专利名称：开放式多股钢丝绳的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于加强橡胶制品例如橡胶履带和用于工程机械和大型挖土机用途的重型轮胎的多股钢丝绳。
背景技术：
在重型建筑和运土操作中所采用的大型重型机械充气轮胎其工作负载和充气压力比普通卡车和轻型车辆的高得多。因此，大型挖土机的子午线轮胎需要特殊的加强钢丝绳。由于要求用于加强轮胎的钢丝绳具有高断裂负载和高耐疲劳性，所以一般来说广泛采用具有多股结构的钢丝绳。多股结构具有多根线股，每股由多根扭绞在一起的钢丝构成。这些线股扭绞在一起以形成钢丝绳。例如，已知例如具有7X (3+9+15)+1结构的钢丝绳。但是，该结构7X (3+9+15)+1具有相对较低的耐疲劳性。此外，针对工程机械轮胎的性能的其它考虑事项是确保橡胶充分渗透到钢丝绳中。在带束层的制造期间以及在随后的轮胎硫化过程中，期望橡胶渗透到在各根钢丝之间的所有孔隙中以便确保足够的防腐蚀性。不幸的是，普通结构7X (3+9+15)+1通常出现橡胶渗透不够的问题。EP0602733B1披露了多股钢丝绳，其包括芯部线股和包围着该芯部线股的达到九根外围线股，每根线股具有由一根或多根中心钢丝构成的中心部和包围着该中心部的两层或多层钢丝层。该专利的钢丝绳具有足够的橡胶渗透，这是通过在认真选择扭绞角度之后在各根钢丝之间提供自由空间来实现的。层的扭绞角度在如下面所述的EP0602733B1的内容的范围内。假设Cl1为中心部的(总)直径，d2为紧紧包围着中心部的径向内层的钢丝的直径，并且d3为包围着径向内层的第二层钢丝的直径(=径向外层)。LL2为径向内层的捻距，并且LL3为径向外层的捻距。径向内层的扭绞角度被定义如下a 2=arctg[ Cd1+^) X π /LL2] X 180/ π第二层的扭绞角被定义如下 α 3 = arctg[ (c^+2 X d2 + d3) X π /LL3] X 180/ πJP2006 - 104636A披露了一种钢丝绳加强的橡胶制品，它包括一芯部线股的两层或者三层的层扭绞结构，以及围绕该芯部线股的六根鞘层线股的两层或者三层的层扭绞结构。芯部线股中的所有层扭绞方向以及鞘层线股的扭绞方向是相同的，但是在由不同方向的组合构成的鞘层线股中的层扭绞方向除外，这会导致拉伸强度的极大损失和断裂负载的极大损失。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种多线股钢丝绳，具有适当的橡胶渗透，并具有最大的加强度以及最大的耐疲劳性。一种用于加强橡胶制品的钢丝绳，包括多股结构，该结构包括一根芯部线股和同心包围着该芯部线股的六根外围线股；每根芯部线股和外围线股包括由两根或多根中心钢丝构成的中心部和包围着该中心部的两层钢丝层；芯部线股的直径Dl大于外围线股的直径D2 ;每层的所有钢丝具有基本相同的直径，同一线股的径向外层的扭绞角度大于径向内层的扭绞角度；芯部的每根线股 由不多于26根的扭绞在一起的钢丝组成。在每根线股中的钢丝的最大数量是26，因为有两根或者多根中心钢丝，以及围绕中央的两层钢丝层，如果数量大于26，则饱和层的机会很大，会导致不充分的橡胶渗透。优选的，在每根线股中，中央的钢丝的直径大于或者等于第一外围层的直径。还优选的是，第一外围层的钢丝的直径大于或等于第二外围层的钢丝的直径。根据本发明的第一实施方案的钢丝绳，每根芯部线股和外围线股的中心钢丝的数量等于2。如果每根芯部线股和外围线股的中心钢丝的数量仅是1，在每根线股中的钢丝总量不大于26，一方面，饱和层的机会很大(不仅是内层而且有外层)，这会导致不充分的橡胶渗透；另一方面，如果每根线股具有良好橡胶渗透的不饱和层，每根线股的钢丝总量将会减少，这会导致加强程度降低。优选的，每根芯部和外围线股还具有8根钢丝的径向内层以及14根钢丝的径向外层，它们与中心钢丝扭绞在一起。钢丝绳中的每根线股由扭绞在一起的24根钢丝构成，具有2 + 8 + 14的结构。从而总绳的公式是7X (2 + 8 + 14)。优选的，每根芯部和外围线股还具有7根钢丝的径向内层以及13根钢丝的径向外层，它们与中心钢丝扭绞在一起。钢丝绳中的每根线股由扭绞在一起的22根钢丝构成，具有2 + 7 + 13的结构。从而总绳的公式是7X (2 + 7 + 13)。本发明的钢丝绳的第二个实施方案中，每根芯部线股和外围线股的中心钢丝的数
