点接触、线接触、面接触、压实股钢丝绳怎么选,第一步不是量直径,是先把接触形式和结构定下来
常见得区分是按照点接触、线接触、面接触;
按照现行得GB/T 8706—2017《钢丝绳术语、标记和分类》里,按股的捻制方式和断面形态分:交叉捻股(点接触捻)、平行捻股(线接触)、压实股、三角股(异型股)、平行捻密实钢丝绳、阻旋转钢丝绳、密封钢丝绳等。
点接触(交叉捻股)
交叉捻股的特点是股内至少一层以上钢丝捻向相同,相邻层钢丝相互交叉,呈点接触状态;生产上多工序逐层捻制。
- 结构代号里带 M 的属于这一类,如 6×19M、6×24M、6×37M、6×61M。
- 点状接触意味着接触面积小、接触应力集中,钢丝交叉处容易产生塑性变形和剪应力,捻制损失也比线接触大。点接触钢丝绳的疲劳强度一般低于线接触钢丝绳;它的优点是柔软、细丝多、价格低。
- 适合的场合:静载拉伸、绑扎、牵引、船舶系索、索道牵引、平衡尾绳,以及不反复绕小滑轮的部位。王奎生教材选型段里,平衡尾绳常用 6×19、6×24 等圆股,也有 18×7、34×7 这类多层股结构。
线接触(平行捻股):S、W、Fi、WS
平行捻股所有钢丝沿同一方向一次捻制、捻距相同,相邻层钢丝平行靠住,呈线接触。按配丝方式分四种:
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| | | 6×26WS、6×31WS、6×36WS、6×41WS、6×49SWS、6×55SWS |
线接触钢丝接触应力低、受力均匀,反复绕滑轮时内部微动磨损小,是起重卷扬、电梯、矿井提升这类交变弯曲工况的主力结构。疲劳性能点接触 < 线接触 < 面接触 ≈ 三角股;这是经验结论,不是标准条款,实际寿命仍要以厂家疲劳试验数据和现场工况为准。
3. 压实股(K 系列)
压实股是在成绳之前,先把股经过模拔、轧制或锻打等压实加工:钢丝形状和股尺寸改变,钢丝金属横截面积基本保持不变。
- 代号前加 K,如 6×K19S、6×K25Fi、6×K36WS、6×K41WS、6×K49SWS、8×K19S、18×K7。
- 压实后股断面更圆整、表面光滑,丝间空隙减小,钢丝与滑轮、卷筒的支撑面变大,抗挤压、耐磨表现好;同直径下金属填充系数更高,破断拉力系数相应提高。
- 要注意两点:一是压实股偏硬,柔韧性不如细丝线接触绳,绕小滑轮时不利;二是压实股不等于弯曲疲劳天然占优。压实股、面接触结构破断拉力高、耐磨抗压,适合磨损和挤压重的场合;高频弯曲疲劳场合仍要优先看线接触结构的疲劳数据,不能笼统认为"越压实越好"。
三角股、密封绳
- 三角股(V):股断面呈三角形,与卷筒、滑轮接触面大,抗挤压、耐压陷,弯曲时应力分布更均匀;常见 6V×21、6V×24、6V×25、6V×28SB 等。缺点是硬、柔韧性差,不能拿去绕小滑轮。
- 密封钢丝绳:由中心绳芯加多层 Z 型(或梯形)钢丝互锁包裹,表面几乎连成一圈光面,支撑表面最大,耐腐蚀、耐磨,用于罐道、长期系泊等;价格高、柔韧性差。
压实股、压实钢丝绳、双压实也是不一样的
这三个词现场经常混用,标准里是分开的三个概念:
压实股钢丝绳,成绳之前,股先经过模拔 / 轧制 / 锻打压实,再捻制成绳;股与股之间仍保留间隙,结构代号前加 K,如 6×K36WS;
压实钢丝绳,圆形股成绳之后,再经过模拔、轧制或锻打等压实加工,使钢丝绳直径减小,结构前加符号 K;产品含圆股压实钢丝绳、压实股压实钢丝绳、内层绳压实的阻旋转钢丝绳;
双压实钢丝绳,压实股成绳之后,再做一次压实,即"股压实 + 绳压实"两道工序
疲劳、耐磨、破断拉力到底那个更加重要?
疲劳弯曲
- 点接触邻层存在较大接触应力和二次弯曲应力,疲劳强度一般低于线接触钢丝绳。
耐磨与支撑表面
密封钢丝绳支撑表面最大,其次是多股面接触钢丝绳和异型股钢丝绳;点接触、线接触圆股绳支撑表面最小;交互捻又比同向捻支撑表面小一些。支撑表面越大,接触应力越小,磨损越轻。
破断拉力
同直径下,金属填充系数越高,破断拉力系数 K′ 越高。压实结构空隙率低、填充密实,破断拉力系数一般高于同规格非压实结构;具体高多少、对应哪个 K′ 值,必须查对应标准的结构—直径—参考重量—破断拉力对照表,或直接以厂家质保书实测最小破断拉力为准,不要套用未经标准核实的百分比。
柔软度
细丝多层、点接触和普通线接触绳偏柔软;压实股、三角股、密封绳偏硬。滑轮直径小、弯曲次数多的场合,柔软度要优先考虑。
按工况选结构(对照参考)
下表典型代号均核对自标准原文;最终选型以设备说明书、对应行业标准附录结构表和厂家质保书为准。
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| | 6×19S、6×19W、6×25Fi、6×31WS、6×36WS、8×19S | GB/T 34198—2017、GB/T 34529—2017;绕滑轮反复弯曲,优先疲劳表现 |
| | 18×7、18×19W、24(W)×7、35(W)×7 | |
| | 8×19W(1-6-6+6)、8×19S(1-9-9)、8×21Fi、8×25Fi | GB 8903—2024,公称直径 6~38 mm;重点考核弯曲疲劳与伸长率,结构类别由供需双方协商 |
| | 6V×21、6V×25;6×K19W、6×K25Fi、6×K46WS、7×K19S、7×K26WS、7×K31WS、18×K7、35(W)×K7 | GB 33955—2024;潮湿淋水环境选镀锌;交变拉弯为主、疲劳断丝是主因 |
| 线接触 WS/SWS 与压实股并列,钢芯或聚合物包覆钢芯 | 6×36WS、6×41WS、6×49SWS;6×K36WS、6×K41WS、6×K49SWS;8×19S、8×26WS | GB/T 34197—2025;铲斗提升、开合、绷绳、推压、回拉分工况选用;耐磨抗冲击要求高 |
| | | SY/T 5170—2013、GB/T 40089—2021、SY/T 6666—2017;考虑泥浆腐蚀与动态载荷系数 |
| | | GB/T 37452—2019:钢丝强度等级不高于 1960 级;绳芯应选钢芯;旋向与卷筒旋向相反;镀锌不低于 AB 级;动索最小设计系数不低于 3.0,计算结果不必大于 5.0 |
| | | GB/T 33364—2016;长期浸水、隐蔽维护场合优先耐腐蚀结构 |
| | 4×25Fi-FC、4×31WS-FC、6×19W-WSC、6×19S-WSC、6×31WS-WSC、6×31WS-FC、6×36WS-FC、6×36WS-WSC | YB/T 4575—2016;八种典型结构,钢芯 / 纤维芯按标准表选用 |
| | | 不反复绕小滑轮,柔软和成本优先;系索、拖曳类可配有机芯或合成纤维芯 |