钢丝绳

钢丝绳是由多股螺旋状钢丝组成的钢制品。^[15]钢丝按照一定的规则编织在一起，形成一个类似于螺旋状的钢丝束。^[16][17][18]

钢丝绳由钢丝、绳芯及润滑脂组成^[19]。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股^[20]，再以绳芯为中心^[21]，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。在物料搬运机械中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。^[22]

1834年欧洲人奥鲁勃特发明了世界上第一根钢丝绳。1939年中国建立的天津市第一钢丝绳厂是中国第一家金属制品企业。截至目前，中国已经生产和使用光面钢丝绳70余年。^[23][24]

早在17世纪中叶，欧洲就出现了制造简单铁丝绳索的作坊，至今已有300多年的历史。^[25]1834 年，欧洲人奥鲁勃特制造出第一根钢丝绳， 至今已有100多年的历史，这时的钢丝绳还不是现代意义的钢丝绳，它是由强度不高的低碳钢丝捻制而成的，结构简单，承载能力低。1854年，詹姆斯豪斯福尔发明了以熔铅作淬火介质的钢丝热处理工艺^[26]，并取得了专利权，国际上将这种热处理称为Patatinz,中国叫做焙炖处理^[27]，铅淬cuì火处理^[28][29]对钢丝的综合力学性能^{[30][31][32][33]}和拉拔性能^[34][35]的提高实际上是一次很重要的工艺革命^[36]，大大促进了钢丝绳业的发展。

第二次世界大战后，人类社会很快进入了20世纪的后半叶，科学技术得到了突飞猛进的发展，世界各国迎来了一个国民经济高速发展的时期。冶金、机电工业的发展为钢丝绳行业的发展^[37]提供了条件，钢的冶炼、轧制技术不断提高，拉丝制绳设备工艺性能不断改善，高速拉丝机、捻股机及大型合绳机先后问世，大大改变了钢丝绳的生产条件^[38]。另一方面，矿山^[39][40]、石油^[41]、远洋航运、建筑、渔业、交通、冶金、化工、机械、航空、林业等部门^[42]对钢丝绳的需求量逐年增加^[43]，钢丝绳的品种、规格、结构，需求越来越多样化，对钢丝绳的使用性能要求越来越严格^[44]，这从另一方面大大促进了钢丝绳品种、规格、结构的扩大、制造工艺的进步和产品质量的提高。^[45]

钢丝绳在面对市场需要^[46]，加大力度研制开发出粗直径(直径达360tr-m以上、单重200t以上)E型钢丝绳、高强度钢丝绳和超长钢丝绳等专用钢丝绳。国外重点钢丝绳生产厂家普遍采用大盘重周转，实现了工序间的连续化、高速化、自动化操作，大大提高了生产率和绳钢丝的质量。捻股机逐步向高速化、自动化方向发展，筐篮式捻制设备逐步被管式机、双捻机、跳绳机代替，成绳机^[47]向大型化发展，大型串联机^[48]和大工字轮成绳机^[49](工字轮轮径可达2400mm)先后投入使用。

中国钢丝钢丝绳业始于20世纪30年代，中国钢丝绳行业的发展起步于新中国建立后的50年代。新中国的建立，结束了半封建半殖民地的统治，中国走上了建设发展的新时期。50年代除对鞍山、天津等原有的规模不大的钢丝绳厂进行扩建外，在上海、湖南、山东、湖北等地新建了12个钢丝绳厂，并从国外引进了一定数量的拉丝制绳设备^[50]，形成了以天津钢绳厂、鞍钢钢绳厂、上海二厂 、湘钢钢绳厂等为龙头企业的钢丝绳生产厂家，奠定了，中国钢丝绳行业的发展基础。60年代，国家为适应国民经济发展的需要，中国在宁夏、贵州1等地兴建了32家钢丝绳生产企业，使中国钢丝绳生产获得了进一步的发展，逐步满足了国民经济和军工的基本需求，奠定了钢丝绳企业的发展基础。60 年代后期，尤其是70年代，我国钢丝绳生产厂家加强了对钢丝绳产品的品种、结构，使用性能等方面的研究开发工作，如线面接触钢丝绳、不松散钢丝绳、不旋转钢丝绳、异型股钢丝绳、密封钢丝绳、扁钢丝绳和其他专用钢丝绳的研制都是在这一时期开始或完成的。经过这一时期的发展，扩大了钢丝绳的品种、结构，增加丝绳的产量，提高了钢丝绳的质量^[51]，钢丝绳产品进一 步满足了国民经济发展的需要^[52]。

进入80年代后，随着改革开放政策的启动、落实和改革开放力度的不断加大，国民经济获得了高速度稳定发展^[54]。我国钢丝绳行业也同时步入了一个新的高速发展时期^[55]。^[56]冶金工业也获得了高速发展，使得我国钢丝用原材料供应条件和供应质量得到了很大改善，随着40余条国产高速轧机先后投产，大盘重索氏体化线材为钢丝绳生产提供了较好的原料条件。索氏体化盘条的使用使制绳钢丝的质量得以提高，并且为逐步实现大盘重连续化周转奠定了基础。在此基础上全面改善优质硬线盘条的内在质量，宝钢、鞍钢^[57]、武钢等大钢厂正着力改进炼钢工艺，开发高纯净度钢和高强度钢丝绳用新钢种，满足制品行业对原料质量越来越高的要求^[58]。国家实行改革开放政策后，我国一些钢丝绳厂从国外引进了一批拉丝制绳先进设备和技术，如密封钢丝绳捻制设备、石油钢丝绳生产线、航空钢丝绳生产线等。^[59]此外还引进了一批高性能及高速拉丝机(如直接水冷v形槽拉丝机、直进式和活套式拉丝机等)、连续热处理一酸洗一镀层生产线、跳绳式股绳机、大型成绳机(如贵绳8 / 1600成绳机)和大工字轮放线装置等，提高了我国钢丝绳装备水平和生产技术水平，进一步满足了改革开放条件下国民经济发展的需要。^[60][61]

