Chapter 2 Cable and Rigging第二章 钢丝绳与索具 1Section 1 钢丝绳类型及其结构 第二章 钢丝绳与索具Section 2 钢丝绳的机械性能 Section 3 国外索道用钢丝绳评述Section 4 林业索道所用钢索的选择Section 5 钢索的使用与管理Section 6 钢索的连接与索具2Section 1 钢丝绳类型及其结构 一、钢丝绳的基本知识1．什么叫钢索？数根钢丝或数股钢丝按一定顺序，绕着一个索芯捻制而成，称为钢丝绳，简称钢索 2．钢索的作用和组成⑴ 作用钢索是索道重要组成部分，关系到索道性能与生产安全⑵ 组成钢丝：强度高，安全系数大，但弯扭低；绳股：普通6×19(圆形)；绳(索)芯：金属芯，麻芯(柔软、贮油润滑) 345Section 1 钢丝绳类型及其结构 一、钢丝绳的基本知识3．直径与捻(节)距直径：标准所列钢丝绳公称直径或称名义直径，指其外接圆直径6Section 1 钢丝绳类型及其结构 一、钢丝绳的基本知识捻(节)距 t：从某一股(设为第 1 股)的某一点绕索芯旋转 1 周，至第 7 股(仍是原股)的相应点间的直线距离称之。
t 4．钢索的标记钢丝绳 6×19－28－155－特－光－右交(GB1102－1974) 7钢丝绳的规定标记(GB/T 8706－2006)示例如下：捻制类型及方向 钢丝表面状态(光面U，镀锌B) 钢丝绳级别，适用时(钢丝公称抗拉强度)芯结构钢丝绳结构 尺寸(钢丝绳公称直径)钢丝绳 28 6 × 19 NFC 1 670 B SZ本示例及本标准其它部分各特性之间的间隔在实际应用中通常不留空间芯结构：天然纤维芯NFC，合成纤维芯SFC，钢丝股芯WSC捻制类型及方向：右捻Z，左捻S第1个字母代表钢丝在股中的捻制方向，第2个字母代表股在钢丝绳中的捻制方向8Section 1 钢丝绳类型及其结构 二、钢丝绳类型与结构 1．按用途分：普通、航空、电梯 2．按结构分：圆股、封闭、异型股 3．按表面特征分：敞露式、密封式、半密封式910Section 1 钢丝绳类型及其结构 二、钢丝绳类型与结构 114．按捻制方法分⑴ 单单股索：数根钢丝绕钢丝绕 着一个索芯捻制而成称 为单为单 股索⑵ 多股索：数股绳绕绳绕 着一个索芯捻制而成的钢钢 索称为为多股索双绕绕索：由一层绳层绳 股绕绕着一个索芯捻制而成的 钢钢索称为为双绕绕索。
它分成顺绕顺绕 索、交绕绕索、混合绕绕索① 顺绕顺绕 索：丝绕丝绕 股、股绕绕索方向相同；② 交绕绕索：丝绕丝绕 股、股绕绕索方向相反；③ 混合绕绕索：相邻邻股内捻绕绕方向相反 12Section 1 钢丝绳类型及其结构 二、钢丝绳类型与结构 图2─1 双绕索捻向和捻法 a 顺顺右 a′ 顺顺左 b 交右 b′ 交左 c 混右返回结结构与性能丝绕丝绕 股、股绕绕 索表面钢丝钢丝 与索轴线轴线柔软软性耐磨性扭转转性顺顺 绕绕 索同 向斜 交好好大交 绕绕 索反 向平 行较较 差差小混合绕绕索相邻邻股绕绕向相 反斜交、平行相间间中中中13Section 2 钢丝绳的机械性能 一、抗拉强度与破断拉力1．抗拉强度σb(MPa) GB1102－1974规定：钢丝公称σb为1 400、1 550、1 700、1 850 MPa和2 000 MPa共 5 种GB/T 20118－2006规定：钢丝公称σb为1 570、1 670、1 770、1 870、1 960 MPa 和2 160 MPa共 6 种，常用前 4 种 14一、抗拉强度与破断拉力2．破断拉力TP(N) 由于捻绕钢丝受损与结构缘故：TP=σb·F·CT 式中 σb—钢丝的抗拉强度；F—钢丝的横截面面积总和；CT—钢索拉力的降低系数：CT=0.8～0.9，对于6×19股的钢索为0.85。