量是3。优选的，每根芯部和外围线股还具有8根钢丝的径向内层以及14根钢丝的径向外层，它们与中心钢丝扭绞在一起。钢丝绳中的每根线股由扭绞在一起的25根钢丝构成，具有3 + 8 + 14的结构。从而总绳的公式是7X (3 + 8 + 14)。优选的，每根芯部和外围线股还具有7根钢丝的径向内层以及13根钢丝的径向外层，它们与中心钢丝扭绞在一起。钢丝绳中的每根线股由扭绞在一起的23根钢丝构成，具有3 + 7 + 13的结构。从而总绳的公式是7X (3 + 7 + 13)。如果每根芯部和外围线股的中心钢丝的数量大于3，例如是4根钢丝，因为每根线股中的钢丝的总量不大于26，因此沿着钢丝长度得到的横截面不一致的机会就会加大。芯部线股的所有层优选沿着第一方向扭绞。外围线股的层优选沿着该第一方向扭绞，同时外围线股绕着芯部线股沿着与第一方向相反的方向扭绞。这样做是为了减少拉伸强度的损失。芯部线股的直径与外围线股的直径比值D1/D2优选大于I. 06且小于I. 20，如果D1/D2小于I. 06，不充分橡胶渗透的机会就会很大。如果D1/D2大于I. 20，则沿着钢丝绳长度会获得均匀性不好的横截面。每根芯部线股和外围线股的钢丝直径范围在O. 15mm — O. 38mm之间，例如从O. 24mm 到 O. 28mm。
钢丝可以设有铜合金涂层，例如如果对橡胶的粘附力是一个主要因素就用黄铜，如果耐腐蚀性是一个主要因素就用锌或者锌合金涂层。本发明的钢丝绳可以用作工程机械轮胎的加强，例如在工程机械轮胎的其中一个最外层带束层中。本发明的钢丝绳可以用作橡胶履带的加强。
从以下结合附图的详细描述中可以更好地解释本发明。图I显示了作为对比的现有技术示例的多股钢丝绳的示意剖面图；图2显示了本发明的多股钢丝绳的示意剖面图；图3显示了气压下降量的测试；图4显示了本发明的钢丝绳的耐疲劳性的改善。
具体实施例方式参考图2，本发明的多股钢丝10包括芯部线股12和围绕着芯部线股12的六根外围线股14。芯部线股12包括3根中心钢丝16，中心钢丝16由8根钢丝18的径向内层和14根钢丝20的径向外层围绕。中心钢丝16的直径大于或者等于钢丝18的直径，钢丝18的直径与钢丝20的直径相同。每根外围线股14包括3根中心钢丝22，中心钢丝22由8根钢丝24的径向内层和14根钢丝26的径向外层围绕。中心钢丝22的直径大于或者等于钢丝24的直径，钢丝24的直径与钢丝26的直径相同。多股钢丝绳10可以根据以下已知的方法步骤来制造传统的拉伸处理，根据需要结合适当次数的中间退火步骤；传统的镀锌处理或者其它的涂层过程，例如黄铜涂层；传统的扭绞处理，例如首先扭绞单独的线股然后将线股扭绞为绳，这种扭绞可以通过传统的管状扭绞机或者利用已知的双扭绞机来完成。根据盘条的选择以及所采用的热加工处理选择，可以为钢丝绳的不同钢丝获得不同程度的拉伸强度。但是作为普遍规则，可以指出具有相同直径并且占据钢丝绳中的类似位置的所有钢丝具有大致相同的拉伸强度。通常，盘条由以下的钢组成最小碳含量
O.65%，锰含量在O. 40%到O. 70%,硅含量在O. 15%到O. 30%,最大的硫含量是O. 03%,最大的磷含量是O. 30%，所有的百分比都是重量百分比。高拉伸的钢丝绳的典型轮胎钢绳组成具有大约O. 80%的最小碳含量，例如O. 78% - O. 82%重量百分比。本发明将参考以下实施例详细描述。实施例I :以下是根据本发明的第一个实施例钢丝绳直径D为4. 50mm芯部线股12的直径Dl为I. 615mm(Z 向捻)3X0. 265mm (中心钢丝 16)，捻距是 6. 3mm(Z向捻)+8XO. 265臟(钢丝I8)，捻距是I2· 5臟