钢丝绳可按制绳钢丝材质，表面状态、捻制方法和钢丝绳用途等进行分类^[25]。

1．碳素钢^[62]钢丝绳，以优质碳素结构钢钢丝为原料捻制而成。^[63]

2．不锈钢钢丝绳，以不锈钢钢丝为原料制造捻制而成^[64]

按照表面状态分类

1.磷化涂层^[65]钢丝绳^[66]（中国专利），简称磷化钢丝绳，制绳钢丝磷化膜膜重3-60克/平米，磷化后捻制前钢丝不进行冷拉加工，直接捻制股绳、钢芯及钢丝绳，磷化膜可以提高制绳钢丝表面的耐磨损、耐腐蚀能力，有效抑制微动疲劳的发生。制绳钢丝磷化处理，优先采用锰系或锌锰系磷化，钢丝磷化后不进行任何拉拔加工，直接使用磷化钢丝捻制钢丝绳，由于磷化涂层^[67]使钢丝表面更加耐磨，而且磷化膜不导电，能够同时提高钢丝抗锈蚀能力，使用磷化钢丝绳使用寿命是光面钢丝绳的2-3倍，钢丝绳耐疲劳性能大幅度提高。^[68]磷化钢丝绳不仅是光面钢丝绳的理想替代品，而且完全有能力替代进口的钢丝绳。^[69][70]

2.镀锌钢丝绳^[71]，包括热镀锌^[72]和电镀锌两种方法，^[73]镀锌层对钢丝的保护属于阳极保护，镀锌层越厚防腐蚀能力越强

3.涂塑钢丝绳^[74]，在钢丝绳外表面或股绳外表面涂覆一定厚度的塑料，^[75][76]包括聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯zhǐ等^[77]

4. 光面钢丝绳^[78]，经过热处理^[79][80]和表面准备的原料冷拉后^[81]得到的制绳钢丝（注：预处理过程中形成的磷化膜在冷拉过程中与 拉丝模具激烈摩擦逐渐脱落），钢丝不再经过任何表面处理直接捻制股绳、钢芯和钢丝绳，国外1834年开始生产^[82]，国内1939年天津第一钢丝绳厂开始生产。^[83]

单股绳

也称为单捻绳，由制绳钢丝围绕中心丝或麻芯捻制而成，可以捻制一层或多层钢丝。

双捻绳

由双股绳围绕绳芯（钢芯或纤维芯）捻制而成，可以捻制一层或多层钢丝，是使用最广泛的钢丝绳品种。

三捻绳

以双捻绳作为股绳围绕绳芯捻制而成，主要用于直径60mm以上的粗规格钢丝绳，如海工钢丝绳等

钢丝绳捻制方法标示方法如下：

a右交互捻SZ：绳右捻，股左捻，股绳捻向与股内钢丝捻向相反，称交互捻

b左交互捻ZS：绳左捻，股右捻

c右同向捻ZZ：绳右捻，股右捻

d左同向捻：绳左捻，股左捻

e右混合捻：绳右捻，部分股左捻，部分股右捻

f左混合捻：绳左捻，部分股右捻，部分股左捻

按股中相邻层钢丝之间的接触状态分为点接触、线接触或面接触3种。

①点接触的钢丝绳：股中钢丝直径均相同，各层钢丝之间捻角相同，捻距不同，所以内外层钢丝相互交叉，呈点接触状态。

②线接触的钢丝绳：股中各层钢丝的捻距相同捻角不同，内外层钢丝互相接触在一条螺旋线上，呈线接触状态。在使用条件相同情况下，线接触钢丝绳使用寿命比点接触钢丝绳长。

③压实类钢丝绳，^[84]原称为面接触钢丝绳，钢丝绳捻制过程中，经过锻打、拉拔等，钢丝之间形成接触面，包括股绳压实、钢丝绳压实和绳股双压实等。^[85][86]

④密封钢丝绳：外层用异形钢丝制成，包括T型S型Z型断面结构的钢丝，表面光滑，耐磨性好，与相同直径的其他类型钢丝绳相比，抗拉强度较大，并能承受横向压力，但挠性差、工艺较复杂、制造成本高，常用作承载索，如缆索起重机和架空索道上的缆索。

悬吊桥梁用绳和矿用捻股：索体钢丝应捻制紧密均匀、平直和不松散，索体直径在预张拉后正误差不应大于 5%，负误差 0。吊索应根据要求在特殊位置处设置标记点，主要标记点应有：锚头端面位置点、吊索长度标记点（与锚头端面的距为 300mm），吊索中点、吊索夹具（骑跨式吊索时用）定位点。吊索侧面应设置沿轴向标志线，以监测安装时索体不发生扭转。^[87]

架空索道用承载绳 ：在索道的设计中，索道承载索必须选择钢丝绳制作。而从索道构架整体看，此承载索是一个柔性构件、而只承受拉力，其材料服从虎克定律。同时，在分析其受力时，把支架上承载索铰jiǎo点的变形忽略不计，由此可按抛物线理论对承载索受力进行分析算，求解承载索的张力，垂度、切线倾角，曲率半径及曲线长度，以解诀承载索的安装长度问题...计算中其他有关参数等，重载最大垂度般由用户在任务书中提出。用户任务书:承载索长度220米(水平最大距离150米，高度最大150米)，最大货物载重量: 1吨,线路坡度: 0~45°，要求设计承载索安装最快。^[88]

传动装置用牵引绳：驱动装置通过驱动轮带动沿输送机两 侧布置的无级钢丝绳在托绳轮上运行。输送带藉两侧 的耳槽搭在钢丝绳上，靠摩擦力使其与物料一起随钢 丝绳运动，绕经卸载滚筒时将物料卸出。返回的空带通 过耳槽搭在回程钢丝绳上，一起运行至机尾张紧滚筒， 形成闭环。输送机两端均有分绳装置和上绳装置，使输 送带与钢丝绳脱开或楔合，以便两者分别绕过各自的 两端滚筒 (或绳轮)。^[89]

