密封型鋼絲繩澆鑄錨頭的制作方法和工藝

北京起重運輸機(jī)械設(shè)計研究院有限公司 北京 100007

0 引言

密封型鋼絲繩主要應(yīng)用于往復(fù)式客運索道、貨運索道和纜機(jī)等的承載繩（如圖1），與普通鋼絲繩相比，密封鋼絲繩的性能特點是 ：1）密度系數(shù)大，高達(dá)0.9以上，為各類鋼絲繩之首；與相同直徑普通鋼絲繩相比，總破斷拉力高出65%左右。2）整根鋼絲繩近似一根圓棒，支撐表面大，使用時單位面積上承受的壓力較小，應(yīng)力分布均勻，使用壽命長。3）表面平滑而密封，外面的空氣和水不易滲入鋼絲繩內(nèi)部，且內(nèi)部潤滑油不易流失，可防止內(nèi)部鋼絲的銹蝕。4）相鄰層鋼絲捻向相反，具有良好的抗旋轉(zhuǎn)性，捻距大，結(jié)構(gòu)彈性伸長小。5）可撓性差，不能在較小的半徑上彎曲。6）制造比較復(fù)雜，成本高。

密封型鋼絲繩在鋼絲繩放繩牽引和終端錨固時，都需要制作澆鑄錨頭，這項工作需要在施工現(xiàn)場完成。在客運索道領(lǐng)域，目前國內(nèi)僅少數(shù)幾家索道安裝公司和大型往復(fù)式索道用戶具備現(xiàn)場制作澆鑄錨頭的能力，澆鑄錨頭的制作方法和工藝直接關(guān)系到錨頭的質(zhì)量，也直接影響到鋼絲繩的放繩和索道的運營安全。

1 澆鑄錨頭的套筒的相關(guān)要求

GB12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》[1]中對澆鑄錨頭的套筒要求：1)套筒的內(nèi)表面應(yīng)精細(xì)加工，在抽出套筒時不致?lián)p傷鋼絲繩。套筒內(nèi)面的粗糙度應(yīng)符合GB/T1031—2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）表面結(jié)構(gòu)輪廓法表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》的有關(guān)規(guī)定,輪廓算術(shù)平均偏差Ra應(yīng)不大于1 μm。2)對于采用鋼套筒，澆注時通過加熱其特性不應(yīng)發(fā)生不利的變化。3)套筒的長度L應(yīng)為5d≤L≤9d，圓錐傾角α應(yīng)在5°≤α≤9°，見圖2。4)澆注套筒應(yīng)能承受鋼絲繩運行時產(chǎn)生的最大扭矩，故在澆鑄前先要對套筒的各部尺寸是否符合規(guī)范要求進(jìn)行檢查。

2 錨頭澆鑄需用工具

1)洗油桶 根據(jù)大小而定。水桶2個，小壺1把。

2)熔化爐 附屬火鉤、渣鏟、鼓風(fēng)機(jī)、電閘、軟線或用2 000V電爐。

3)熔化鍋 3個，用鋼板制作，其中1個焊3個鼻，上2個、下1個，另2個各焊2根橫管。

4)澆灌時用鉛水勺以及清理撈化和廢物勺。

5)鋼絲繩切斷器（用砂輪鋸也可）。

6)溫度計（600℃），表面溫度計，用于測量熔化溫度及表面溫度。

7)克絲鉗子、調(diào)直工具及彎鉤小工具，可用切鋼筋用的大鐵剪子在頭部焊兩塊代槽的方板。

8)游標(biāo)卡尺、盒尺、臺鉗、臺鉗架、手錘、大錘、方卡子、毛刷、鐵刷等。

3 錨頭澆鑄需準(zhǔn)備的輔料

1)溶劑 鹽酸（濃度不大于20%）,清洗用油（輕油、煤油）,三氯乙烯；

2)澆鑄材料 巴氏合金，鋅；

3)其他 粘土、石棉繩、燃料、水、火堿、鐵絲、PH試紙等。

4 錨頭澆鑄制作工序

1)確定錨頭制作鋼絲繩長度

①測量套筒的相關(guān)尺寸，對制造廠家提供的套筒尺寸進(jìn)行測量并做好記錄。首先測量錨筒頂部直段長度s，再測量從折角點到套筒根部中心段長度l，見圖3。

