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平行捻鋼絲繩分類與結(jié)構(gòu)標記問題探討
發(fā)布時間：2020-07-31 13:33 文章來源：未知 文章作者：admin 點擊數(shù)：
1問題提出 平行捻鋼絲繩是鋼絲繩的特殊結(jié)構(gòu)品種（注： GB/T 8706-2017/IS017893：2004將英文parallel- closed rope譯為平行拾密實鋼絲繩似乎并不準確，文中稱謂平行捻鋼絲繩），具有破斷拉力高
1問題提出
平行捻鋼絲繩是鋼絲繩的特殊結(jié)構(gòu)品種（注：GB/T 8706-2017/IS017893：2004將英文parallel-closed rope譯為平行拾密實鋼絲繩似乎并不準確，文中稱謂平行捻鋼絲繩），具有破斷拉力高、結(jié)構(gòu)伸長小等顯著性能特點，但由于該鋼絲繩對扭轉(zhuǎn)載荷敏感，其使用有一定的特殊性。國內(nèi)已研發(fā)出不同結(jié)構(gòu)、規(guī)格、用途的平行捻鋼絲絕口-1舊。平行捻鋼絲繩在國內(nèi)應(yīng)用較多的是制造汽車起重機伸縮臂繩排和電氣化鐵路接觸網(wǎng)補償系統(tǒng)懸掛配重。在TOKYO、TESAC等鋼絲繩企業(yè)資料中，平行捻鋼絲繩繩芯標記是CFRC（Center Fit Rope Core），目的是區(qū)別獨立鋼絲繩繩芯IWRC（Independent Wire Rope Core）。CASAR資料顯示平行撿鋼絲繩從股在繩中的排列方式可分為西魯式、填充式和瓦林吞式，依次如圖1、圖2和圖3所示，WRCA和BRIDON資料顯示瓦林吞平行撿鋼絲繩依次如圖4、圖5所示，Diepa資料顯示外層股9根、3層股結(jié)構(gòu)西魯式平行撿鋼絲繩如圖6所示，REDEALLI資料除顯示圖7外層股9根、2層股結(jié)構(gòu)西魯式平行捻鋼絲繩外，還顯示了圖8外層相對小直徑股成對與單根大直徑股相隔排列更加特殊的平行撿鋼絲繩，暫且稱之為瓦林吞式平行撿鋼絲繩]（注：REDEALLI曾經(jīng)將該結(jié)構(gòu)形式平行撿鋼絲繩出口中國市場），PYTHON資料除顯示有圖9、圖10、圖11、圖12外層股9根、3層股結(jié)構(gòu)西魯式平行拾鋼絲繩外，還顯示有圖13、圖14外層股10根、3層股結(jié)構(gòu)瓦林吞-西魯式平行拾鋼絲繩[注：PYTHON對圖9~圖14鋼絲繩共同描述：Type of closing:Closing in one operation；對圖9、圖11、圖13鋼絲繩共同描述：Rope-Characteristic：All-steel rope/Standard type（N）；對圖10、圖12、圖14綱絲繩共同描述：Rope-Characteristic:All-steel rope/Swaged（V）]。需要說明的是，可能由于標準對平行捻鋼絲繩結(jié)構(gòu)式如何表示并不明確，才導(dǎo)致大多數(shù)企業(yè)采用自定義代號表示其所生產(chǎn)的平行捻
鋼絲繩。
GB/T8706-2017/ISO17893：2004給出平行拾鋼絲繩結(jié)構(gòu)類別有6×19-PWRC類、6×36-
PWRC類、8×7-PWRC類、8×19-PWRC類、8×36-PWRC類、9×7-PWRC類、9×19-PWRC類和9×36-PWRC類，并規(guī)定鋼絲繩均為2層股結(jié)構(gòu)。如果將平行捻鋼絲繩中由外層股以外股組成結(jié)