捆扎和拖编货物用系扎绳：捆绑时，将捆绑绳从重物底部穿过，将绳的中段兜于重物底部，将两个绳头都挂到吊钩上。^[88]

电梯钢丝绳，也就是用在电梯上的钢丝绳。电梯用钢丝绳主要分为曳引用钢丝绳及限速器用钢丝绳，电梯曳引用钢丝绳一般用8*19S-FC-8mm8*19S-10mm而商场则用轻微大一点的电梯钢丝绳12mm13mm商场载物电梯则，12mm13mm16mm直径的电梯钢丝绳，而限速器用钢丝绳直径一般在6mm以上8mm以下。

新出厂钢丝绳大部分在出产时已经进行了润滑处置，电梯钢丝绳使用过程中润滑油脂会流失减少。^[90]鉴于润滑不只能够对钢丝绳在运输和存储期间起到防腐维护作用，而且能够减少钢丝绳使用过程中各钢丝之间、绳股之间和钢丝绳与曳引轮^[91]槽之间的磨损，并且对延长钢丝绳使用寿命也十分有益。因此，为把侵蚀、磨损对钢丝绳的危害降到最低水平，进行润滑检查十分必要。首先一定要选择相宜的钢丝绳润滑油脂，电梯钢丝绳润滑油脂应采用有一定摩擦系数的专用摩擦油脂，高机能的钢丝绳润滑油脂是维护钢丝绳延长钢丝绳寿命的根本保证。钢丝绳在工作时，内部呈现三维方向的微动摩擦^[92]，这就需要钢丝绳润滑脂必需具有很强的渗透渗出机能即让润滑油脂中的润滑油分子抗磨剂成分能渗透渗出到每根钢丝上面。^[93]

电梯钢丝绳润滑脂还必需具有较强粘附机能．以保证其平均的粘附到每根钢丝绳上。注重润滑治理是保证钢丝绳平安使用要求的一个方面，还必需对钢丝绳曳引轮槽的外表磨损情况、轮槽几何尺寸进行检查，以保证钢丝绳在运行过程中使其始终处于良好的接触状态以减少摩擦力。^[94]

除了圆股外，还有三角股^[95]、椭圆股和扁股等异型股^[96]。与圆股的相比，它们有较高的强度，与卷筒或滑轮绳槽的接触性能好，使用寿命长，但制造较复杂。

钢丝绳的生产有拉丝、捻股及合绳三个基本工序。^[97]

原材料：这里说的钢丝绳拉丝是指原材料经过酸洗、磷化、剥壳、开坯，其间进行一次或多次的拔拉，改变其分子机构，使其达到目标直径的一种工艺手段。

原材料有0.14～10.00mm的黑色金属和直径为0.01～16.00mm的有色金属。

酸洗：用酸液洗去钢丝绳原材料表面锈蚀物和轧皮的过程，在钢丝绳生产工艺中又叫剥壳，主要把高线的氧化物剥离，以免铁锈等杂质影响开坯，损坏拉丝模具。

磷化：通俗的说就是把材料浸入磷酸盐溶液中，使其表面获得一层不溶于水的磷酸盐薄膜的工艺。在一定程度上防止腐蚀。^{[98][99][100][101][102]}

开坯：通过各种拉制金属线的模具中心的一定形状的孔，圆、方、八角或其它特殊形状。当金属强行穿过模孔时尺寸、形状都发生变化。

冷拔丝：普通的圆钢，让通过比其直径小一点的孔中强行拉过，则圆钢直径就会变小，长度会伸长，不断重复这样的加工过程，则圆钢就会进一步变小。产生这种塑性变形以后的钢材硬度会增加，塑性会基本消失。不要求塑性，只要求强度的场合，可以使用这样的钢材。^[103]

回火：因为钢丝的分子结构已经破坏，只有回火再次还原钢丝内部的结构。以便于再次拉丝，这样不易断裂，而且能拉到想要的强度。强度就是抗拉强度。强度是拉丝拉出来的，不是热处理出来的。这就是钢丝绳工艺和机械加工工艺最大的区别了。

一般的强度：1470N/mm2,1570N/mm2,1670N/mm2,1770N/mm2,1870N/mm2,1960N/mm2.强度越高，拉力越强，但是韧性越差。所以，在钢丝绳选型上应选择合适的强度。不能一味高强度。高强度钢丝绳拉力是强的，但是在耐磨度和柔韧性方面比较弱。

捻股的类型、结构和用途钢丝绳的类型、结构、原料和生产工艺取决于用途。一般钢丝绳用直径0.1～6.0mm圆断面的碳素钢丝。捻制密封和半密封钢丝绳时，采用Z形和其他异型钢丝。钢丝绳的品种不断增多，结构日益复杂，除采用各种涂层钢丝外，还使用不锈钢丝和双金属钢丝。为确保钢丝绳使用的安全性和可靠性，要求钢丝绳有足够的强度，良好的挠性、捻制的密实性、抗压性、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳强度等，其中强度最为重要。^{[104][105][106][96]}

钢丝绳的截面结构有点接触圆股、线接触圆股、面接触圆股、异型股、单层股^[107]不旋转、密封及扁平等。其中面接触圆股钢丝绳是靠捻股机的牵引力将线接触绳股通过拔丝模或辊gǔn模拔制而成。通过拉模，绳股变形前和变形后的截面捻股中有涂油和镀层两种防腐措施。

