阅读说明：本技术 一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳 (Prevent turning round rope with carbon-fibre composite wire rope production ) 是由 黄磊 金清 王洪标 蒋婷慧 刘炜波 裴立坤 朱仁刚 朱元林 冯平 于 2021-09-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳,所述防扭绳由内外两层钢丝绳编织缠绕而成,内层和外层的每股钢丝绳结构相同,其中每股钢丝绳从内到外有两层结构,其中最中间为中间芯层,所述中间芯层的外围设有四至八个钢丝股,所述多个钢丝股绞合在中间芯层的表面,中间芯层和钢丝股通过一次捻制而绞合,所述中间芯层为碳纤维复合材料筋,碳纤维丝的表面带有螺旋肋,所述钢丝股为压实股钢丝绳,钢丝股表面的钢丝经过旋锻机锻打或者采用模拉后,形成压实股。它具有低伸长率、高抗拉强度的特点,并且抗疲劳性能和反复弯曲性能较好,在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域,在要求高温、化学稳定性高的场合都颇具优势。(The invention relates to an anti-twist rope produced by using a carbon fiber composite steel wire rope, which is formed by weaving and winding an inner layer steel wire rope and an outer layer steel wire rope, wherein each steel wire rope of the inner layer and each steel wire rope of the outer layer have the same structure, each steel wire rope has a two-layer structure from inside to outside, the middle of each steel wire rope is a middle core layer, four to eight steel wire strands are arranged on the periphery of the middle core layer, the plurality of steel wire strands are twisted on the surface of the middle core layer, the middle core layer and the steel wire strands are twisted through one-time twisting, the middle core layer is a carbon fiber composite material rib, spiral ribs are arranged on the surface of the carbon fiber wires, the steel wire strands are compacted strand steel wire ropes, and steel wires on the surfaces of the steel wire strands are forged by a rotary forging machine or are drawn by a die to form compacted strands. The high-strength steel has the characteristics of low elongation and high tensile strength, has better fatigue resistance and repeated bending performance, and has advantages in the fields with strict requirements on density, rigidity, weight, fatigue property and the like and in the occasions requiring high temperature and high chemical stability.)

一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳

技术领域

本发明涉及一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳，属于金属制品技术领域。

背景技术

防扭绳在高压输电线路架线时用于托曳电线，作为电力线路架线施工的牵引绳、导引绳，亦可代替普通钢丝绳作为牵引吊索使用，如今，防扭绳已经普遍用于各行各业中。

随着目前行业对防扭绳越来越高的要求，在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，或是在要求高温、化学稳定性高的场合，常规的防扭绳的伸长率、强度都渐渐不能满足需求，并且常规防扭绳的抗疲劳性能和反复弯曲性能不高，使用寿命不长。因此常规的防扭绳需要进行较大结构或者性能、材料方面的改进才能适用于如今越来越高要求的行业中。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳，它具有低伸长率、高抗拉强度的特点，并且抗疲劳性能和反复弯曲性能较好，在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合都颇具优势。

本发明的目的是这样实现的：

一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳，所述防扭绳由内外两层钢丝绳编织缠绕而成，内层和外层的每股钢丝绳结构相同，其中每股钢丝绳从内到外有两层结构，其中最中间为中间芯层，所述中间芯层的外围设有四至八个钢丝股，所述多个钢丝股绞合在中间芯层的表面，中间芯层和钢丝股通过一次捻制而绞合，所述中间芯层为碳纤维复合材料筋，碳纤维复合材料筋由碳纤维丝和环氧树脂层组成，环氧树脂层附着在碳纤维丝的表面，碳纤维丝的表面带有螺旋肋，所述钢丝股为压实股钢丝绳，钢丝股经过旋锻机锻打或者采用模拉后，形成压实股。

优选的，所述内层钢丝绳为四股或六股。

优选的，当内层为四股钢丝绳时，外层钢丝绳则有四股或八股，组成四方八股或四方十二股防扭绳。

优选的，当内层为六股钢丝绳时，外层钢丝绳则有六股或十二股，组成六方十二股或六方十八股防扭绳。

优选的，所述钢丝股为6xK19S型，钢丝股从内到外有三层结构，最内层为单根钢丝，第二层为九根钢丝，第三层为九根钢丝，第三层的六根钢丝的表面有锻打或模拉面。

优选的，所述钢丝股为6xK7型，钢丝股从内到外有两层结构，内层为单根钢丝，外层为六根钢丝，外层的六根钢丝的表面有锻打或模拉面。

优选的，所述钢丝股为4xK36WS型，钢丝股从内到外有四层结构，最内层为单根钢丝，第二层为七根钢丝，第三层为十四根钢丝，其中有七根粗钢丝，七根细钢丝，粗钢丝和细钢丝间隔布置，第四层为十四根钢丝，第三层的十四根钢丝的表面有锻打或模拉面。

优选的，所述螺旋肋的肋宽范围是1.00~5.50mm。

优选的，相邻两个螺旋肋的肋间距范围是1.00~3.25mm。

优选的，所述碳纤维复合材料筋的纤维体积含量为10%~78%。

本发明一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳具有以下优点：

1、一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳中，每根钢丝绳的中间芯层都采用碳纤维复合材料筋，它具有低伸长率、高抗拉强度的特点，碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。

2、一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳中，每根钢丝绳的中间芯层的碳纤维复合材料筋，其表面有螺旋肋，螺旋肋的设置可以提高碳纤维复合材料筋的抗疲劳性能和反复弯曲性能，延长其使用寿命。

