钢丝绳破断拉伸浇铸物及其浇铸试验方法及注意事项的装置的制造方法及注意事项

　　一种钢丝绳破断拉伸浇铸物及其浇铸试验方法的装置的制造方法

　　【技术领域】

　　[0001]本发明属于钢丝绳破断拉伸试验技术领域，主要涉及的是一种钢丝绳破断拉伸浇铸物及其浇铸试验方法的装置。

　　【背景技术】

　　[0002]钢丝绳破断拉伸试验的目的是为钢丝、钢丝绳等制造商，使用者和检测机构提供制造、使用和检测的依据，用来准确测定钢丝绳的实际破断拉力，避免使用中钢丝绳因为拉伸破断发生安全事故和质量事故。

　　[0003]目前较为常见的试样制备法有合金浇铸法、环氧树脂浇铸法、套管压制法、直接夹持法和缠绕法等五种。合金浇铸法是将钢丝绳试样两端钢丝打散，清洗干净，然后用熔融合金浇铸(大多采用铅锡或铅锡铜合金作为浇铸物，必要时加入少量锡铋锑等低熔点金属以降低浇铸温度)，冷却至常温后在拉力试验机上进行拉伸试验；环氧树脂浇铸法是将钢丝绳试样两端钢丝打散，清洗干净，然后用环氧树脂浇铸，固化后安装在试验机上进行试验；套管压制法将试样两端装上合适的金属套管，用压力机压制牢固，然后在试验机上进行试验；直接夹持法是将试样直接装夹在拉力试验机夹头合适的钳口进行试验；缠绕法是将试样直接缠绕在缠绕试验轮的绳槽中进行试验。这些试验方法有的也可以测定钢丝绳的实际破断拉力，但是，这些方法或多或少仍存在以下不足:1.合金浇铸能耗高、周期长、制样过程中产生有害气体对人及环境产生危害；2.环氧树脂价格昂贵，导致试样制备成本高；3.套管压制法需要针对不同规格加工金属套管，对于中粗规格钢丝绳则需要1000吨甚至5000吨的大型压力机，投资巨大，成本很高；4.直接夹持法只适用于直径小、丝数少、结构简单的单股或金属芯钢丝绳；5.缠绕法则由于缠绕轮与绳径之比不小于20的要求，绳径超过30mm时现有的试验机就难以开展试验，而且该样品制备法的缺陷难以准确测定钢丝绳的实际破断拉力。

　　【发明内容】

　　[0004]本发明的目的是提供一种钢丝绳破断拉伸浇铸物及其浇铸试验方法。解决现有钢丝绳试样制备法存在的制样周期长、试样制备成本高、操作不易实现、产生危害等问题，达到操作简便、降低成本、缩短周期、应用范围广泛、安全性能好的目的。具有测定结果准确、可靠，操作安全、方便的特点。

　　[0005]本发明实现上述目的所采用的技术方案是:一种钢丝绳破断拉伸试样的浇铸物，所述浇铸物包括快硬水泥、0.5-lmm粒径的石英砂及水，所述快硬水泥、0.5-lmm粒径的石英砂及水的比例为 2.5-4.5:0.75-1.5:0.3-0.8。

　　[0006]所述快硬水泥中添加石英砂、铁肩、铜肩颗粒添加物，所述添加物可以任意添加一种，亦可任意添加二种或是全部添加，这种添加物的和占水泥量的三分之一左右。

　　[0007]一种钢丝绳破断拉伸浇铸试验方法的装置包括两组构造相同的浇铸试模，每组浇铸试模的中心具有贯通的浇筑腔室。

　　[0008]所述的浇铸试模为分体结构，由左右两块外部形状为矩形直锥形铸钢件组成，左右两块铸钢件组合后中间形状圆锥形贯通孔，在左右两块矩形直锥形铸钢件上开有螺栓孔，由螺栓固定连接。