涂油：所有钢丝绳都必须涂油。纤维芯浸油，要求油脂能够保护纤维芯不腐烂、不锈蚀钢丝，滋润纤维，并从内部润滑钢丝绳。表面涂油使绳股中所有钢丝表面都均匀地涂上一层防锈润滑油脂，其中对摩擦提升和矿水大的矿井用绳，要涂增磨和抗水性强的黑油油脂；其他用途则涂成膜性强、防锈性能好的红油油脂，并要求油层薄，便于在操作过程中保持清洁。

镀层：有镀锌、镀铝、涂尼龙或塑料等。镀锌又分钢丝先镀后拔的薄镀层和钢丝拔后镀锌的厚镀层，厚镀层的机械性能比光面钢丝绳有所降低，宜在严重腐蚀环境中使用。镀铝钢丝绳比镀锌钢丝绳更耐腐蚀、耐磨、耐热，主要用于渔业拖网船舶及含H2S的矿井等，采用先镀后拔法生产。涂尼龙或塑料的钢丝绳分涂绳和涂股后合绳两种。前者用于静索，后者用于动索。

卷线工序：将钢丝线盘，重新卷在捻股机的工字轮上；也可将钢丝从拔丝机后直接卷到工字轮上。捻股将钢丝捻成绳股。捻股机有筐篮式、轴管式、无管式和双捻机等。为12轴管式捻股机示意图，1是装下层绳股的工字轮，2是旋转的机筒，内装12个卷满钢丝的工字轮,3是成股的压线瓦，4是牵引轮，5是上层绳股的收线轮，机筒旋转一周，牵引轮引出的绳股长度即为股的捻距。

在合绳机上将绳股围绕绳芯中心线作螺旋线排列生产钢丝绳的工艺过程。合绳要严格按照钢丝绳制造工艺规定进行。合绳机选定后，应认真选配合绳用股，股的规格、结构、捻向（见钢丝绳捻法）、长度等应满足钢丝绳制造卡片的要求。股选定后，将载股工字轮安装在合绳机的工字轮轮架上。合绳工序中工字轮的安装、股的穿线方法、捻制参数的调整及捻制操作与捻股时的相同。合绳与捻股相比，仅在捻制工艺上有所不同。钢丝绳的捻制分为单捻钢丝绳的捻制、双捻钢丝绳的捻制和三捻钢丝绳的捻制3种类型。

单捻钢丝绳捻制方法和捻制工艺与相同结构的股的捻制方法和捻制工艺基本相同，区别仅在于在单捻钢丝绳中，围绕绳芯外的各捻制层的钢丝捻向是交替变化的，捻向则按外层钢丝的捻向确定。密封钢丝绳属单捻钢丝绳，捻制方法与捻制圆股单捻钢丝绳相似，其不同点在于，捻制时必须保证绳芯外的异形钢丝大面始终朝向钢丝绳的外表面。密封钢丝绳绳芯外异形钢丝的捻制一般在专用设备上完成。

双捻钢丝绳通常由2、3、4、6、7、8根股捻制而成。最多可达到36股，品种多，结构较复杂，是应用最广泛的钢丝绳。应用最普遍的是由6根股组成的双捻钢丝绳。中细规格的双捻钢丝绳可采用管式捻股机捻制。粗规格钢丝绳^[108]，特别是同向捻钢丝绳（见钢丝绳捻法），采用筐篮式合绳机捻制。异形股钢丝绳可采用专用设备捻制^[109]，也可在普通合绳机上将圆形股变形成异形股后捻制成钢丝绳^[110] 。面接触钢丝绳可采用异形钢丝绳捻制法制造，也可采用塑性压缩法制造。塑性压缩法是在捻股时将圆形股经受拉拔或辊压，使股中钢丝产生塑性变形，改变股内钢丝的接触状态，然后用这种股捻制成钢丝绳。三捻钢丝绳的捻制与双捻钢丝绳的捻制相同，只是捻制次数增加了。

所有钢丝绳都应捻制成不松散的。钢丝绳的不松散性能通过合绳时对捻制股进行预变形实现。金属绳芯的钢丝绳也可以采用热处理方法获得不松散性能。为了改善钢丝绳的力学性能和不松散性能，除合绳时对股进行预变形外，捻股和合绳时还广泛采用股矫直工艺，以消除钢丝绳的捻制应力。

在合绳机的牵引轮和收线装置之间设有钢丝绳涂油槽，对钢丝绳涂油。钢丝绳涂油后经排线机构均匀地缠绕在收线机构的工字轮上。捻制完毕后，钢丝绳的绳头用软钢丝扎紧并固定在工字轮轮盘上。

钢丝

钢丝绳使用过程中需要承受交变载荷的作用，其使用性能主要由钢丝力学性能^[111]、钢丝表面状态和钢丝绳结构决定。钢丝材质包括碳素钢或合金钢，通过冷拉或冷轧而成，钢丝横断面有圆形或异形（T型S型Z型）^[112]，异形横断面钢丝主要用于密封钢丝绳的生产，具有较高的抗拉强度和韧性，并对钢丝进行适宜的表面处理以满足不同使用环境条件的需求。^[113]

绳芯

绳芯^[114]的主要作用是对钢丝绳起到支撑作用，以达到稳定的横断面结构。绳芯包括钢芯和纤维芯，纤维芯包括天然纤维芯和合成纤维芯，天然纤维芯如剑麻、黄麻、棉线等，合成纤维芯包括聚乙烯和聚丙烯长丝等。天然纤维芯可以储存较多的润滑脂，对钢丝绳起到润滑作用，延长钢丝绳使用寿命。

润滑脂

钢丝绳捻制过程中喷涂润滑脂，其主要作用有两个，其一，对钢丝绳进行润滑减缓钢丝表面的磨损，其二，润滑脂可以将钢丝表面与空气中的氧气隔离，对钢丝绳发生氧化锈蚀起到抑制作用。^{[115][116][117][118][119]}

1.钢丝绳能够传递长距离的负载。^[120]

2.承载安全系数大，使用安全可靠。^[121]