GB1102－1974(GB/T 8918－1996)可查得，钢丝破断拉力 总和σbFK；钢索破断拉力降低系数(亦称捻绕率)，对6×19钢索 ，CT＝0.85，从而得到钢索的破断拉力钢丝绳新标准(GB/T 20118－2006)可直接查出钢丝绳最小 破断拉力TP二者的结果并非一致，这是不同钢丝绳标准的不同之处 钢丝绳机械性能与参数(GBT 20118－2006).doc 15Section 2 钢丝绳的机械性能 二、弹性伸长与弹性模量 弹弹性伸长长量符合虎克定律 钢丝的弹性横量：E =2.16×105 MPa 钢丝绳的弹性模量： E K = (0.9～1.1)×105 MPa 16Section 2 钢丝绳的机械性能 二、弹性伸长与弹性模量 ① 与使用时间有关 新索 E K↓ (0.9～1.0)×105；旧索 E K↑ (1.0～1.1)×105 常规 1.0×105② 与结构关系 简单 E K↑：单绕 E K=(0.65～0.85)E；复杂 E K↓：双绕 EK=(0.35～0.60)E③ 与跨距l 0大小有关(由于支点位移)长 E K↑：(0.9～1.0)×105；短 E K↓：l 0＜200 m E K=0.65×105；吊索： l 0 ＜75 m E K=(0.15～0.35)×105。
④ 与安装拉力大小 预张力To↑，E K ↑；预张力To↓，E K ↓ 17Section 2 钢丝绳的机械性能 三、刚性与旋转 1．刚性阻力抵抗弯曲的力钢丝弹钢丝弹 性力，钢丝间钢丝间 摩擦阻力形成 P zh=f T 式中 f —刚刚性系数，对对于双绕绕索 滑轮轮(卷筒)D使钢钢索弯曲，为为使Pzh↓，则则D↑，索d↓在破断负负荷作用下，从受应应力最大的钢丝钢丝 和绳绳股逐渐渐破断鲁鲁浜公式与实测值实测值 接近： 18Section 2 钢丝绳的机械性能 三、刚性与旋转 2．旋转由于钢钢索属缠绕缠绕 而成，拉伸负负荷使之产产生旋转转其旋转转扭矩为为M=GcTdGS3索道的起重索常是松散而报废报废 其扭矩M与钢钢索结结构、钢丝钢丝 直径、数量、捻距、捻向、载载荷情况和钢钢索的新旧程度等因素有关Gc为钢为钢 索的旋转转系数，对对于6×19股钢钢索：顺绕顺绕 索Gc=0.144，交绕绕索Gc=0.075 返回19Section 3 国外索道用钢丝绳评述 一、索道用钢丝绳的定义 钢丝绳钢丝绳 是一种多用途的线线材制品。
钢丝绳钢丝绳 及钢丝绳钢丝绳 制品 （钢缆钢缆 、钢丝绳钢丝绳 网具、钢丝绳钢丝绳 索具、引绳绳器等）密封钢丝绳钢丝绳 按用途分2类类：用作矿矿山井筒提升容器的导轨导轨 ；用作货货(客)运索道和起重机承载索与牵引索，以及吊桥悬索点接触钢丝绳钢丝绳 ：同径丝丝捻制；线线接触钢丝绳钢丝绳 ：异径丝丝捻制 线线接触比点接触钢丝绳钢丝绳 的承载载能力高25%国际际索道协协会建议议：往复式客运索道的承载载索不允许许有接 头头，必须须是整根的目前国内外线线材制品企业业可生产产每根最大 长长度2 000 m左右长长距离往复式客运索道必须须分段建设设20Section 3 国外索道用钢丝绳评述 二、美国索道钢丝绳的使用 美国“虎牌”钢丝绳钢丝绳 用于大、巨型电铲电铲 提运，我国霍林河、 安太堡、准格尔等大型现现代化煤矿应矿应 用美国钢钢公司等国外著名的线线材制品企业业强调调“合理用绳绳”、 “优绳优绳 善用”的原则则设计设计 系数的确定，使得钢丝绳钢丝绳 的初始强度对额对额 定负载负载 有 一足够够比例，在钢丝绳钢丝绳 被更换换下来后仍保持足够够的强度，以防 断绳绳事故的发发生承载载索：固定的最小设计设计 系数 3.0运动动的最小设计设计 系数 2.5牵牵引索：固定的最小设计设计 系数 5.0平衡索：最小设计设计 系数 6.021Section 3 国外索道用钢丝绳评述 三、日本索道钢丝绳的使用 日本东东京制钢钢株式会社始建于1887年，约约占日本钢丝绳钢丝绳总产总产 量的30%。
