤维层以及锰系磷化涂层。
[0010]一种超高分子钢丝绳的制备方法，其用于制备上述的超高分子钢丝绳，其特征在于，所述超高分子钢丝绳的制备方法包括：步骤一：选材：选取线材，选用碳素钢、PP聚丙烯粉末、芳纶纤维、聚乙烯颗粒以及EVA热熔胶颗粒；步骤二：碳素钢酸洗并拉丝：将选取的碳
素钢分别进行酸洗，酸洗后烘干，烘干后将碳素钢经过拉丝机，拉成不同直径的钢丝，且拉丝时将钢丝表面的温度严格控制在150℃～180℃，拉拔速度控制为4～5m/s；步骤三：碳素钢镀锌处理：清洗后的钢丝通过助镀槽进行助镀，然后对钢丝进行烘干操作，烘干完成后钢丝进入纯锌锅内镀锌，锌液温度445～450℃，控制镀锌走线速度为28～30m/分钟；步骤四：碳素钢二次拉丝：镀锌处理后的钢丝经过拉丝机进行再次拉拔，压缩率选择80～90％，拉拔道次选用8～10道，根据直径大小由大到小依次增加拉拔道次，拉成所需要的不同直径的钢丝，且拉丝时将钢丝表面的温度严格控制在160℃～170℃，拉拔速度控制为4～5m/s；步骤五：浸液干燥：将二次拉丝的碳素钢浸入水性环氧树脂乳液中，然后在60～65℃下干燥2～5h，得到钢丝产品；步骤六：复合高分子绳芯制备：将大丝束芳纶纤维通过放线工字轮放线，再由挤塑机将熔融状态的PP聚丙烯粉末挤出成型为圆柱形丝型PP聚合芯，接着将芳纶纤维以及若干股PP聚合芯摆放整齐再在捻股机上一次捻制，捻制完成后对捻制成品进行高温，再通过压实机进行压实，将大丝束芳纶纤维与软化的PP聚合芯结合更紧密，最后将上述成品浸润油脂，使得中心的芳纶纤维充分吸收油脂，复合高分子绳芯便制备完成，最后收卷至工字轮上；步骤七：复合芯中心股制备：由挤塑机将熔融状态的PP聚丙烯粉末挤出成型为圆柱形丝型PP聚丙烯芯，再将步骤5中对应复合芯中心股需要的钢丝在捻股机上通过分线盘按相应结构排列好，淋油后经过合拢口用压线钢模压紧，同时再通过变形器有效的消除股的应力，然后收在工字轮上，在捻股过程中，压缩率控制为8～10％，捻距倍数控制为8，涂油方式为股淋油的方式；步骤八：外层股制备：将步骤5中对应外层股需要的钢丝在捻股机上通过分线盘按相应结构排列好，淋油后经过合拢口用压线钢模压紧，同时再通过变形器有效的消除股的应力，然后收在工字轮上，在捻股过程中，压缩率控制为10～12％，捻距倍数控制为9，涂油方式为股淋油的方式；步骤九：将捻股好的一股中心股通过一填充装置设置超高分子填充层、，接着将设置超高分子填充层的中心股、7股复合芯中心股用分线器排好，经过预变形器变形，接着采用辊式压实机将内层股压实在中心股外侧，再将超高分子填充层通过填充装置施加到复合芯中心股外侧，接着对包覆好超高分子填充层的钢丝绳半成品借助辊式压实机或拉模进行预压，使得超高分子填充层软化，随后采用压线模将14股外层股绞合到所述复合芯中心股外侧，使得复合芯中心股压入到软化的超高分子填充层中，结合紧密，最后经过变形器消除应力，同时控制压实率为6％～8％，钢丝绳的捻距倍数为6倍～7倍；步骤十：外护套层制备：在合绳好的钢丝绳外包裹超高分子量聚乙烯纤维，包裹高分子量聚乙烯纤维前，将钢丝绳预先进行热处理，然后在高分子量聚乙烯纤维层外包覆锰系磷化涂层，在设置锰系磷化涂层前对钢丝绳进行预热，锰系磷化涂层涂覆完成即制成所述超高分子钢丝绳。
[0011]优选的，步骤九中所述填充装置包含一与所述挤塑机连接的进料口，一进料通道，一填充内腔、一水冷通道、一收卷模块以及与所述收卷模块连接的电机，所述进料通道连接进料口，所述进料通道包含三出料口，且三个所述出料口前后排列与所述填充内腔连接，所述填充内腔水平设置，并与所述水冷通道连接，所述水冷通道的末端设置所述收卷模块，该收卷模块实现将填充后的半成品预收卷。
[0012]进一步的，步骤九中，超高分子填充层的包覆需先将聚乙烯颗粒以及EVA热熔胶颗粒倒入挤塑机，比例为1：2。
[0013]优选的，步骤三中助镀采用60～80℃的氯化铵溶液，浓度为50g/L，含铁量≤80g/