構(gòu)視為鋼芯并用“PWRC”表示，按標準規(guī)定，圖1、圖2、圖6、圖7、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14鋼絲繩均可寫出其結(jié)構(gòu)簡式，但相應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式只能反映組繩外層股數(shù)、外層股結(jié)構(gòu)及股在繩中具有平行撿的撿制特征，并不能全面反映組繩股層數(shù)、股在繩中的排列方式等。如圖1、圖2鋼絲繩有共同的結(jié)構(gòu)簡式8xK26WS-PWRC（K），但前者股在繩中的排列形式是填充式，而后者股在繩中的排列形式是西魯式，又如圖7、圖9鋼絲繩有共同結(jié)構(gòu)簡式9x19S-PWRC，且股在繩中的排列形式是西魯式，但前者是2層股結(jié)構(gòu)，而后者是3層股結(jié)構(gòu)。圖3、圖4、圖5、圖8鋼絲繩結(jié)構(gòu)簡式似乎難寫，尤其是圖8鋼絲繩，甚至其詳細結(jié)構(gòu)式也不知該如何書寫。雖然平行拾鋼絲繩還沒有納入正式產(chǎn)品標準，但鑒于平行拾鋼絲繩的生產(chǎn)和使用已經(jīng)常態(tài)化，研究平行掩鋼絲繩的結(jié)構(gòu)分類與標記問題已經(jīng)十分必要。
2平行檢鋼絲繩結(jié)構(gòu)分類與標記問題研究
2平行檢鋼絲繩結(jié)構(gòu)分類與標記問題研究
2.1平行捻股與平行掩鋼絲繩共同點
GB/T 8706-2017/ISO17893：2004給出平行拾股定義是：“平行撿股（parallel lay strand）等卷距（equal lay）至少包括2層鋼絲，所有的鋼絲沿同一方向一次掩制而成的股。注：股中所有鋼絲繩具有相同的捻距，而且兩相鄰層鋼絲之間平行呈線接觸狀態(tài)”。標準給出平行撿鋼絲繩定義是：“平行撿密實鋼絲繩（parallel-closed rope）由2層及2層以上的股圍繞一個股芯或纖維芯一次平行捻制而成的多股鋼絲繩”。對比平行捻股與平行捻鋼絲繩定義可以得出，將平行撿股組股鋼絲換成股，則平行拾股即變成平行拾鋼絲繩，平行拾股與平行捻鋼絲繩只是形成螺旋結(jié)構(gòu)的單元，前者是鋼絲而后者為股而已，單元上互換性決定了平行撿股和平行捻鋼絲繩結(jié)構(gòu)的互換性，二者的共同點是：鋼絲（股）在股（鋼絲繩）中具有相同的掩向、捻距；由多層鋼絲（股）組成的股（鋼絲繩）不具有抗旋轉(zhuǎn)性能；鋼絲（股）在股（鋼絲繩）中保持相對固定的排列規(guī)律形式。
2.2平行捻鋼絲繩組繩最少股層數(shù)
從平行撿股與平行拾鋼絲繩共同點可知，將平行撿股組股鋼絲換成股，即可得到平行撿鋼絲繩，而標準規(guī)定2層鋼絲是平行撿股組股鋼絲層數(shù)下限，且由2層鋼絲組成的平行捻股有西魯式、填充式和瓦林吞式3種基本形式。平行捻股除基本形式外，還有由西魯式、填充式和瓦林吞式3種基本式中的2種或3種形成的組合形式，這種結(jié)構(gòu)標準稱為組合平行捻（combined parallellay），由此推斷，有什么結(jié)構(gòu)的平行捻股和組合平行拾股，理論上就存在與之相應(yīng)結(jié)構(gòu)的平行捻鋼絲繩。如圖13、圖14平行拾鋼絲繩在結(jié)構(gòu)上與26WS股對應(yīng)。GB/T 8706一2017/IS017893：2004規(guī)定其給出不同結(jié)構(gòu)類別平行撿鋼絲繩均為2層股結(jié)構(gòu)，這與其給出平行捻鋼絲繩定義中規(guī)定組繩最少2層股并不完全一致。盡管標準給出這些不同類別的平行捻鋼絲繩在實際中也可能是采用2層股組繩，如圖1、圖2、圖3鋼絲繩為2層股結(jié)構(gòu)，但強行限制這些平行拾鋼絲繩為2層股結(jié)構(gòu)，就意味著將超過2層股平行撿鋼絲繩排除在標準結(jié)構(gòu)外，如圖6、圖9、圖10、圖11、圖12外層股9根平行捻鋼絲繩因為組繩3層股會被視為非標結(jié)構(gòu)，圖13、圖14外層股10根、3層股結(jié)構(gòu)的平行撿鋼絲繩，無論從組繩外層股數(shù)，還是從組繩股層數(shù)看也會被視為非標結(jié)構(gòu)。文獻[13]還對圖9鋼絲繩結(jié)構(gòu)特點進行了研究。
2.3平行松鋼絲繩結(jié)構(gòu)分類與標記
2.3.1平行拾鋼絲繩結(jié)構(gòu)分類
