鋼絲繩鋁合金接頭受力分析與計算
1概述
鋼(gang)絲(si)(si)(si)繩(sheng)鋁(lv)合(he)(he)金(jin)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)是根據金(jin)屬(shu)塑性等體積轉移原理，采用鋁(lv)合(he)(he)金(jin)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)固定鋼(gang)絲(si)(si)(si)繩(sheng)繩(sheng)端的(de)技術加工而成。其工藝是將裝好(hao)鋁(lv)合(he)(he)金(jin)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)的(de)鋼(gang)絲(si)(si)(si)繩(sheng)置(zhi)于專用模具型腔內(nei)，在油壓機作用下，產生(sheng)永久性變(bian)形，使鋼(gang)絲(si)(si)(si)繩(sheng)和(he)鋁(lv)合(he)(he)金(jin)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)成為不可拆卸永久的(de)同一體，如圖1所示。
圖(tu)1 壓制成型圖(tu)
GB/T6946-2008 《鋼絲繩(sheng)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金壓制接頭》規定，接頭所使用(yong)(yong)的扁橢圓(yuan)管(guan)應(ying)優先選用(yong)(yong)由管(guan)材(cai)(cai)壓制而成的扁橢圓(yuan)管(guan)，材(cai)(cai)料應(ying)優先選用(yong)(yong)GB/T4437.1-2015《鋁(lv)(lv)(lv)及(ji)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金熱(re)擠壓管(guan) 第1部(bu)分(fen)：無縫圓(yuan)管(guan)》中3A21H112(此種材(cai)(cai)料只(zhi)能(neng)用(yong)(yong)在吊裝索具(ju)上(shang))或5A02H112鋁(lv)(lv)(lv)及(ji)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金熱(re)擠壓無縫圓(yuan)管(guan)制造，必(bi)須附(fu)有質量證明書。化學成分(fen)符合(he)GB/T3190《變(bian)形鋁(lv)(lv)(lv)及(ji)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金化學成分(fen)》的規定。
與接頭相匹配的(de)鋼絲繩(sheng)應符合GB8918-2006《重要(yao)用途鋼絲繩(sheng)》中所規定的(de)圓(yuan)股(gu)鋼絲繩(sheng)，工程抗(kang)拉強度(du)不(bu)大(da)于1770MPa。接頭工作(zuo)環境(jing)溫度(du)范圍-40℃-- +150℃。
GB 6067.1-2010《起(qi)重機安全規程 第(di)1部分：總則》規定(ding)(ding)，鋼絲繩(sheng)端部的固定(ding)(ding)和連(lian)(lian)接(jie)應(ying)應(ying)滿足：用鋁合金接(jie)頭壓縮法連(lian)(lian)接(jie)時，連(lian)(lian)接(jie)強度應(ying)達(da)到(dao)鋼絲繩(sheng)最(zui)小破(po)斷(duan)拉力的90%。
GB/T6946-2008 《鋼(gang)(gang)絲(si)繩鋁合金(jin)壓制接頭(tou)》規定,接頭(tou)應能(neng)承(cheng)受鋼(gang)(gang)絲(si)繩最小破斷拉力的(de)90%的(de)靜(jing)載荷以及承(cheng)受鋼(gang)(gang)絲(si)繩最小破斷力15%~30%的(de)沖擊(ji)載荷。
2鋼絲繩鋁合金接頭受力分析 ; 
2）接(jie)(jie)頭除了鋼(gang)(gang)絲(si)(si)繩(sheng)與鋁合(he)金接(jie)(jie)頭接(jie)(jie)觸之外，還有兩鋼(gang)(gang)絲(si)(si)繩(sheng)之間鋼(gang)(gang)絲(si)(si)繩(sheng)與鋼(gang)(gang)絲(si)(si)繩(sheng)接(jie)(jie)觸，這部分鋼(gang)(gang)絲(si)(si)繩(sheng)的(de)股絲(si)(si)在壓接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭時(shi)形成較(jiao)好的(de)接(jie)(jie)觸，使用時(shi)相對滑動所需剪切(qie)鋼(gang)(gang)絲(si)(si)繩(sheng)股絲(si)(si)的(de)力較(jiao)大，會(hui)增加接(jie)(jie)頭強度。