L，烘干温度180～200℃。
[0014]优选的，步骤九中合绳将各股的变形率控制在80％～90％，变形率偏差小于10％。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供一种超高分子钢丝绳，其包含复合高分子绳芯，复合芯中心股，外层股，超高分子填充层以及外护套层；使得钢丝绳具有超高强度、高模量、高破断性能、高拉力强度、耐酸耐碱以及耐磨损等优良性能，同时还大大减轻了钢丝绳的自重；超高分子填充层的设置可以起到缓解股之间的相互磨擦，减小股之间的接触应力，这有利于提高钢丝绳的疲劳寿命；外护套层的设置使得钢丝绳具备更好的耐压力强度同时具备更好的耐摩擦性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高分子钢丝绳，其特征在于：其包括一复合高分子绳芯，7股复合芯中心股，14股外层股，一超高分子填充层以及一外护套层；7股所述复合芯中心股均匀地包捻在所述复合高分子绳芯的外侧，14股所述外层股均匀的包捻在所述复合芯中心股的外侧，所述超高分子填充层填充于所述复合高分子绳芯与所述复合芯中心股之间的间隙以及所述复合芯中心股与所述外层股之间的间隙，所述外护套层包覆于所述外层股的外侧，其中，所述复合高分子绳芯包含一根中心芳纶纤维以及包裹于所述中心芳纶纤维外侧的若干根高分子PP聚合芯。2.如权利要求1所述的超高分子钢丝绳，其特征在于，所述复合芯中心股包含一根PP聚丙烯芯、6根内层钢丝以及12根外层钢丝，6根所述内层钢丝对称地包捻所述PP聚丙烯芯，12根所述外层钢丝对称地包捻在所述内层钢丝外侧。3.如权利要求1所述的超高分子钢丝绳，其特征在于，所述外层股包括1根中心钢丝、10根细钢丝、5根中细钢丝和10根粗钢丝；5根所述细钢丝包捻所述中心钢丝，其外层交错包捻设有5根中细钢丝和5根细钢丝，10根所述粗钢丝对称地包捻在最外侧。4.根据权利要求1所述的超高分子钢丝绳，其特征在于，所述超高分子填充层为聚乙烯和EVA热熔胶层复合超高分子填充层。5.如权利要求1所述的超高分子钢丝绳，其特征在于，所述外护套层包含由内至外依次设置再所述外层股外侧的超高分子量聚乙烯纤维层以及锰系磷化涂层。6.一种超高分子钢丝绳的制备方法，其用于制备如权力要求1所述的超高分子钢丝绳，其特征在于，所述超高分子钢丝绳的制备方法包括：步骤一：选材：选取线材，选用碳素钢、PP聚丙烯粉末、芳纶纤维、聚乙烯颗粒以及EVA热熔胶颗粒；步骤二：碳素钢酸洗并拉丝：将选取的碳素钢分别进行酸洗，酸洗后烘干，烘干后将碳素钢经过拉丝机，拉成不同直径的钢丝，且拉丝时将钢丝表面的温度严格控制在150℃～180℃，拉拔速度控制为4～5m/s；步骤三：碳素钢镀锌处理：清洗后的钢丝通过助镀槽进行助镀，然后对钢丝进行烘干操作，烘干完成后钢丝进入纯锌锅内镀锌，锌液温度445～450℃，控制镀锌走线速度为28～30m/分钟；步骤四：碳素钢二次拉丝：镀锌处理后的钢丝经过拉丝机进行再次拉拔，压缩率选择80～90％，拉拔道次选用8～10道，根据直径大小由大到小依次增加拉拔道次，拉成所需要的不同直径的钢丝，且拉丝时将钢丝表面的温度严格控制在160℃～170℃，拉拔速度控制为4～5m/s；步骤五：浸液干燥：将二次拉丝的碳素钢浸入水性环氧树脂乳液中，然后在60～65℃下干燥2～5h，得到钢丝产品；步骤六：复合高分子绳芯制备：将大丝束芳纶纤维通过放线工字轮放线，再由挤塑机将熔融状态的PP聚丙烯粉末挤出成型为圆柱形丝型PP聚合芯，接着将芳纶纤维以及若干股PP聚合芯摆放整齐再在捻股机上一次捻制，捻制完成后对捻制成品进行高温，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：高正凯，杨岳民，惠铭，
申请(专利权)人：江苏赛福天钢索股份有限公司，
类型：发明
国别省市：