2.3.1.1結(jié)構(gòu)分類應(yīng)與平行拾股分類保持一致平行拾鋼絲繩雖然也是多層股鋼絲繩，但因為股在繩中捻向相同而不具有抗旋轉(zhuǎn)性能。根據(jù)組股鋼絲數(shù)、組股鋼絲層數(shù)、組股外層鋼絲數(shù)，從GB/T
8706-2017/ISO17893：2004看，平行拾股可分為
“19根鋼絲類平行撿股”、36根鋼絲類平行拾股”和“61根鋼絲類平行撿股”，故平行撿鋼絲繩也應(yīng)有“19根股類平行拾鋼絲繩”、36根股類平行捻鋼絲繩”和“61根股類平行捻鋼絲繩”，這樣才能體現(xiàn)平行撿鋼絲繩源于對平行捻股鋼絲用股替換所得之淵源。如果這樣分類，將使平行捻鋼絲繩組繩外層股數(shù)不再受限于GB/T8706-2017/IS017893：2004規(guī)定的6根、8根、9根，自然也就顯著拓展了平行捻鋼絲繩的結(jié)構(gòu)品種，圖3、圖13、圖14等非標結(jié)構(gòu)平行撿鋼絲繩也就成了標準結(jié)構(gòu)。
當然，受到組股鋼絲直徑、股絕拾制設(shè)備等諸多條件限制，由不同結(jié)構(gòu)股組成的平行捻鋼絲繩未必要與所有成熟結(jié)構(gòu)的平行撿股結(jié)構(gòu)完全對應(yīng)。但從標準前后一致性角度考慮，筆者認為對平行拾鋼絲繩的結(jié)構(gòu)分類應(yīng)保持與平行撿股類別一致。另外，標準也可根據(jù)平行捻鋼絲繩生產(chǎn)與應(yīng)用實際，刻意減少平行撿鋼絲繩結(jié)構(gòu)類別，如只出現(xiàn)“19根股類平行撿鋼絲繩”和“36根股類平行捻鋼絲繩”。
2.3.1.2結(jié)構(gòu)類別描述借鑒平行檢股與多層股阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩
借鑒平行拾股，前述“19根股類平行捻鋼絲繩”、36根股類平行捻鋼絲繩”和“61根股類平行拾鋼絲繩”，只是從組繩股數(shù)、組繩股層數(shù)、組繩最外層股數(shù)角度對平行撿鋼絲繩結(jié)構(gòu)進行分類，但這如同只說6股鋼絲繩、7股鋼絲繩、8股鋼絲繩而沒有說這些鋼絲繩是由什么結(jié)構(gòu)類型股組成的鋼絲繩，故不能作為對平行拾鋼絲繩結(jié)構(gòu)類別的完整描述。參考GB/T8706-2017/IS017893：2004多層股阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩結(jié)構(gòu)類別描述，故只需增加組繩外層股結(jié)構(gòu)描述，即可形成對平行捻鋼絲繩的結(jié)構(gòu)類別描述。如將由7根鋼絲類股”組成的‘“19根股類平行拾鋼絲繩”結(jié)構(gòu)類別寫成PWRC19×7類。對該類平行撿鋼絲繩結(jié)構(gòu)的詳細說明是：組繩股15-26根，組絕外層股7-12根，組繩股2-3層，外層股為組股鋼絲5-9根、股外層鋼絲4-8根的單層鋼絲股，股在繩中平行捻制。對由“19根鋼絲類平行檢股”組成的“36根股類平行撿鋼絲繩”，將該結(jié)構(gòu)類別寫成PWRC36×19類，對該類鋼絲繩結(jié)構(gòu)的詳細說明是：組繩股29-57根，組繩外層股12-18根，組繩股2-4層，外層股為組股鋼絲15-26根、股外層鋼絲7-12根的平行拾股，股在繩中平行拾制。
根據(jù)上述分析與結(jié)合現(xiàn)有資料，捻制股平行捻鋼絲繩分為PWRCI9×7類、PWRC19×19類、PWRC19×36類、PWRC36×7類、PWRC36×19類、PWRC36×36類比較合適。如果外層股為壓實股，或?qū)︿摻z繩進行壓實，結(jié)構(gòu)類別自然增加，如PWRC19×
K7類、PWRC（K）19×7類、PWRC（K）19×K7類等類別?？紤]到圖4、圖5鋼絲繩外層股屬于2種結(jié)構(gòu)類別、結(jié)構(gòu)相對單一、生產(chǎn)企業(yè)相對少數(shù)，故暫不給出相應(yīng)結(jié)構(gòu)類別。
需要注意的是，由于GB/T8706-2017/