　　[0009]所述的浇筑腔室为圆锥孔。

　　[0010]在所述浇铸试模的端口部位，即浇筑腔室的小口径端充填的充填物厚度为

　　0.5-lcm。所述的浇筑腔室为圆锥孔。

　　[0011]所述的充填物为棉花或布条絮状物。

　　[0012]本发明的制备方法包括以下步骤:

　　(1)、将钢丝绳试样两端头制成帚头状端头；

　　(2)、将钢丝绳试样的一侧帚头状端头放置于一组浇铸试模中的浇筑腔室，并在浇铸试模的端口部位，即浇筑腔室的小口径端充填有充填物；

　　(3)、紧固浇铸试模，将浇铸试模放置于支撑架上且浇铸试模上端开口朝上，将快硬水泥浇铸物倒入浇铸试模中的浇筑腔室内，待快硬水泥浇铸物凝固后，采用相同方法对钢丝绳试样另外一侧端头进行浇铸；

　　(4)、待两侧快硬水泥浇铸物完全凝固后，将钢丝绳试样从浇铸试模中取出，放入拉力试验机进行测定。

　　[0013]上述快硬水泥浇铸物在浇入浇铸试模中需不断搅动引流。

　　[0014]本发明通过采用快硬水泥作为浇铸物能带来明显的有益效果，首先，装置的构造方面一一具有结构简单，操作方便、易于推广等优点；试验方法方面一一具有周期短、快捷、性能可靠等优点；成本方面一一具有材料易取、降低成本等优点；环保方面一一具有环境危害小、废物易于处理等优点；安全性能方面一一具有降低安全事故和质量事故等优点。总之，采用快硬水泥浇铸物不仅凝结时间快、强度高，且后期强度仍能持续增长等优点，明显缩短了试验周期，大大降低了对环境及操作人员的影响，且试验数据准确率高达95%以上。总之，具有测定结果准确、可靠，操作安全、方便的特点。为钢丝、钢丝绳等制造商，使用者和检测机构提供制造、使用和检测的依据，避免使用中因为钢丝绳拉伸破断发生的安全事故和质量事故。

　　[0015]而采用传统的铅、锡、铜合金等熔融金属做为浇铸物时，须采用热浇铸方式，切取一定长度的钢丝绳，将钢丝绳端头制成帚头形状并进行表面处理，用一定温度和一定质量配比的合金熔液将钢丝绳帚头浇铸成锥体形状，浇铸过程中将浇铸模具底部密封，防止合金熔液从缝隙漏出，浇铸冷却后形成试验样品，从而进行钢丝绳整绳破断拉力测试。此类方法，合金熔融过程及冷却过程周期长而繁琐，温度不易控制，且熔融及冷却过程挥发出的气体会对操作人员及环境造成不小的损害，对环境条件要求极为严格。同样，采用环氧树脂浇铸作为浇铸物时，仍须采用热浇铸方式，须用热风枪将环氧树脂熔化，将环氧树脂与固化剂按照4:1的比例配制，浇铸冷却后形成试验样品，制样过程同样会对环境及操作人员造成损害。

　　【附图说明】

　　[0016]图1为本发明的结构示意图。

　　[0017]图中:1、钢丝绳试样，2、浇筑腔室，3、浇铸试模，4、螺栓，5、充填物，6、帚头状端头。

　　【具体实施方式】

　　[0018]结合附图，给出本发明的实施例如下。但本发明不局限以下实施例。

　　[0019]实施例1

　　本实施例所述的钢丝绳破断拉伸试样的浇铸物为快硬水泥、0.5-lmm粒径的石英砂及水的混合物，快硬水泥、0.5-lmm粒径的石英砂及水的比例为2.5:0.75:0.3。