国内著名的黄山、泰山、峨嵋山等客运索道用钢丝绳钢丝绳 均为为日本产产品1) 一切从“最佳值值”目标标出发发，来研制和生产钢丝绳产钢丝绳 2) 着力研究大型起重机、高扬扬程用钢丝绳钢丝绳 3) 针对钢丝绳针对钢丝绳 的不同使用条件，选选用不同类类型的油脂4) 重视对钢丝绳结视对钢丝绳结 构、品种的开发发和研究工作5) 重视视研究、满满足用户对钢丝绳户对钢丝绳 各种性能的专项专项 要求22Section 3 国外索道用钢丝绳评述 四、英国索道钢丝绳的使用 波来顿钢丝绳顿钢丝绳 公司有百年以上生产产架空索道钢丝绳钢丝绳 的经验经验 我国四川峨眉山万年寺客运索道应应用五、矿用运输架空索道 1．单缆架空索道：用一根无极绳，即用于承载吊篮、又起牵引作用2．双缆架空索道：使用的独立承载索和独立牵引索，通常选用密封钢丝绳返回23Section 4 林业索道所用钢索的选择 一、索道对钢丝绳的一般要求 林业业索道具有载载量大、距离长长、露天作业业、移动频动频 繁、易受各种冲击击等特点，对钢对钢 索的一般要求为为1．耐拉力强，耐疲劳劳能力强，耐腐蚀蚀；2．具有较较大的抗磨性和抗横向冲击击能力；3．表面尽可能平滑、柔软软，便于搬迁；4．易于插接，不自转转，不回捻。
24Section 4 林业索道所用钢索的选择 二、索道中各索的选择及其要求 从工艺艺要求和经济经济 条件出发发1．承载索 ( SKL = Skyline，Φ28 ) ：支承着索道的全部荷重，要求具有高强度、抗冲击击及抗横向压压力的能力，表面平滑而耐磨故最好选选用密封式钢钢索，但此类钢类钢 索价格高、柔性差，不能插接，则则林区很少采用；其次宜选选顺绕顺绕 索，但此类钢类钢 索生产产数量少且宜于扭结结；现现广泛采用6×19+1纤维纤维 麻芯交绕绕索2．起重索 ( LFL = Liftline，Φ14 ) ：由于频频繁升降、拖集、全悬悬工作，除应应具有抗拉外，应应在工作中不产产生回捻扭结结和自转转松散，故应选应选 双绕绕交绕绕索，既经济经济 又实实用 25Section 4 林业索道所用钢索的选择 二、索道中各索的选择及其要求 3．牵引索 ( HAL = Haulline，Φ12 ) 与回空索 ( HBL = Haulback Line，Φ10)：因经经卷筒的收放和多个导导向滑轮轮的弯曲、横向挤压挤压 和拉伸，要求表面平滑、柔软软故闭闭合式牵牵引选选用顺绕顺绕 索 ( 循环环索ELL =Endlessline，Φ10 ) ，往复式牵牵引选选用交绕绕索为为好。
4．捆木索、绷索、吊索等：应应具有一定强度且柔软软，可在报废钢报废钢 索中截取较较好的一段，比较经济较经济 有的班组为组为 少换换捆木索，用新索Φ14是不经济经济 的，可采用旧索多条预备预备 插接好 返回26Section 5 钢索的使用与管理 一、正确使用钢索1．搬运：小心轻放 轻轻(≤700 kg)：盘盘式—水平放置重(＞700 kg)：筒式—垂直放置27Section 5 钢索的使用与管理 一、正确使用钢索2．解卷正确 图2-2 不正确解卷 a 卷筒 b 绳盘 c 绳盘图2-3 正确解卷法 a 绳盘 b 卷筒不产产生扭结结图图2-2：不正确的解卷方法，易引起扭结结 28Section 5 钢索的使用与管理 一、正确使用钢索3．钢索的剪切( 2～6)d 剪切部位间间距为为(2～6)d，剪切部位用细铁丝细铁丝 捆扎好 细铁丝捆扎好后剪切 4．作业时防。