IS017893：2004規(guī)定填充鋼絲在股中不構(gòu)成單獨層，因此，平行拾鋼絲繩中的填充股也不構(gòu)成單獨的層。
2.3.2平行捻鋼絲繩結(jié)構(gòu)標記
從組繩股層數(shù)看，GB/T 8706-2017/ISO17893：
2004多層股鋼絲繩有多層股阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩和平行拾鋼絲繩2大類。對于阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，在鋼絲繩結(jié)構(gòu)類別時出現(xiàn)了字母“M'、W”。如34（M）×7類鋼絲繩、35（W）×7類鋼絲繩。對34（M）×7類鋼絲繩，這里“M”的背后含義是合繩次數(shù)與組繩股層數(shù)一致，該鋼絲繩由3層股組成，外層股以外股形成的鋼絲繩是經(jīng)過了2道合繩工序獲得。對35（W）×7類鋼絲繩，外層股以外股形成的鋼絲繩是由1道合繩工序獲得，且外層股以外股在繩中呈瓦林吞形式排列，換言之，外層股以外股構(gòu)成的鋼絲繩是瓦林吞式平行捻鋼絲繩。至于標準為什么會出現(xiàn)2層股阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩結(jié)構(gòu)類別寫法并不一致，如2層股18×
7類鋼絲繩與2層股8×7：IWRC類鋼絲繩。分析認為，之所以出現(xiàn)8×7：IWRC類鋼絲繩寫法，可能是因為：（1）有別于8×7類單層股鋼絲繩；（2）在“IWRC”前置符號：”，表示這種鋼絲繩獨立繩芯拾向與外層繩捻向相反（注：如果“IWRC”前置符號是
“-”，通常“IWRC”拾向與外層繩撿向相同），而2層股18×7類鋼絲繩作為經(jīng)典的多層股阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，不必對其結(jié)構(gòu)進行過多描述，況且也沒有外層股11-12根單層股非抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，故也即沒有將其結(jié)構(gòu)類別寫成與8×7：IWRC類相同的結(jié)構(gòu)形式。
平行趁股的多樣性帶來了平行撿鋼絲繩結(jié)構(gòu)的多樣性，如果將外層股以外股形成的結(jié)構(gòu)視為繩芯并以“PWRC”表示，這不能說明股在繩中的準確排列方式，因而顯得未必合適。既然平行撿鋼絲繩也是多層股鋼絲繩，因此關(guān)于對其結(jié)構(gòu)式的描述應(yīng)參考多層股阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩結(jié)構(gòu)描述規(guī)定。結(jié)合國外企業(yè)資料，筆者認為根據(jù)組繩外層股直徑是否相等，對平行捻鋼絲繩結(jié)構(gòu)式采用如下方法表示，對外層股直徑相等結(jié)構(gòu)采用“PWRC組繩股數(shù)（股在繩中排列方式代號）外層股數(shù)×外層股結(jié)構(gòu)”的表示方式，如圖1、圖2、圖6、圖13鋼絲繩（不考慮聚合物填充）依次寫成PWRC（K）17（F）8xK26WS、PWRC
（K）17（S）8xK26WS、PWRC28（S）9x195、PWRC26（WS）10×25F，圖10、圖12、圖14鋼絲繩依次寫成K[PWRC28（S）9×195]、KIPWRC28（S）
9×25F]、KIPWRC26（WS）10×25F]。對外層股直徑不相等結(jié)構(gòu)，則將不同直徑股分開，并用“+”號連接，如圖3鋼絲繩結(jié)構(gòu)式寫成PWRC（K）16（W）
10×（5×K31WS+5×K26WS）。圖8鋼絲繩結(jié)構(gòu)式是否可參考3×2+3三角股芯而寫成PWRC12
（W）9×（3×2×6+3×19S）需要進一步研究。值得說明的是，圖8這種形式的平行撿鋼絲繩被BRIDON用作阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的內(nèi)層繩