　　[0020]实施例2

　　本实施例所述的钢丝绳破断拉伸试样的浇铸物为快硬水泥、0.5-lmm粒径的石英砂及水的混合物，快硬水泥、0.5-lmm粒径的石英砂及水的比例为3:1.5:0.5。

　　[0021]实施例3

　　本实施例所述的钢丝绳破断拉伸试样的浇铸物为快硬水泥、0.5-lmm粒径的石英砂及水的混合物，快硬水泥、0.5-lmm粒径的石英砂及水的比例为4.5:1:0.8。

　　[0022]上述实施例1-3所述浇铸物的制备方法是:在常温下将快硬水泥、0.5-lmm粒径的石英砂及水按照比例放入搅拌锅内，在胶砂强度搅拌机下低速搅拌60s后，再高速搅拌60s，以达到搅拌均勾、流动性好的效果，总搅拌时间不应超过3min。

　　[0023]所述快硬水泥可采用42.5等级以上的(特快型)硫铝酸盐快硬水泥，也可采用42.5等级以上的铝酸盐快硬水泥或其他具有微膨胀性、碱度低、无放射性、高稳定性的快硬水泥。

　　[0024]为增大浇铸物与试样的粘结力，可在快硬水泥中按比例添加石英砂、铁肩、铜肩等高硬度的颗粒添加物，增强浇筑物的整体刚度以及与钢丝绳的摩擦力。石英砂、铁肩、铜肩可以单独添加一种，亦可添加二种或全部添加，这种添加物的和占水泥量的三分之一左右。

　　[0025]本发明实现上述钢丝绳破断拉伸试样浇铸试验方法的装置包括两组构造相同的浇铸试模。如图1所示:每组浇铸试模3的中心均具有贯通的浇筑腔室2，该浇筑腔室2为圆锥孔。为方便拆卸脱模，每组浇铸试模3均设计为分体结构，即由左右两块外部形状为矩形直锥形铸钢件组成，左右两块铸钢件组合后中间形状圆锥形贯通孔，在左右两块矩形直锥形铸钢件上两端开有对称的两组螺栓孔，并由两两对称的四根螺栓4固定连接。将钢丝绳试样I的两端帚头状端头6分别放入两组浇铸模3中，用螺栓4拧紧固定后，在浇铸试模3的端口部位，即浇筑腔室2的小口径端充填有0.5-lcm厚的充填物5，浇铸快硬水泥浇铸物至浇筑腔室2内，将钢丝绳端头浇铸成圆锥体。

　　[0026]使用时，将钢丝绳试样I两端头制成帚头状端头6，可先将一侧端头先放置于一组浇铸试模3中，在浇铸试模3端口部位绕试样周围放置适量充填物5，确保试样I与浇铸试模3能牢固结合。由四根螺栓4将浇铸试模3拧紧固定后，放置于支撑架上以保证浇铸试模3上端开口朝上，将搅拌均匀、流动性好的快硬水泥浇铸物迅速倒入浇铸试模3中，倒入过程中可不断搅动引流，直到浇铸物充满浇铸试模3。待快硬水泥浇铸物凝固后，即可采用相同方法对另外一侧端头进行浇铸。待两侧快硬水泥浇铸物完全凝固后，将钢丝绳试样I从浇铸试模3中取出，放入拉力试验机钳口，按试验条件施加拉力，以测定钢丝绳破断拉伸的最大力。

　　[0027]钢丝绳破断拉伸试样的试验方法包括以下步骤:

　　1、将钢丝绳试样I两端头制成帚头状端头6。具体方式是:在钢丝绳试样I两端距一个夹持长度L处分别用软铁丝等材料牢固捆扎，去掉端头捆扎丝，制成帚头状端头6。为了浇铸牢固，需清除帚头钢丝表面油污，纤维芯切至捆扎处。且任何情况下不得对裸露的钢丝进行校直，但允许弯曲成钩型。

　　[0028]2、先将钢丝绳试样I的一侧帚头状端头6放置于一组浇铸试模3中。并在浇铸试模3的端口部位，即浇筑腔室2的小口径端充填有0.5-lcm厚的充填物5，该充填物5可为棉花、布条等絮状物，目的是防止在试样浇铸及成形过程中浇铸物从浇铸试模中漏出。浇铸试模3为二组，构造完全相同，分别固定钢丝绳试样I的两端头。