3.自重重量轻，便于携带和运输。^[122]

4.能够承受多种载荷及变载荷的作用。^[123]

5.具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性。^[124]

6.在高速工作条件下，耐磨、抗震、运转稳定性好。^[125]

7.耐腐蚀性好，能够在各种有害介质的恶劣环境中正常工作。^[126]

8.柔软性^[127]能好，适宜于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途。^[128]

钢丝绳是一种由多股金属丝拧绕而成的绳索，由于其高强度、耐磨损和耐腐蚀等特性^[129]，广泛应用于多个行业。^[130]由于钢丝绳独特性能，^[131]迄今为止国内外还未找到一种更理想的产品来全面或在一个领域内替代钢丝绳， 以下是钢丝绳常见的应用领域：^[132]

1. 建筑业：钢丝绳用于起重、吊装和悬挂等工作，如塔吊、施工升降机、起重机^[133]和建筑钢丝绳索道等。^{[134][135][136]}

2. 海洋工程：钢丝绳在船舶、海洋平台、码头和港口设施等方面发挥着重要作用，用于升降货物、锚泊、拖曳、救援等。^[137]

3. 石油与天然气行业：钢丝绳在石油钻井、油井维护和油田开发中的钻机操作、抽油杆以及管线安装等工作中广泛应用。

4. 矿山行业：矿山中的提升设备、矿山井下风井、升降机、输送机等都需要使用钢丝绳进行物料的运输和提升。^[138]

5. 汽车及交通运输行业：钢丝绳一般用于汽车起重装置、拖车绳以及电车和列车的牵引系统。^[139]

6. 航空航天行业：飞机运行过程中需要使用钢丝绳进行各种操作，如起落架、拖车、滑车和气球索等。^[140][141]

7. 体育与休闲娱乐：钢丝绳常用于攀岩、索道^[142]、滑索、高空救援和水上项目等。^[132]

8. 农业与渔业：在渔船、捕鱼网、捆绑装置以及农业悬挂装置等方面也需要应用钢丝绳。^[143][144]

总的来说，钢丝绳以其强度高、耐用性强的特点，在各个行业中都有广泛的应用。^{[145][146][147]}

结构安装中常用的钢丝绳是先由若干根钢丝捻成股，再由若干股围绕绳芯捻成绳。在物料搬运机械中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、工作平稳、自重轻、不易骤然整根折断，工作可靠。钢丝绳使用过程中需要承受交变载荷的作用，其使用性能主要由钢丝表面状态、钢丝力学性能和钢丝绳结构决定。项目微谱为大家介绍下钢丝绳检测方面的知识。

钢丝绳检测范围

钢丝绳，吊车钢丝绳，矿用钢丝绳检测，镀锌钢丝绳，涂塑钢丝绳，特种钢丝绳，吊装钢丝绳等。

钢丝绳检测项目

弯曲疲劳试验、断丝分析、磁通量检测、局部损伤分析、硬度、延伸率检测、反复弯曲试验、扭转次数、断裂伸长率、压缩模量、弯曲应力、弯曲强度、压缩强度、摩擦系数测试、磨损率、磨耗试验、冲击强度、耐腐蚀测试等。

钢丝检测方法

(1)一般部位检查应注意检查钢丝绳运动和固定的始末端；检查通过滑轮组或绕过滑轮组的绳段，特别是负载时绕过滑轮的钢丝绳的任何部位；检查平衡滑轮的绳段；与机械某部位可能引起磨损的绳段；检查是否有锈蚀、腐蚀及疲劳部分的绳段。(2)对绳端部位需做好如下检查：从固接端引出的钢丝绳应进行检查，这个部位发生疲劳断丝或腐蚀都是很危险的；对绳端固定装置应检查是否有裂纹，绳箍gū与钢丝绳之间是否有产生滑动的可能；检查绳端可拆卸的楔形接头、绳夹、压板等装置内部和绳端内的断丝及腐蚀情况，以确保绳端同帘。

摘自《起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范》（GB5972―86）2.5.1（现已修订为最新的规范GB5972-2016，以下仅供参考，请参阅最新规范）断丝的性质和数量

起重机械的总体设计不允许钢丝绳具有无限长的寿命。

对于6股和8股的钢丝绳，断丝主要发生在外表。而对于多层绳股的钢丝绳（典型的多股结构）就不同，这种钢丝绳断丝大多数发生在内部，因而是“不可见的”断裂。

下表考虑了这些因素，因此，当与2.5.2～2.5.11款中的因素结合起来考虑时，适用于各种结构的钢丝绳。

绳端断丝

当绳端或其附近出现断丝时，即使数量很少也表明该部位应力很高，可能是由于绳端安装不正确造成的，应查明损坏原因。如果绳长允许，应将断丝的部位切去重新合理安装。

断丝的局部聚集

如果断丝紧靠一起形成局部聚集，则钢丝绳应报废。如这种断丝聚集在小于6d的绳长范围内，或者集中在任一支绳股里，那么，即使断丝数比表列的数值少，钢丝绳也应予报废。

断丝的增加率

在某些使用场合，疲劳是引起钢丝绳损坏的主要原因，断丝则是在使用一个时期以后才开始出现，但断丝数逐渐增加，其时间间隔越来越短。在此情况下，为了判定断丝的增加率，应仔细检验并记录断丝增加情况。判明这个“规律”可用来确定钢丝绳未来报废的日期。

绳股断裂

如果出现整根绳股的断裂，则钢丝绳应报废。

由于绳芯损坏而引起的绳径减小

当钢丝绳的纤维芯损坏或钢芯（或多层结构中的内部绳股）断裂而造成绳径显著减小时，钢丝绳应报废。

微小的损坏，特别是当所有各绳股中应力处于良好平衡时，用通常的检验方法可能是不明显的。然而这种情况会引起钢丝绳的强度大大降低。所以，有任何内部细微损坏的迹象时，均应对钢丝绳内部进行检验予以查明。一经证实损坏，则该钢丝绳就应报废。

