在捻制过程中,钢丝或股绳由捻制设备的机身(筒体或筐篮绞盘)带动作匀速圆周转动,同时又被牵引轮带动做匀速直线运动。因此,钢丝在股中及股在钢丝绳中均呈现圆柱螺旋线状态。
在圆柱螺旋线上任意选取一点A,观察A点的运动轨迹:当A点运动到B点位置时,意味着A点在做圆周运动,转动2π角度的同时,也移动了AB段的直线距离,形成了一个螺旋线长度。将A至B的螺旋线展开,这就是钢丝绳捻制的成形机理。
钢丝围绕股芯或股围绕绳芯旋转一周(360°)相应两点间的直线距离称为捻距。股或钢丝绳的捻距,股的捻距用t表示,钢丝绳的捻距用T表示,在钢丝绳实际生产中,捻距是用股绳直径(简称股径)或钢丝绳直径(简称绳径)的倍数来表示的,即:
t= k·d
T=K·D
式中:K,k—绳和股的捻距倍数,D,d——绳径和股径(mm);
捻距是钢丝绳的一项极其重要的捻制工艺参数,它对钢丝绳的抗拉强度、伸长率、可挠性(即柔软程度)和钢丝绳的生产率均有很大的影响。
捻距的大小首先体现了钢丝绳中的扭转变形程度。在捻股时,一个捻距内钢丝扭转1(次/360°),也就是说由于捻制成股,钢丝在股的一个捻距内扭转损失值为1(次/360°),如果从扭转试验的角度来考察,设试样标距为L。,试验至钢丝断裂时的扭转值为N(次/360°),则相对于扭转试验标距的捻制扭转损失值就相当于Lo/t(次/360°),这时股中钢丝的剩余扭转值=N-L/t(次/360°)。同样道理,在捻成钢丝绳时,钢丝还要在一个钢绳捻距内扭转1(次/360°),其扭转捻制损失值为L。/T(次/360°)。因此由钢丝捻成钢丝绳以后,钢丝的总扭转捻制损失值为:Lo/t+Lo/T=L。T+Lot(次/360°)。从Lo/t和Lo/T可以看出,捻距(t和T)越大,则扭转变形损失越小,捻距越小,则扭转变形损失越大。当捻距→∞时,即股和绳为直钢丝束,成无捻制和无扭转状态;当捻拒→0时,成为纯扭转状态,钢丝的扭转损失猛然增大并且很快被拧断。
此外,捻距越大,绳内的弹性应力越大,但强度损失较小,伸长也较小;捻距越小,强度损失越多,伸长增大,生产率减小,柔软性增强。
因此,确定捻距值大小要综合考虑各种影响因素,尤其是要考虑钢丝绳特定的使用条件和用途要求,合理地进行选择。例如:起重用钢丝绳要求捻距小一些,因为它在使用时,要有较高的柔软程度和较好的耐磨性等;而镀锌钢绞线因为使用时不需缠绕弯曲,只承受张拉作用,所以要求选择较大的捻距。
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