　　[0029]3、紧固浇铸试模3，并将浇铸试模3放置于支撑架上以保证浇铸试模3上端开口朝上。将搅拌完成后的浇铸物快速倒入浇铸试模3中的浇筑腔室2内，倒入过程中须不断引流，避免带入气泡，直到浇铸物充满浇筑腔室2。

　　[0030]4、待快硬水泥浇铸物凝固后，采用相同方法对钢丝绳试样I另外一侧端头进行浇铸。

　　[0031]5、待两侧快硬水泥浇铸物完全凝固后，将钢丝绳试样I从浇铸试模3中取出，放入拉力试验机钳口，按试验条件施加拉力，以测定钢丝绳破断拉伸的最大力。

　　[0032]本发明未说明部分，为公知技术。

　　【主权项】

　　1.一种钢丝绳破断拉伸试样的浇铸物，其特征是:所述浇铸物包括快硬水泥、0.5-lmm粒径的石英砂及水，所述快硬水泥、0.5-lmm粒径的石英砂及水的比例为了2.5-4.5:0.75-1.5:0.3-0.8。2.根据权利要求1所述的钢丝绳破断拉伸试样的浇铸物，其特征是:在所述快硬水泥按比例添加石英砂、铁肩、铜肩颗粒状添加物，所述添加物可以任意添加一种，亦可任意添加二种或是全部添加，这种添加物的和占水泥量的三分之一。3.一种钢丝绳破断拉伸试样浇铸试验方法的装置，其特征是:包括两组构造相同的浇铸试模(3 )，每组浇铸试模的中心具有贯通的浇筑腔室(2 )。4.根据权利要求3所述的钢丝绳破断拉伸试样浇铸试验方法的装置，其特征是:所述的浇铸试模(3)为分体结构，由左右两块外部形状为矩形直锥形铸钢件组成，左右两块铸钢件组合后中间形状圆锥形贯通孔，在左右两块矩形直锥形铸钢件上开有螺栓孔，由螺栓(4)固定连接。5.根据权利要求3所述的钢丝绳破断拉伸试样浇铸试验方法的装置，其特征是:所述的浇筑腔室(2)为圆锥孔。6.根据权利要求3所述的钢丝绳破断拉伸试样浇铸试验方法的装置，其特征是:在所述浇铸试模(3)的端口部位，即浇筑腔室(2)的小口径端充填的充填物厚度为0.5-lcm。7.根据权利要求3所述的钢丝绳破断拉伸试样浇铸试验方法的装置，其特征是:所述的浇筑腔室(2)为圆锥孔。8.根据权利要求6所述的钢丝绳破断拉伸试样浇铸试验方法的装置，其特征是:所述的充填物(5)为棉花或布条絮状物。

　　【专利摘要】本发明公开的一种钢丝绳破断拉伸浇铸物包括快硬水泥、0.5-1mm粒径的石英砂及水，所述快硬水泥、0.5-1mm粒径的石英砂及水的比例为2.5-4.5:0.75-1.5:0.3-0.8。其钢丝绳破断拉伸试样浇铸试验方法的装置包括两组构造相同的浇铸试模（3），每组浇铸试模的中心具有贯通的浇筑腔室（2）。本发明解决现有钢丝绳试样制备法存在的制样周期长、试样制备成本高、操作不易实现、产生危害等问题，达到操作简便、降低成本、缩短周期、应用范围广泛、安全性能好的目的。具有测定结果准确、可靠，操作安全、方便的特点。

　　【IPC分类】G01N3/08, C04B14/06, G01N1/28, C04B28/00

　　【公开号】CN105004591

　　【申请号】CN201510480870

　　【发明人】李盼, 伊西特, 张平萍, 杜瑞清, 田华

　　【申请人】中钢集团郑州金属制品研究院有限公司

　　【公开日】2015年10月28日

　　【申请日】2015年8月3日