弹性减小

在某些情况下（通常与工作环境有关），钢丝绳的弹性会显著减小，若继续使用则是不安全的。

钢丝绳的弹性减小是较难发觉的，如检验人员有任何怀疑，则应征询钢丝绳专家的意见。然而，弹性减小通常伴随下述现象：

a.绳径减小

b.钢丝绳捻距伸长

c.由于各部分相互压紧，钢丝之间和绳股之间缺少空隙

d.绳股凹处出现细微的褐色粉末

e.虽未发现断丝，但钢丝绳明显的不易弯曲和直径减小比起单纯是由于钢丝磨损而引起的也要快得多。这种情况会导致在动载作用下突然断裂，故应立即报废。

外部及内部磨损

产生磨损的两种情况：

a.内部磨损及压坑

这种情况是由于绳内各个绳股和钢丝之间的摩擦引起的，特别是当钢丝绳经受弯曲时更是如此。

b.外部磨损

钢丝绳外层绳股的钢丝表面的磨损，是由于在压力作用下与滑轮和卷筒的绳槽接触摩擦造成的。这种现象在吊载加速和减速运动时，钢丝绳与滑轮接触的部位特别明显，并表现为外部钢丝磨成平面状。

润滑不足，或不正确的润滑以及还存在灰尘和砂粒都会加剧磨损。

磨损使钢丝绳的断面积减小因而强度降低。当外层钢丝磨损达到其直径的40%时，钢丝绳应报废。

当钢丝绳直径相对于公称直径减小7%或更多时，即使未发现断丝，该钢丝绳也应报废。

外部及内部腐蚀

腐蚀在海洋^[148]或工业污染的大气中特别容易发生。不仅减少了钢丝绳的金属面积从而降低了破断强度，而且还将引起表面粗糙并从中开始发展裂纹以至加速疲劳。严重的腐蚀还会引起钢丝绳弹性的降低。

外部腐蚀：外部钢丝的腐蚀可用肉眼观察。当表面出现深坑，钢丝相当松弛时应报废。

内部腐蚀：内部腐蚀比经常伴随出现的外部腐蚀较难发现。但下列现象可供识别：

a.钢丝绳直径的变化。钢丝绳在绕过滑轮的弯曲部位直径通常变小。但对于静止段的钢丝绳则常由于外层绳股出现锈积而引起钢丝绳直径的增加。

b.钢丝绳外层绳股间的空隙减小，还经常伴随出现外层绳股之间断丝。

如果有任何内部腐蚀的迹象，则应由主管人员对钢丝绳进行内部检验。若确认有严重的内部腐蚀，则钢丝绳应立即报废。

变形：钢丝绳失去正常形状产生可见的畸形称方“变形”。这种变形部位（或畸形部位）可能引起变化，会导致钢丝绳内部应力分布不均匀。钢丝绳的变形从外观上区分，主要可分下述几种：

波浪形的变形是：钢丝绳的纵向轴线成螺旋线形状。这种变形不一定导致任何强度上的损失，但如变形严重即会产生跳动造成不规则的传动。时间长了会引起磨损及断丝。

出现波浪形时，在钢丝绳长度不超过25d的范围内，若d1≥4d/3，则钢丝绳应报废。

式中d为钢丝绳的公称直径；d1是钢丝绳变形后包络的直径。

笼状畸变：这种变形出现在具有钢芯的钢丝绳上。当外层绳股发生脱节或者变得比内部绳股长的时候就会发生这种变形。笼状畸变的钢丝绳应立即报废。

绳股挤出：这种状况通常伴随笼状畸变一起产生。绳股被挤出说明钢丝绳不平衡。绳股挤出的钢丝绳应立即报废。

钢丝挤出：此种变形是一部分钢丝或钢丝束在钢丝绳背着滑轮槽的一侧拱起形成环状。这种变形常因冲击载荷而引起。若此种变形严重时，则钢丝绳应报废。

绳径局部增大：钢丝绳直径有可能发生局部增大，并能波及相当长的一段钢丝绳。绳径增大通常与绳芯畸变有关（如在特殊环境中，纤维芯因受潮而膨胀），其必然结果是外层绳股产生不平衡，而造成定位不正确。绳径局部严重增大的钢丝绳应报废。

扭结：扭结是由于钢丝绳成环状在不可能绕其轴线转动的情况下被拉紧而造成的一种变形。其结果是出现捻距不均而引起格外的磨损，严重时钢丝绳将产生扭曲，以致只留下极小一部分钢丝绳强度。严重扭结的钢丝绳应立即报废。

绳径局部减小：钢丝绳直径的局部减小常常与绳芯的断裂有关。应特别仔细检验靠绳端部位有无此种变形。绳径局部严重减小的钢丝绳应报废。

部分被压扁：钢丝绳部分被压扁是由于机械事故造成的。严重时，则钢丝绳应报废。

弯折：弯折是钢丝绳在外界影响下引起的角度变形。这种变形的钢丝绳应立即报废。

由于热或电弧的作用而引起的损坏：钢丝绳经受了特殊热力的作用其外表出现可资识别的颜色时，该钢丝绳应予报废。

（一）钢丝绳的连接方法有小接法与大接法两种。小接法在接头范围内，是两根绳子的绳股合在一起，因此绳头变粗，接头长度较短。大接法将两个绳头的绳股各剁去一半，然后将两个绳头对在一起插接，接头长度较长，用这个方法接出的绳子，绳的粗细保持不变，表面上看不出接头的位置。钢丝绳用作吊索时，需要经过人工的插接后才能成为吊索，俗称小接法。钢丝绳的插接方法一般可分为5种：即一进一插接法、一进二插接法、一进三插接法、一进四和一进五插接法。最常用的是一进三插接法，一进五插接法多用于钢丝绳的小结

