1問題提出

阻旋轉是特殊工藝和掩法鋼絲繩的特有性能，組旋轉鋼絲繩是鋼絲繩重要的結構品種，具有十分廣泛的用途。從鋼絲繩截面輪廓形狀看，阻旋轉鋼絲繩分為圈截面鋼絲繩和非圓截面鋼絲繩。圓截面阻旋轉鋼絲繩從組繩股數(shù)看，又可分為單捻鋼絲繩與多股鋼絲繩。單捻鋼絲繩可再分為單股鋼絲繩、半密封鋼絲繩、全密封鋼絲繩；多股鋼絲繩可再分為單層股鋼絲繩和多層股鋼絲繩，實際生產(chǎn)和應用相對較多的阻旋轉鋼絲繩是多層股鋼絲繩，且以圈股結構更為普遍。

鋼絲繩前增加修飾語“阻旋轉”，無疑是為了突出該鋼絲繩具有阻旋轉這一特有性能，但產(chǎn)品標準并沒有對這一性能規(guī)定硬性技術指標。另外，相對非阻旋轉鋼絲繩，多層股阻旋轉鋼絲繩使用中出現(xiàn)問題的幾率相對較大，問題的表現(xiàn)形式也相對集中：其一，使用中內層繩出現(xiàn)外逃或繩芯早期斷裂；其二，組繩個別股出現(xiàn)隆起甚至被擠斷；其三，大揚程、高負載條件下出現(xiàn)扭結（也稱繞繩）。

以多層圓股結構為研究對象，結合相關資料，筆者就基于阻旋轉性能差異而對多層股阻旋轉鋼絲繩分類意義及如何提高其性能進行探討，期望有助于國內多層股阻旋轉鋼絲繩制造技術水平的提高。

2問題研究

2.1阻旋轉性能對多層股阻旋轉鋼絲繩分類影響

2.1.1是適應標準鋼絲繩分類原理的需要ISO/FDIS 17893：2004（）《Steel wire ropes一Vocabulary，designations and classifications》給出諸多類別多層圈股阻旋轉鋼絲繩，但類別劃分依據(jù)是鋼絲繩結構而非鋼絲繩阻旋轉性能。也許考慮到阻旋

轉是阻旋轉鋼絲繩的重要性能，ISO17893：2004/Amd.1：2010（E）基于鋼絲繩一端自由、一端固定并施加其最小破斷拉力20%載荷下在1000d（d為鋼

絲繩公稱直徑）長度鋼絲繩上自由端旋轉園數(shù)n將多層股阻旋轉鋼絲繩按照阻旋轉性能從高到低排序

分為3類：Category 1、Category 2、Category3，評價技術指標依次為n≤1圈、l圈<n≤2.5圈、2.5圈<n≤4圈，這種分類出發(fā)點是鋼絲繩阻旋轉性能而不涉及鋼

絲繩結構類別。A1023/A1023MZ-09《Standard Specification for Stranded Carbon Steel Wire Ropes for General Purposes》根據(jù)鋼絲繩阻旋轉性能差異將多層股阻旋轉鋼絲繩按照阻旋轉性能從高到低排序分

為3類：Category 1、Category 2、Category3，其對鋼絲繩阻旋轉性能進行了定性描述，并規(guī)定了與之對應鋼絲繩結構形式，包含外層繩股數(shù)、組繩股層數(shù)、合

繩次數(shù)等。技術標準能基于阻旋轉性能不同而對多層股阻旋轉鋼絲繩進行分類，顯示了標準對鋼絲繩

阻旋轉性能的高度關注。

采用ISO17893：2004/Amd.1：2010（E）規(guī)定方法，Usha martin從租旋轉性能角度將鋼絲繩分為4類：Non rotating、Low rolation、Spin resistant、Not non rotaling，評價技術指標依次為n<l圈、l圈≤n≤4圈、4圈<n≤10圈、n>10圈。Python將多層股阻旋轉鋼絲繩分成3類，對鋼絲繩結構形式進行了規(guī)定，關于阻旋轉性能有3種稱謂：Spin resislant，2 layer（8

to 10outer strands）、Rotation resistant，2 layer（11 to 13

outer strands）、Non rotating，3 layer（14 or more outer strands）。Diepa不同阻旋轉性能鋼絲繩如圖1所示。

圖1中，B50/B53/B55/B58、D1200Z、SUPER4結構分別用Rotation resistant、Slightly rotation resistant、Slightly rotation resistant描述鋼絲繩阻旋轉性能。DRAKO不同阻旋轉性能鋼絲繩如圖2所示。

圖2中，TK-Flex、175LC、Flex、RBR結構分別用Rotation resistant、Extreme rotalion resistant、Almost non rolating、Excellent rotation resislance 描述鋼絲繩阻旋轉性能。

