從上世紀(jì)70年代開始國內(nèi)鋼絲繩得到快速發(fā)展,目前粗大規(guī)格的各種用途鋼絲繩已經(jīng)走上國際化軌道。但是小規(guī)格鋼絲繩在產(chǎn)品質(zhì)量方面,仍然和國際高端產(chǎn)品存在差距,主要是小規(guī)格鋼絲繩的結(jié)構(gòu)伸長較大。目前國內(nèi)外在解決一些特殊用途的鋼絲繩結(jié)構(gòu)伸長方面,主要是通過預(yù)張拉的方法對鋼絲繩施加一定的載荷,將鋼絲繩在使用過程中產(chǎn)生的伸長提前釋放。采用預(yù)張拉的方法,一方面可以降低鋼絲繩的結(jié)構(gòu)伸長,另一方面可以提高鋼絲繩的表面質(zhì)量和實物質(zhì)量,延長鋼絲繩使用壽命。但是在小規(guī)格結(jié)構(gòu)鋼絲繩方面,一直沒有過多的研究,關(guān)于結(jié)構(gòu)伸長的降低和解決都沒有公開的文獻資料0-習(xí)。小規(guī)格鋼絲繩主要作為傳輸帶的骨架材料,一般是將幾十根左捻和幾十根右捻組合搭配,然后再附上聚氨酯,形成傳輸帶。對于同一批次的微細鋼絲繩來說,結(jié)構(gòu)伸長必須控制在要求范圍內(nèi),否則在加工過程中,由于不同的結(jié)構(gòu)伸長,會造成傳輸帶扭曲或者伸長量不一致,影響客戶使用。對于細小規(guī)格鋼絲繩,尤其是對要求鋼絲繩結(jié)構(gòu)伸長控制嚴(yán)格的客戶來說,可能在生產(chǎn)過程中,通過預(yù)張拉,鋼絲繩的結(jié)構(gòu)伸長暫時消除,但是經(jīng)過長時間的運輸、儲備,使用時發(fā)現(xiàn)鋼絲繩的結(jié)構(gòu)伸長有一定的回彈,即部分消除的結(jié)構(gòu)伸長又出現(xiàn)了,必須對鋼絲繩進行穩(wěn)定化處理,鋼絲繩進行穩(wěn)定化處理最關(guān)鍵的工藝控制是溫度和時間,如何選擇合適的溫度和時間,是鋼絲繩能否穩(wěn)定化處理的關(guān)鍵
1試驗背景及試驗因素的確定
1.1試驗背景
以小規(guī)格鋼絲繩7×3×0.15mm為例,在批量生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)不經(jīng)過任何措施處理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)伸長大部分不合格,超過了客戶要求的技術(shù)指標(biāo)。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量,僅采用預(yù)張拉的方法,結(jié)構(gòu)伸長得到改善,并且滿足了客戶需求,但是經(jīng)過長時間的儲存后,再次檢測結(jié)構(gòu)伸長,發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)伸長有反彈現(xiàn)象,部分結(jié)構(gòu)伸長出現(xiàn)上升,甚至出現(xiàn)不合格的現(xiàn)象,因此必須對預(yù)張拉后的產(chǎn)品進行穩(wěn)定化處理,為了更好地確定預(yù)張拉和穩(wěn)定化處理工藝參數(shù),采取正交試驗方法對工藝參數(shù)進行優(yōu)化。
1.2預(yù)張拉工藝的確定
小規(guī)格鋼絲繩產(chǎn)品7×3×0.15mm,實際破斷拉力不超過1kN。實際生產(chǎn)采用管式捻股機進行合繩捻制,設(shè)備轉(zhuǎn)速1500r/min,產(chǎn)品要求的捻距小,如果實現(xiàn)在線預(yù)張拉,設(shè)備投資、人工成本等方面都較小。預(yù)張拉時的張拉力按照不同比例的破斷拉力來計算,實施的最大張拉力不超過最小破斷拉力900N的60%,即540N。預(yù)張拉力的設(shè)計,按照產(chǎn)品破斷拉力的20%、30%、40%、50%4個檔次進行,對應(yīng)的不同預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)伸長比例和預(yù)張拉力見表1。
對小規(guī)格鋼絲繩7×3×0.15mm產(chǎn)品實施不同張拉力的預(yù)張拉后,產(chǎn)品不僅外觀質(zhì)量發(fā)生了變化,產(chǎn)品的實物質(zhì)量如結(jié)構(gòu)伸長和破斷拉力也發(fā)生了變化,將預(yù)張拉實施前后的微細鋼絲繩進行檢測對比,微細鋼絲繩不同張拉比例的破斷拉力和結(jié)構(gòu)伸長檢測數(shù)據(jù)見表2。
從表2可以看出,小規(guī)格鋼絲繩7×3×0.15mm產(chǎn)品經(jīng)過不同張拉力的預(yù)張拉后,產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)伸長率隨著預(yù)張拉力的增加呈線性下降趨勢,而破斷拉力隨著預(yù)張拉力的增加呈線性上升趨勢。結(jié)合產(chǎn)品的外觀質(zhì)量,選擇350N作為預(yù)張拉力。
1.3穩(wěn)定化處理設(shè)備的選擇在線連續(xù)式預(yù)張拉,實施穩(wěn)定化處理,選擇合適的感應(yīng)加熱設(shè)備,既能保證生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定性,又能實現(xiàn)產(chǎn)品的穩(wěn)定化處理-。經(jīng)過多方調(diào)研和試驗,最終選擇感應(yīng)加熱設(shè)備的主要參數(shù)見表3。
2正交試驗設(shè)計及實施
2.1正交試驗設(shè)計
結(jié)合小規(guī)格鋼絲繩實際生產(chǎn)效率和生產(chǎn)工藝,使用成品車臺生產(chǎn)用管絞機進行合繩生產(chǎn),設(shè)備轉(zhuǎn)速為500~2500r/min。小規(guī)格鋼絲繩7×3×0.15mm成品捻距要求為8.4mm,感應(yīng)加熱設(shè)備感應(yīng)線圈的長度為30cm。設(shè)計設(shè)備轉(zhuǎn)速1300、1500、
1800、2000r/min,確定在線時間有4組,穩(wěn)定化處理溫度4組,進行AB變量正交試驗。因素A為穩(wěn)定化處理溫度,變量為150、200、250、300℃,因素B為穩(wěn)定化時間,變量為1.65、1.43、1.19、1.07s。