3、这一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳中，每根钢丝绳的外层钢丝股为压实股钢丝绳，钢丝股都是通过旋锻机锻打或采用模拉而成形成锻打面或模拉面，每根钢丝之间呈紧密接触状态，单位面积受力变小，耐磨损性能得到提高，使得表层钢丝不易断裂，另外经过锻打或模拉后，金属密度系数提高，破断拉力变大，延长了钢丝绳的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳实施例一的结构示意图。

图2为图1中单股钢丝绳的结构示意图。

图3为本发明一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳实施例二的结构示意图。

图4为图3中单股钢丝绳的结构示意图。

图5为本发明一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳实施例三的结构示意图。

图6为图5中单股钢丝绳的结构示意图。

图7为图2、图4、图6的钢丝绳的中间芯层碳纤维丝的剖面图。

图8为图7中碳纤维丝的结构示意图。

图中：钢丝绳1、中间芯层1.1、碳纤维丝1.1.1、环氧树脂层1.1.2、螺旋肋1.1.3、钢丝股1.2、钢丝1.2.1。

具体实施方式

参见图1至图8，本发明涉及一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳，所述防扭绳由内外两层钢丝绳1编织缠绕而成，所述内层钢丝绳1为四股或六股，当内层为四股钢丝绳时，外层钢丝绳1则有四股或八股，组成四方八股或四方十二股防扭绳；当内层为六股钢丝绳时，外层钢丝绳1则有六股或十二股，组成六方十二股或六方十八股防扭绳，内层和外层的每股钢丝绳1结构相同。

其中每股钢丝绳1从内到外有两层结构，中间为中间芯层1.1，所述中间芯层1.1的外围设有四至八个钢丝股1.2，所述多个钢丝股1.2绞合在中间芯层1.1的表面，中间芯层1.1和钢丝股1.2通过一次捻制而绞合。

所述中间芯层1.1为碳纤维复合材料筋，碳纤维复合材料筋carbon fiberreinforced polymer tendons，是用连续碳纤维束按拉挤成型工艺生产的棒状碳纤维增强复合材料制品。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000MPa亦高于钢。而碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。碳纤维复合材料筋具有低伸长率、高抗拉强度的特点，很适合用于各个领域中作为防扭钢丝绳使用。

参见图7和图8，所述碳纤维复合材料筋由碳纤维丝1.1.1和环氧树脂层1.1.2组成，环氧树脂层1.1.2附着在碳纤维丝1.1.1的表面，碳纤维丝1.1.1的表面带有螺旋肋1.1.3，所述螺旋肋1.1.3的肋宽范围是1.00~5.50mm，相邻两个螺旋肋1.1.3的肋间距范围是1.00~3.25mm，所述碳纤维复合材料筋的纤维体积含量为10%~78%，螺旋肋1.1.3的设置可以提高碳纤维复合材料筋的抗疲劳性能和反复弯曲性能，延长其使用寿命。

所述钢丝股1.2为压实股钢丝绳，钢丝股1.2表面通过旋锻机锻打或采用模拉而成形成锻打面或模拉面，使得每根钢丝1.2.1之间呈紧密接触状态，而钢丝1.2.1的金属横截面积基本不变，钢丝股1.2表面经过锻打或采用模拉后，单位面积受力变小，耐磨损性能得到提高，使得表层钢丝不易断裂；另外经过锻打或模拉后，金属密度系数提高，破断拉力变大，延长了其使用寿命。

这一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳有多种规格型号，以下列举三种具体实施例：

实施例一：见图1和图2，这一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳为六方十二股防扭绳，防扭绳由内层六股钢丝绳1和外层六股钢丝绳1编织缠绕而成，每股钢丝绳1的中间芯层1.1为碳纤维复合材料筋，外层有六个钢丝股1.2，钢丝股1.2为6xK19S型的压实股，钢丝股1.2从内到外有三层结构，最内层为单根钢丝1.2.1，第二层为九根钢丝1.2.1，第三层为九根钢丝1.2.1，第三层的六根钢丝1.2.1的表面有锻打或模拉面。

实施例二：见图3和图4，这一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳为四方十二股防扭绳，防扭绳由内层四股钢丝绳1和外层八股钢丝绳1编织缠绕而成，每股钢丝绳1的中间芯层1.1为碳纤维复合材料筋，外层有六个钢丝股1.2，钢丝股1.2为6xK7型的压实股，钢丝股1.2从内到外有两层结构，内层为单根钢丝1.2.1，外层为六根钢丝1.2.1，外层的六根钢丝1.2.1的表面有锻打或模拉面。

实施例三：见图5和图6，这一种用碳纤维复合材料钢丝绳生产的防扭绳为四方八股防扭绳，防扭绳由内层四股钢丝绳1和外层四股钢丝绳1编织缠绕而成，每股钢丝绳1的中间芯层1.1为碳纤维复合材料筋，外层有四个钢丝股1.2，钢丝股1.2为4xK36WS型的压实股，钢丝股1.2从内到外有四层结构，最内层为单根钢丝1.2.1，第二层为七根钢丝1.2.1，第三层为十四根钢丝1.2.1，其中有七根粗钢丝，七根细钢丝，粗钢丝和细钢丝间隔布置，第四层为十四根钢丝1.2.1，第三层的十四根钢丝1.2.1的表面有锻打或模拉面。

除了以上三个4xK36WS、6xK19S、6xK7规格外，钢丝股1.2还可以采用8xK19S、6xK26WS、4xK19S等多种结构。