Bridon用Rotation resistant、Low rolation描述鋼絲繩阻旋轉性能。Casar用Rotation resistant、Semi-

rotation resistant 描述鋼絲繩阻旋轉性能，且稱代號QUADROLIFT結構同圖1c鋼絲繩阻旋轉性能為

Semi-rotation-tesistant。OLIVEIRA用Rotation resist-

ant、Semi-rotation-esistant 描述鋼絲繩阻旋轉性能，且用Semi-rotation-resislant 描述4×K36WS-FC鋼絲繩阻旋轉性能。Pfeifer認為高性能阻旋轉鋼絲繩外層繩股至少有15根，而稱18×7和17×7鋼絲繩是阻旋轉鋼絲繩。Bridon定性給出平行拾鋼絲繩（Parallel closed）、單層股鋼絲繩（Single layer）、阻旋轉鋼絲繩（Rolation resistant）、低旋轉鋼絲繩（Low rotation）在加載條件下的轉矩或轉角（Torque or Tum）如圖3所示。Usha martin定性給出6股鋼絲繩（Sixstrand）、低度阻旋轉鋼絲繩（Spin resistant）、中度阻旋轉鋼絲繩（Low torque）、不旋轉鋼絲繩（Nonrotating）在施加不同比例最小破斷拉伸載荷條件下單位長度上的轉角變化趨勢。業(yè)界強企基于

組旋轉性能不同而重視對多層股阻旋轉鋼絲繩分

類，顯示了強企對鋼絲繩阻旋轉性能的高度關注。

Parallel Closed Single Layer Rotation Resistant Low Rotation Load圖3加獲條件下不同類別鋼絲繩的轉矩或轉角

Fig.3 Torque or turn of diferent type wire rope under load從前文表述可以看出，標準和業(yè)界強金均關注

從鋼絲繩阻旋轉性能高低對其分類，只是具體到不同企業(yè)，對阻旋轉鋼絲繩的阻旋轉性能描述不盡相同。當關注鋼絲繩阻旋轉性能時，由于不同結構阻旋轉鋼絲繩的阻旋轉性能確實存在明顯差異，根據(jù)

ISO/FDIS 17893：2004（E）中“2.12.1 rope class grouping of ropes of similar mechanical properties and physical characteristics”規(guī)定，如采鋼絲繩阻旋轉性能存在值得關注的差異，就應該進行分類，即從阻旋

轉性能差異角度對多層股阻旋轉鋼絲繩分類是適應

標準鋼絲繩分類原理的需要。

2.1.2是指導鋼絲繩安全使用的需要

雖然可以肯定與應力釋放器連接的鋼絲繩只能

是阻旋轉鋼絲繩，但并不是所有阻旋轉鋼絲繩均可連接應力釋放器。分析Diepa、Casar、Bridon、Py-

thon、OLIVEIRA、Pfeifer、Vornbaeumen等企業(yè)明示其生產(chǎn)可與應力釋放器連接阻旋轉鋼絲繩，對照

A1023/A1023M-9發(fā)現(xiàn)，這些鋼絲繩在結構上是Category1鋼絲繩，即阻旋轉性能最優(yōu)類鋼絲繩。從ISO21669：2005（D《Steel wire ropes-Determina-

tion of rotalional properties》之“Guidance on the use of swivels”[見：Annex A（informative）]規(guī)定看，只有n≤1圈的鋼絲繩才可連接應力釋放器，1圈<n≤4圈鋼絲繩連接應力釋放器則需要經(jīng)過鋼絲繩生產(chǎn)企

業(yè)和相關人員的認可，n>l0圈的鋼絲繩不能連接

應力釋放器。強調只有Category1鋼絲繩可與應力

釋放器連接，是因為Category 2、Category3鋼絲繩連接應力釋放器后，鋼絲繩承載能力會顯著降低。

Casar用百分數(shù)表示了不同結構鋼絲繩一端連接應

力釋放器后可保持最小破斷拉力的能力：對6股、8股鋼絲繩，該數(shù)值為40%~60%，對18×7鋼絲繩，該數(shù)值為60%~80%，而對圖4EUROLIFT、圖5

STARLIFT、圖6POWERPLAST鋼絲繩，該數(shù)值為90%~110%。Union也有相同研究并給出：對6股、

8股鋼絲繩，該數(shù)值為40%~60%，對Category 3、Category 2、Category1鋼絲繩，相應數(shù)值依次為40%~70%、60%~80%、90%~110%。從滿足鋼絲繩安全使用角度看，基于阻旋轉性能不同而對多層股阻旋轉鋼絲繩分類，可以為鋼絲繩使用者決定所選阻旋轉鋼絲繩是否可與應力釋放器連接提供指

南。需要說明的是，Diepa、Casar、Verope、Python、OLIVEIRA、Pfeifer等企業(yè)資料均明示4股鋼絲繩不能與應力釋放器連接。