密封型鋼絲繩澆鑄錨頭的制作方法和工藝

北京起重運輸機械設計研究院有限公司 北京 100007

0 引言

密封型鋼絲繩主要應用于往復式客運索道、貨運索道和纜機等的承載繩（如圖1），與普通鋼絲繩相比，密封鋼絲繩的性能特點是 ：1）密度系數大，高達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部，且內部潤滑油不易流失，可防止內部鋼絲的銹蝕。4）相鄰層鋼絲捻向相反，具有良好的抗旋轉性，捻距大，結構彈性伸長小。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場完成。在客運索道領域，目前國內僅少數幾家索道安裝公司和大型往復式索道用戶具備現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系到錨頭的質量，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要求

GB12352—2018《客運架空索道安全規范》[1]中對澆鑄錨頭的套筒要求：1)套筒的內表面應精細加工，在抽出套筒時不致損傷鋼絲繩。套筒內面的粗糙度應符合GB/T1031—2009《產品幾何技術規范（GPS）表面結構輪廓法表面粗糙度參數及其數值》的有關規定,輪廓算術平均偏差Ra應不大于1 μm。2)對于采用鋼套筒，澆注時通過加熱其特性不應發生不利的變化。3)套筒的長度L應為5d≤L≤9d，圓錐傾角α應在5°≤α≤9°，見圖2。4)澆注套筒應能承受鋼絲繩運行時產生的最大扭矩，故在澆鑄前先要對套筒的各部尺寸是否符合規范要求進行檢查。

2 錨頭澆鑄需用工具

1)洗油桶 根據大小而定。水桶2個，小壺1把。

2)熔化爐 附屬火鉤、渣鏟、鼓風機、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測量套筒的相關尺寸，對制造廠家提供的套筒尺寸進行測量并做好記錄。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，再用調直小管筒全部調直并分開，見圖6。

4)從內往外將每根絲頭部進行折彎成360°，待折彎一半時可用鐵絲捆扎一塊。待全部調直并頭部折彎后用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進行清洗，在清洗當中最好用割槍將氧氣插入油內，對該索頭中心進行吹洗，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進行清洗后取出。

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

8)將錨頭?入事先熔化好的鋅鍋里進行鍍鋅后取出，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，根部用火堿進行洗凈，再用清水進行沖洗，鍍鋅合格后將錨頭根部方卡去掉，將錨頭穿至錨筒內。

10)澆鑄準備 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)錨筒預熱 垂直夾好后用大號割槍對套筒進行預熱，特別下部要預熱好，預熱溫度用表面溫度計測定溫度達到100℃～150℃即可，見圖8。

12)進行澆注 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即可，插入錨頭后用黃油把小口堵嚴，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行檢查；

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

3)首先表面檢查錨頭是否有氣孔，夾渣缺陷等現象；再進行探傷檢查并出具探傷報告，執行標準應為NB/T47013—2015，超聲波檢測應滿足Ⅱ級要求，磁粉檢測應滿足Ⅰ級要求。