3）除了鋼(gang)絲(si)繩(sheng)(sheng)與(yu)鋁合(he)金接(jie)頭之間的(de)壓緊力(li)(li)、鋼(gang)絲(si)繩(sheng)(sheng)與(yu)鋼(gang)絲(si)繩(sheng)(sheng)增加(jia)的(de)力(li)(li)之外，還(huan)存在一(yi)個(ge)很大的(de)靜摩擦力(li)(li)，即(ji)吊(diao)(diao)鉤與(yu)鋼(gang)絲(si)繩(sheng)(sheng)之間的(de)靜摩擦力(li)(li)。由于吊(diao)(diao)鉤和(he)鋼(gang)絲(si)繩(sheng)(sheng)的(de)摩擦條件（正(zheng)壓力(li)(li)和(he)粗糙(cao)度）很強，鋼(gang)絲(si)繩(sheng)(sheng)要滑動(dong)所需克服的(de)摩擦力(li)(li)很大，尤(you)其是當鋼(gang)絲(si)繩(sheng)(sheng)出現超過彈性(xing)段(duan)的(de)塑性(xing)彎(wan)曲后，要滑動(dong)還(huan)需要加(jia)上很大的(de)使鋼(gang)絲(si)變形的(de)力(li)(li)。
3鋼絲繩鋁合金接頭(tou)壓制力值的(de)確定
根據壓力(li)加工原(yuan)理，為(wei)使鋁合金塑性流動(dong)至鋼絲繩的(de)周圍，只要(yao)給一定的(de)總壓力(li)P，使需要(yao)流動(dong)的(de)金屬其單位壓力(li)達到流動(dong)限(xian)即可。對壓制時(shi)所(suo)需的(de)力(li)進行計(ji)算(suan)，由于在(zai)壓制的(de)后階段所(suo)形成的(de)狀(zhuang)態(tai)為(wei)擠壓狀(zhuang)態(tai)，所(suo)以采用順壓的(de)計(ji)算(suan)公式(shi)，即
繩(sheng)端固(gu)定需同時采用2段鋼絲(si)繩(sheng)鋁合金接頭固(gu)定才(cai)能滿足要求。
壓后鋁(lv)合(he)金(jin)接頭(tou)與鋼絲繩(sheng)應(ying)緊(jin)密接觸而無空隙；鋁(lv)合(he)金(jin)接頭(tou)的(de)厚度和長度應(ying)使鋁(lv)合(he)金(jin)接頭(tou)的(de)箍緊(jin)力(li)足夠大。
4 結論(lun)
1）鋁合金(jin)接頭需滿(man)足鋁合金(jin)接頭與鋼絲繩之間的摩擦(ca)力略大于鋼絲繩的破(po)斷拉力。
2）冷擠(ji)壓工藝的(de)(de)特點是(shi)變形抗力大。如果冷擠(ji)壓變形時(shi)作用在模具(ju)(ju)上的(de)(de)單位擠(ji)壓力超過了2500N/mm2,模具(ju)(ju)很(hen)容易損壞。確(que)定冷擠(ji)壓件的(de)(de)單位擠(ji)壓力，需考慮是(shi)否(fou)超過所用模具(ju)(ju)所能承受的(de)(de)載荷[2]。
; 3）需(xu)滿足如下(xia)要求:
（1）最終狀態應為(wei)將(jiang)兩根(gen)鋼絲(si)繩壓成整體，并且鋁合金(jin)已(yi)進入(ru)鋼絲(si)繩的(de)股和絲(si)之間，有的(de)部分已(yi)形成螺旋形；
（2）根據經(jing)驗，鋼絲(si)繩在承受工作負荷后，其伸(shen)長量約為10%，所以在壓緊接頭套(tao)時，最好使(shi)鋼絲(si)繩經(jing)過預拉；
（3）正式壓制(zhi)前對鋁合金(jin)接頭進行預(yu)變形處理；
（4）鋼絲繩鋁(lv)合金接(jie)頭(tou)連接(jie)好后，要進(jin)行額(e)定拉力試驗、外觀質量檢(jian)查、接(jie)頭(tou)基本尺(chi)寸檢(jian)查、接(jie)頭(tou)端部檢(jian)查、接(jie)頭(tou)合模錯移(yi)量檢(jian)查；
（5）應通(tong)過100000次沖擊疲勞載荷試驗；
; （6）接頭在使用中不允許(xu)受彎(wan)；
（7）本產品(pin)實(shi)行嚴格(ge)的(de)檢驗制度(du)。壓制后進行探傷檢驗，百(bai)分之百(bai)的(de)宏觀檢查，二倍的(de)額定負(fu)荷試驗，保證安全可(ke)靠。
鋼絲繩鋁合金接頭是所有設(she)備的一個非常(chang)(chang)重要的零部件(jian)，一旦工(gong)作過程中出現損(sun)壞(huai)，都會導致非常(chang)(chang)大的危(wei)險出現，甚至機毀(hui)人亡，所以在設(she)計(ji)、加工(gong)、組(zu)織、壓制(zhi)時都要嚴格執行相應的國家標(biao)準。
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