3結(jié)語
鋼絲繩產(chǎn)品標準的頒布與實施不可能始終與新品研發(fā)同步，標準只能給出結(jié)構(gòu)品種相對成熟、使用相對普遞的鋼絲繩結(jié)構(gòu)，不可能包羅萬象，總會有一些新結(jié)構(gòu)，只是個別企業(yè)生產(chǎn)、使用不具有普遍性的綱絲繩游離在標準之外，而且這種現(xiàn)象會長期存在。例l，如圖4鋼絲繩結(jié)構(gòu)只出現(xiàn)在WRCA和加拿大鋼繩工業(yè)公司，圖5鋼絲繩結(jié)構(gòu)只出現(xiàn)在BRIDON，圖8也僅出現(xiàn)在REDEALLI；例2，TOKYO資料給出股式芯IWSC[Ses（39）]6×WS（26））、IWSC
[ses（48）]6×WS（31）、IWSC[ses（48）]6xWS
（31）鋼絲繩（直徑范圍依次為8~50mm、l6~60
mm、16~60mm），其肯定對鋼絲繩有特殊的性能考慮，這恐怕是給其Rota-Less Rope特殊稱謂的原因；例3，REDEALLl早期資料給出18（6+1）+（36+
24+18+11+（6）+6+1）、12（6+1）+（24+18+12+6+1）、12（8+8+1）+（30+24+18+12+6+
1）鋼絲繩（直徑范國依次為40~70mm、20~48mm、40~60mm），現(xiàn)有技術(shù)標準也沒有這種結(jié)構(gòu)形式的鋼絲繩，這恐怕也是REDEALLI給其自定義Ercole Wire Rope稱謂的原因；例4，GB/T 8706-
2017/IS017893：2004給出多層股阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩組絕股最多40根、組繩股最多3層、外層股最多18根，而REDEALLI、KISWIRE、USH Martin 等提供海洋工程多層股鋼絲繩組繩股55根、4層、外層股21根似乎是“標準結(jié)構(gòu)”，BRIDON、KISWIRE多層股鋼絲繩外層股更是多達24根。
3結(jié)語
將平行拾股組股鋼絲換成股，則平行捻股即變成平行撿鋼絲繩，反之亦然。平行捻鋼絲繩特點是：組繩不同位置股在鋼絲繩中具有相同捻向、捻距；鋼絲繩不具有抗旋轉(zhuǎn)性能；股在鋼絲繩中具有相對固定的排列規(guī)律。2層股是平行捻鋼絲繩組繩股層數(shù)下限。GB/T8706-2017/IS017893：2004規(guī)定所給不同結(jié)構(gòu)類別平行捻鋼絲繩均為2層股結(jié)構(gòu)，與其對平行掩鋼絲繩定義不完全一致。從組繩股數(shù)、組繩股層數(shù)、組繩最外層股數(shù)角度，平行捻鋼絲繩結(jié)構(gòu)類別可分為“19根股類平行拾鋼絲繩”、‘36根股類平行掩鋼絲繩”和“61根股類平行捻鋼絲繩”。將組繩外層股以外股構(gòu)成的結(jié)構(gòu)用“PWRC”替代的鋼絲繩結(jié)構(gòu)簡式只能反映組繩外層股數(shù)、外層股結(jié)構(gòu)及股在繩中具有平行捻的捻制特征，并不能全面反映組繩股層數(shù)、股在繩中的排列方式等。根據(jù)相關(guān)分析與結(jié)合現(xiàn)有資料，平行捻鋼絲繩分為PWRC19×7類、PWRC19×19類、PWRC19×36類、PWRC36×7類、PWRC36×19類、PWRC36×36類比較合適。如果外層股為壓實股，或?qū)︿摻z繩進行壓實，平行撿鋼絲繩結(jié)構(gòu)類別自然相應(yīng)增加。描述平行捻鋼絲繩結(jié)構(gòu)應(yīng)參考多層股抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩相關(guān)規(guī)定，應(yīng)體現(xiàn)組繩股數(shù)、組股在繩中的排列形式、組繩外層股數(shù)、組繩外層股結(jié)構(gòu)以及對鋼絲繩是否存在壓實等。