（二）钢丝绳采用编结固接时，编接长度不得小于钢线绳直径的20倍，并不短于0.3米，在编结部分应捆扎细钢丝。

（三）钢丝绳采用绳卡固接时，数量不得少于3个，最后一个卡子距绳头不得小于0.14米。绳卡夹板应在受力的一侧“U”形螺栓须在钢丝绳尾端，不得正反交叉。卡子应拧紧到使两绳直径高度压扁1/3左右。绳卡固定后，待钢丝绳受力后应再次紧固。绳卡匹配表：

钢丝绳直径mm1010~2021~2628~3636~40最少绳卡数（个）34567

绳卡间距mm80140160220240

1、比重。钢丝绳直径是一样的，比重越重的，钢丝绳质量越好；^[62]

2、钢丝绳绳芯。钢丝绳绳芯越结实，比重越重，对钢丝绳外层股支撑力越好，钢丝绳质量越好；^[22]

3、材料。材料就是钢号和强度。钢号越高，强度越高的钢丝绳质量越好；

4、绳子剪开以后微松散的质量好，捻距相对长的钢丝绳质量比短捻距的好；

5、316不锈钢钢丝绳防腐能力比306不锈钢钢丝绳的防腐能力强，306比热镀锌钢丝绳防腐能力强，热镀锌比电镀锌钢丝绳质量好；尼龙涂塑钢丝绳质量比PE包塑钢丝绳强，PE包塑钢丝绳比PVC涂塑钢丝绳质量好，涂塑比镀锌钢丝绳防腐能力强

（一）使用前应进行检查

检查范围：拉查钢丝绳的磨损、锈蚀、拉伸、弯曲、变形、疲劳、断丝、绳芯露出的程度，确定其安全起重

量（包括报废）。

（二）保养注意事项

⑴钢丝绳的使用期限与使用方法有很大的关系，因此应做到按规定使用，禁止拖拉、

抛掷，使用中不准超负荷，不准使钢丝绳发生锐角折曲，不准急剧改变升降速度，避免冲击

载荷

⑵钢丝绳有铁锈和灰垢时，用钢丝刷刷去并涂油

⑶钢丝绳每使用4个月涂油一次，涂油时最好用热油（50℃左右）浸透绳芯，再擦去

多余的油脂

⑷钢丝绳盘好后应放在清洁干燥的地方，不得重叠堆置，防止扭伤

⑸钢丝绳端部用钢丝扎紧或用熔点低的合金焊牢，也可用铁箍箍紧，以免绳头松散

⑹使用中，钢丝绳表面如有油滴挤出，表示钢丝绳已承受相当大的力量，这时应停止

增加负荷，并进行检查，必要时更换新钢丝绳。

⑺牵引钢丝绳的承载能力应为总牵引力的5-8倍。

钢丝用优质碳钢制成，经多次冷拔和热处理后可达到很高的强度。^[149]潮湿或露天环境等工作场所可采用镀锌钢丝拧成的钢丝绳，以增强防锈性能。

钢丝绳在各工业国家中都是标准产品，可按用途需要选择其直径、绳股数、每股钢丝数、抗拉强度和足够的安全系数，它的规格型号可在有关手册中查得。钢丝绳除外层钢丝的磨损外，主要因绕过滑轮和卷筒时反复弯曲引起金属疲劳而逐渐折断，因此滑轮或卷筒与钢丝绳直径的比值是决定钢丝绳寿命的重要因素。比值大，钢丝弯曲应力小，寿命长，但机构庞大。必须根据使用场合确定适宜的比值。钢丝绳表面层的磨损、腐蚀程度或每个拧距内断丝数超过规定值时应予报废。

钢丝绳主要用在吊运，拉运等需要高强度线绳的运输中。

随着曳引钢丝绳的自然伸长，各绳的受力不同，各曳引钢丝绳（一般为4～7根）的张力偏差会超过5%而超差。

新装电梯随着运行时间的增加，钢丝绳会自然伸长。从理论上讲，曳引钢丝绳的伸长量为0.5%左右。对于一般低层电梯影响并不太大，但是对于高层电梯，尤其是2：1悬挂的电梯，则其影响就不可忽视了。举例讲：1台l5层站的客梯，曳引钢丝绳长约为50m，如2：1悬挂，则绳长约为100m，其0.5%的伸长量即有500mm之多。油压缓冲器的缓冲距为200～350mm，弹簧缓冲器的缓冲距为150～400mm。随着曳引钢丝绳的自然伸长，平层精度就会变化，有的电梯能自动再平层，而大部分电梯则要*维修工重调平层精度，使其符合GBl0060一93平层精度的要求，这样一来，曳引钢丝绳的伸长量就势必全部伸长到对重一侧，造成对重侧缓冲距愈来愈小，最后可能因缓冲距太小而超差，严重时甚至在电梯上平层前对重已蹾dūn到缓冲器上，形成电梯故障。

处理意见：

①安装时，对重侧缓冲距应尽量*近上限做大一点，一旦曳引钢丝绳伸长，可以自行弥补；

②安装时曳引钢丝绳绳头板的调节螺母要留有100mm左右的调节余量，以便维修工调节；

③对重底座应加有3块调节块（每块调节块高120mm左右），当缓冲距变小时，维修工可根据情况分别去掉1～3块调节块；

④如果对重底座无调节块，绳头板调节螺母也调节不过来，那就只好重截钢丝绳，重做绳头了（可以一根一根地换，不用吊轿厢、支对重）。

处理意见：维修工站在轿顶于井道2/3处高度用弹簧称测各绳张力，调节绳头板螺母，使张力偏差不超过5%。

限速器钢丝绳在限速器张紧装置重锤的作用下，也会自然伸长，严重时会造成限速器松绳开关误动作，使电梯不能运行。

处理意见：重新绑扎限速器钢丝绳，使其符合要求，并恢复松绳开关至正常位置。

随着曳引钢丝绳的自然伸长，有补偿链（绳）的贵州贵阳电梯可能造成补偿链（绳）拖地，带来不必要的噪声，严重时甚至会拉坏补偿链（绳）支架和损坏井道中的其他零部件。

处理意见：维修工要勤于检查，发现补偿链（绳）拖地要重新绑扎，使其符合要求。

钢丝绳基础知识钢丝绳全称标记:

