[发明专利]一种履带式起重用钢丝绳绳芯及其制作方法

说明书

本发明提供一种履带式起重用钢丝绳绳芯及其制作方法，该绳芯由预定数量的钢丝包捻3～4根大股捻制而成，每根所述大股由多根小股捻制而成，每根小股由多根绳芯复合丝捻制而成，所述小股和所述绳芯外分别包覆有内保护层和外保护层；所述绳芯复合丝为合成纤维与尼龙绳捻制而成；所述合成纤维为高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物‑聚醚胺复合纤维捻制而成；所述内保护层的原料以质量计包括：聚醚砜、双酚A型环氧树脂、聚氨酯、纳米石墨烯、1～5份固化剂、消泡剂以及增韧纤维。绳芯经过复合材料制备、钢丝制备、绳芯复合丝制备、捻小股、内保护层形成、大股捻制、绳芯捻制及外保护层形成步骤制得，其具有优良的柔性、抗拉抗压性，结构与性能稳定，实用性高。

技术领域

本发明涉及钢丝绳领域，尤其涉及一种履带式起重用钢丝绳绳芯及其制作方法。

背景技术

钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，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。

钢丝绳的一个主要用途是用在起重机械上，现有的履带式起重用钢丝绳在柔性、破断拉力、抗挤压性和应力等方面存在缺陷，工作性能不佳，另外，现有的起重机械用钢丝绳不加任何防腐性能处理，磨损和腐蚀成为钢丝绳损坏的主要原因之一，在表面形成许多的腐蚀圆坑并逐步加深，成为盈利集中点和疲劳裂纹的根源，同时还会降低钢丝绳的承载能力，影响钢丝绳的性能稳定和使用。

钢丝绳的绳芯处于钢丝绳中心位置，在钢丝绳中起支撑作用，履带式钢丝绳在使用过程会受到较大的拉力、挤压及摩擦、腐蚀等，其绳芯作为整体的支撑核心，绳芯需具备良好的柔性、破断拉力、抗挤压性、应力及抗腐蚀摩擦性能，但现有的履带式钢丝绳及其绳芯很容易断裂、磨损、腐蚀及挤压变形等，性能及使用感不佳。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构合理、材料配伍合理的履带式起重用钢丝绳绳芯及其制作方法，提高绳芯的柔性、破断拉力、抗挤压性及耐摩擦、耐腐蚀性，在履带式钢丝绳中起到良好的支撑效果，提高履带式钢丝绳的使用寿命。

为达此目的，本发明提供一种履带式起重用钢丝绳绳芯，所述绳芯由预定数量的钢丝包捻3～4根大股捻制而成，每根所述大股由多根小股捻制而成，每根小股由多根绳芯复合丝捻制而成，所述小股和所述绳芯外分别包覆有内保护层和外保护层；所述绳芯复合丝为合成纤维与尼龙绳捻制而成；所述合成纤维为高分子量聚乙烯纤维和纳米复合金属氧化物-聚醚胺复合纤维捻制而成；所述内保护层的原料以质量计包括：2～6份聚醚砜、30～40份双酚A型环氧树脂、10～20份聚氨酯、15～25份纳米石墨烯、1～5份固化剂、1～5份消泡剂以及15～25份增韧纤维。

进一步优选的，所述外保护层含有以下质量份组分：20-25份Al、6-9份Mg、15～25份聚氨酯、0.5-1份Nb、0.1-0.2份Ti、0.1-0.15份V、0.3-0.65份稀土及39-58份锌。

进一步优选的，大股与大股之间填充有所述绳芯复合丝。

进一步优选的，所述大股与所述小股的绳芯复合丝均以线接触。

本发明还提供一种履带式起重用钢丝绳绳芯的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、复合材料制备：将十分之一配方量聚氨酯的纳米石墨烯与配方量的聚氨酯分两次进行混合均匀，得到混合物一，然后将配方量的双酚A型环氧树脂、聚醚砜、增韧纤维和剩余的纳米石墨烯分三次进行混合均匀，得到混合物二，将混合物一与混合物二混合，加入配方量的固化剂及消泡剂混合均匀得到内保护层复合材料；

步骤2、外保护层合金熔体制备：

2.1、制备Al-Nb、Al-V和Al-Ti中间合金；

2.2、按配方量将锌锭、Al-Nb、Al-V和Al-Ti中间合金混合后加热熔化，然后加入Al-Mg合金、稀土及聚氨酯，熔化后得到所述外保护层合金熔体；