(Z 向捻)+14X0. 265mm (钢丝 20)，捻距是 18mm;α 2=11. 87° ； α 3=13. 41°六根外围线股14的直径D2是I. 493mm ；(Z 向捻)3X0. 245mm (中心钢丝 22)，捻距是 6. 3mm(Z 向捻)+8Χ0· 245臟(钢丝 24)，捻距是 I2· 5mm(Z 向捻)+14X0. 245mm (钢丝 26)，捻距是 18mm;α 2=10. 99° ； α 3=12. 43°绳抢距是50mm, S向抢。D1/D2的比值是I. 082。每米的钢丝绳重量是68. 3克，断裂负载是21000N。每层的所有钢丝具有基本相同的直径，径向外层具有的扭绞角度Ci3大于同一根线股的径向内层的扭绞角度α3。本发明的钢丝绳已经与不具备权利要求I的特征的对照钢丝绳进行了对比。现有技术对照钢丝绳的特征如下钢丝绳结构7Χ (3 + 9 + 15X0. 245mm) +0. 245mm捻距6·3/12. 5/18/55/5捻向ZZZSZ钢丝绳直径4· 84mmD1/D2的比值是I. 204。每米的钢丝绳重量是345. 2克，断裂负载是22385N。图3显示了用于测量橡胶渗透的方法和仪器(空气渗透法)。将处于已知压力(32. I巴)下的空气施加在已经固化在橡胶中的轮胎绳样本(30) —侧，并在另一侧获得该压力。在一定时间(几秒)后的压力下降量是空气渗透的量度。从显示器读取0.01巴以上的ΛΡ (34，压差值)。当所示数值(ΛΡ)等于1000毫巴的时候，100%橡胶渗透完成，当所示数值(ΛΡ)等于O毫巴的时候，没有(0%)橡胶渗透。利用该方法获得的测量结果如表I和表2所示。表I实施例I的本发明钢丝绳
权利要求
1.一种用于加强橡胶制品的钢丝绳， 所述钢丝绳为多股结构，该多股结构包括芯部线股和同心包围着所述芯部线股的六根外围线股； 芯部线股和外围线股中的每ー线股包括由两根或更多根中心钢丝构成的中心部和包围着所述中心部的两层钢丝层； 所述芯部线股的直径Dl大于所述外围线股的直径D2 ;每层钢丝层的所有钢丝具有基本相同的直径，同一外围线股的径向外层的扭绞角度大于径向内层的扭绞角度； 其特征在于，所述钢丝绳包括同心包围着所述芯部线股的六根所述外围线股，并且在所述钢丝绳中每根线股由扭绞在一起的不超过26根钢丝构成。
2.如权利要求I所述的钢丝绳，其特征在于，所述芯部线股和外围线股中的每ー线股 的中心钢丝的数量为两根。
3.如权利要求2所述的钢丝绳，其特征在于，所述芯部线股和外围线股中的每ー线股还具有由8根钢丝形成的径向内层和由与所述中心钢丝扭绞在一起的14根钢丝形成的径向外层。
4.如权利要求2所述的钢丝绳，其特征在于，所述芯部线股和外围线股中的每ー线股还具有由7根钢丝形成的径向内层和由与所述中心钢丝扭绞在一起的13根钢丝形成的径向外层。
5.如权利要求I所述的钢丝绳，其特征在于，所述芯部线股和外围线股中的每ー线股的中心钢丝数量为3根。
6.如权利要求5所述的钢丝绳，其特征在于，所述芯部线股和外围线股中的每ー线股具有由8根钢丝形成的径向内层和由与所述中心钢丝扭绞在一起的14根钢丝形成的径向外层。
7.如权利要求5所述的钢丝绳，其特征在于，所述芯部线股和外围线股中的每ー线股还具有由7根钢丝形成的径向内层和由与所述中心钢丝扭绞在一起的13根钢丝形成的径向外层。
8.如权利要求I所述的钢丝绳，其特征在于，所述芯部线股中的所有层沿着第一方向扭绞，所述外围线股的各层沿着所述第一方向扭绞，所述外围线股沿着与所述第一方向相反的方向围绕着所述芯部线股扭绞。
9.如权利要求I所述的钢丝绳，其特征在于，所述芯部线股与所述外围线股的直径比D1/D2大于I. 06且小于I. 20。
10.如权利要求I所述的钢丝绳，其特征在于，所述芯部线股和外围线股的每ー线股的钢丝直径在O. 15mm至O. 38mm之间。
11.如权利要求I所述的钢丝绳，其特征在于，所述芯部线股和外围线股的每ー线股带有锌或锌合金涂层。
12.如前面权利要求中任一项所述的钢丝绳用于工程机械轮胎加强的用途。
13.如权利要求1-11中任一项所述的钢丝绳用于橡胶履带加强的用途。
全文摘要
用于加强橡胶制品的钢丝绳(10)包括芯部线股(12)和同心包围着所述芯部线股(12)的六根外围线股(14)。芯部线股和外围线股(12，14)中的每一根包括由两根或更多根中心钢丝(16)构成的中心部和包围着所述中心部的两层钢丝层。所述芯部线股(12)的直径D1大于所述外围线股(14)的直径D2。每层的所有钢丝(18，20)具有基本相同的直径，相同线股的径向外层的扭绞角度大于径向内层的扭绞角度。在所述钢丝绳中每根线股(12，14)由扭绞在一起的不超过26根钢丝(16，18，20)构成。
文档编号D07B1/06GK102666972SQ201080053353
公开日2012年9月12日 申请日期2010年10月28日 优先权日2009年11月27日
发明者庞桓炯, 王鹏飞, 程志超 申请人:贝卡尔特公司