标明钢丝绳股数、股的层数、股的结构、绳芯类型、金属股芯、(一般作为绳芯)和金属绳芯。

在主要技术内容上修改采用ISO/DIS 2408:2002《一般用途钢丝绳最低要求》，并参照了ISO 223211990《一般用途非合金钢丝绳和粗直径钢丝绳用拉拔钢丝规范》相关内容。在附录A中列出了本标准条款和国际标准条款的对照一览表。

随着近年来建筑、交通、矿山等领域的不断发展，钢丝绳行业也得到了快速的发展。当前，钢丝绳生产商数量众多，市场竞争激烈。中国钢丝绳市场主要有江苏宝武^[150]、徐州金汇、天津钢铁^[151]、河南钢联、山西三维等企业占据市场份额较高的地位。^[152]

目前，钢丝绳行业已进入一个快速发展的时期。未来，钢丝绳的市场前景仍旧广阔。随着国家经济的不断发展，未来对钢丝绳的需求将会持续增长。同时，随着技术的不断更新，钢丝绳的质量不断提升，其应用领域也将更加广泛。

总的来说，钢丝绳作为一个重要的金属制品^[153]，其应用领域广泛，市场前景广阔。^[154]随着行业的不断发展，钢丝绳行业也将不断完善，未来发展前景乐观。^[155]

GB8706－88本标准适用于钢丝绳产品及使用标准常用的术语。在制（修）订钢丝绳产品标准和实际应用中，应采用本标准规定的术语。

本标准等效采用国际标准ISO2532—74《钢丝绳——词汇》。

在钢丝绳中，钢丝和各层的股是以最小扭矩或最小旋转程度的方式排列，例如在多层、相同结构的股构成多股钢丝绳以及围绕着一个独立的钢丝绳芯捻制的单层股钢丝绳中，钢丝和各层的股的捻制方向相反时，这种钢丝绳具有较低的扭转应力，从而呈现不旋转性或微旋转性。

1.磷化涂层钢丝绳（中国专利），制绳钢丝磷化膜膜重3-60克/平米，磷化后捻制前钢丝不进行冷拉加工，直接捻制股绳、钢芯及钢丝绳。

2.镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种方法，镀锌层越厚防腐蚀能力越强。

3.涂塑钢丝绳，在钢丝绳外表面或股绳外表面涂覆一定厚度的塑料，包括聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等。

4.光面钢丝绳，经过热处理和表面准备的原料冷拉后得到的制绳钢丝（注：预处理过程中形成的磷化膜在冷拉过程中与拉丝模具激烈摩擦逐渐脱落），钢丝不再经过任何表面处理直接捻制股绳、钢芯和钢丝绳，国外1834年开始生产，国内1939年天津第一钢丝绳厂开始生产。

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GB/T5972-2016起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废^[158]

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JB/T 9008.2-2004 钢丝绳电动葫芦 第2部分：试验方法^[216]

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LD 87.7-1996 矿山提升系统安全技术检验规程^[218] 第七部分:钢丝绳和连接装置的检验

LY 1132-1993 林用架空索道^{[219] [220][221]}钢丝绳的选择、检验与报废

MT 214.1-1990 提升容器钢丝绳悬挂装置 楔形绳环^[222][223]

MT 214.2-1990 提升容器钢丝绳悬挂装置 螺旋液压调绳器^[224][225]

MT 214.3-1990 提升容器钢丝绳悬挂装置 圆尾绳悬挂装置^{[226][227][228]}

MT 214.4-1990 提升容器钢丝绳悬挂装置 扁尾绳悬挂装置^[229]

MT 214.5-1990 提升容器钢丝绳悬挂装置技术条件

MT 237.1-1991 多绳提升容器B型钢丝绳悬挂装置 楔形绳卡^[230][231]

MT 237.2-1991 多绳提升容器B型钢丝绳悬挂装置 垫块式首绳悬挂装置

MT 237.3-1991 多绳提升容器 B型钢丝绳悬挂装置 圆尾绳悬挂装置

MT 237.4-1991 多绳提升容器B型钢丝绳悬挂装置 扁尾绳悬挂装置

MT 237.5-1991 多绳提升容器B型钢丝绳悬挂装置 技术条件

MT 449-1995 煤矿用钢丝绳牵引输送带阻燃抗静电性试验方法和判定规则

MT 450-1995 煤矿用钢丝绳芯输送带阻燃抗静电性试验方法和判定规则

MT/T 590-1996 煤矿井下钢丝绳牵引卡轨车技术条件

MT 668-2007 煤矿用钢丝绳芯阻燃输送带

MT 668-2008 煤矿用钢丝绳芯阻燃输送带

MT 669-1997 煤矿用阻燃钢丝绳牵引输送带技术条件

MT 716-2005 煤矿重要用途钢丝绳验收技术条件

MT 717-1997 煤矿重要用途在用钢丝绳性能测定方法及判定规则

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MT/T 970-2005 钢丝绳(缆)在线无损定量检测方法和判定规则

NY/T 1523-2007 钢丝绳芯用剑麻纱^{[232][233][234]}

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SC/T 5017-1997 丙纶裂膜夹钢丝绳

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YB/T 4251-2011 电梯门机用钢丝绳^[245]

YB/T 5196-2005 飞机操纵用钢丝绳^[246]

YB/T 5197-2005 航空用钢丝绳^[247][248]

YB/T 5198-2004 电梯钢丝绳用钢丝

YB/T 5295-2010 密封钢丝绳

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