②l段減去10～15 mm即e的長度，即澆灌后錨頭頂部比錨筒折點要短10～15mm。

③密封鋼絲繩各絲頭部折彎預(yù)留長度30～40 mm，s+e+(30～40 mm)即為錨頭制作鋼絲繩所需長度。測量完成后，用鐵絲分段捆綁好，打好所需方板卡子，見圖4。

2)將套筒穿入主索，根部打好方卡子，按照測量好的錨頭制作鋼絲繩尺寸，核對無誤后，做好記號，用切割鋸切掉多余鋼絲繩。然后將錨頭處鋼絲繩Z形絲從第一層開始順捻向依次拆開，見圖5。

3)每根Z形絲拆完后，再用調(diào)直小管筒全部調(diào)直并分開，見圖6。

4)從內(nèi)往外將每根絲頭部進(jìn)行折彎成360°，待折彎一半時可用鐵絲捆扎一塊。待全部調(diào)直并頭部折彎后用12號鐵絲整體捆好，見圖7。

5)用輕油洗（煤油） 直接將頭部插入油桶內(nèi)進(jìn)行清洗，在清洗當(dāng)中最好用割槍將氧氣插入油內(nèi)，對該索頭中心進(jìn)行吹洗，再用鋼絲刷刷洗，洗后取出輕敲幾下晾干。

6)將錨頭插入三氯乙烯桶內(nèi)進(jìn)行清洗后取出。

7)將錨頭插入鹽酸鍋內(nèi)，特別注意插入時只能將錨頭插入鹽酸桶內(nèi)2/3，時間不能超過1 min，取出后立即用蒸餾水反復(fù)沖洗并進(jìn)行PH值檢測，檢測合格后用吹風(fēng)機(jī)快速烘干。

8)將錨頭?入事先熔化好的鋅鍋里進(jìn)行鍍鋅后取出，鋅溫度為450℃～460℃。也可以用巴氏合金，溫度330℃～350℃。鍍鋅時插入時需慢慢?入，插到一定位置后，10～20 s迅速取出用棒進(jìn)行快速猛打，將鍍的有積塊鋅打掉，特別是根部。

9)鍍鋅后，根部用火堿進(jìn)行洗凈，再用清水進(jìn)行沖洗，鍍鋅合格后將錨頭根部方卡去掉，將錨頭穿至錨筒內(nèi)。

10)澆鑄準(zhǔn)備 為避免澆灌時漏出合金液，用架管搭好架子使錨頭垂直向上，固定后用石棉繩將錨頭根部密閉好，最好用黃土或夾具夾好。

11)錨筒預(yù)熱 垂直夾好后用大號割槍對套筒進(jìn)行預(yù)熱，特別下部要預(yù)熱好，預(yù)熱溫度用表面溫度計測定溫度達(dá)到100℃～150℃即可，見圖8。

12)進(jìn)行澆注 注入前用溫度計測定熔化鍋中巴氏合金溫度，巴氏合金370℃～390℃，利用帶孔勺將表面酸化物除去。注入溫度：合金350℃±10℃。注入時要迅速不要間斷，同時對套筒表明進(jìn)行震動敲擊。

13)注入后冷卻，注意不要振動，靜置待冷卻到表面溫度100℃時，用棉布沾水進(jìn)行冷卻。

14)冷卻后平放在地面上將錨頭根部方卡子拆掉將錨頭退出進(jìn)行檢查（見圖9），合格后把頭部多余部分鋼絲割掉后，用鋼絲刷將根部洗刷干凈，涂好黃油再插入錨筒內(nèi)即可，插入錨頭后用黃油把小口堵嚴(yán)，將所有的卡子全部拆除掉（見圖10）。

5 錨頭制作完成后的檢查

1)錨頭澆注后的錐體必須從套筒中抽出進(jìn)行檢查；

2)套筒的材質(zhì)以及澆注用的巴氏合金所含化學(xué)成分是否符合設(shè)計要求，要有材料合格證書；

3)首先表面檢查錨頭是否有氣孔，夾渣缺陷等現(xiàn)象；再進(jìn)行探傷檢查并出具探傷報告，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為NB/T47013—2015，超聲波檢測應(yīng)滿足Ⅱ級要求，磁粉檢測應(yīng)滿足Ⅰ級要求。