鋼絲繩鋁合金接頭受力分析與計(jì)算
1概述
鋼絲繩鋁合金接頭是根據(jù)金屬塑性等體積轉(zhuǎn)移原理，采用鋁合金接頭固定鋼絲繩繩端的技術(shù)加工而成。其工藝是將裝好鋁合金接頭的鋼絲繩置于專用模具型腔內(nèi)，在油壓機(jī)作用下，產(chǎn)生永久性變形，使鋼絲繩和鋁合金接頭成為不可拆卸永久的同一體，如圖1所示。
圖1 壓制成型圖
GB/T6946-2008 《鋼絲繩鋁合金壓制接頭》規(guī)定，接頭所使用的扁橢圓管應(yīng)優(yōu)先選用由管材壓制而成的扁橢圓管，材料應(yīng)優(yōu)先選用GB/T4437.1-2015《鋁及鋁合金熱擠壓管 第1部分：無(wú)縫圓管》中3A21H112(此種材料只能用在吊裝索具上)或5A02H112鋁及鋁合金熱擠壓無(wú)縫圓管制造，必須附有質(zhì)量證明書?；瘜W(xué)成分符合GB/T3190《變形鋁及鋁合金化學(xué)成分》的規(guī)定。
與接頭相匹配的鋼絲繩應(yīng)符合GB8918-2006《重要用途鋼絲繩》中所規(guī)定的圓股鋼絲繩，工程抗拉強(qiáng)度不大于1770MPa。接頭工作環(huán)境溫度范圍-40℃-- +150℃。
GB 6067.1-2010《起重機(jī)安全規(guī)程 第1部分：總則》規(guī)定，鋼絲繩端部的固定和連接應(yīng)應(yīng)滿足：用鋁合金接頭壓縮法連接時(shí)，連接強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到鋼絲繩最小破斷拉力的90%。
GB/T6946-2008 《鋼絲繩鋁合金壓制接頭》規(guī)定,接頭應(yīng)能承受鋼絲繩最小破斷拉力的90%的靜載荷以及承受鋼絲繩最小破斷力15%~30%的沖擊載荷。
2鋼絲繩鋁合金接頭受力分析 
2）接頭除了鋼絲繩與鋁合金接頭接觸之外，還有兩鋼絲繩之間鋼絲繩與鋼絲繩接觸，這部分鋼絲繩的股絲在壓接接頭時(shí)形成較好的接觸，使用時(shí)相對(duì)滑動(dòng)所需剪切鋼絲繩股絲的力較大，會(huì)增加接頭強(qiáng)度。
3）除了鋼絲繩與鋁合金接頭之間的壓緊力、鋼絲繩與鋼絲繩增加的力之外，還存在一個(gè)很大的靜摩擦力，即吊鉤與鋼絲繩之間的靜摩擦力。由于吊鉤和鋼絲繩的摩擦條件（正壓力和粗糙度）很強(qiáng)，鋼絲繩要滑動(dòng)所需克服的摩擦力很大，尤其是當(dāng)鋼絲繩出現(xiàn)超過(guò)彈性段的塑性彎曲后，要滑動(dòng)還需要加上很大的使鋼絲變形的力。
3鋼絲繩鋁合金接頭壓制力值的確定
根據(jù)壓力加工原理，為使鋁合金塑性流動(dòng)至鋼絲繩的周圍，只要給一定的總壓力P，使需要流動(dòng)的金屬其單位壓力達(dá)到流動(dòng)限即可。對(duì)壓制時(shí)所需的力進(jìn)行計(jì)算，由于在壓制的后階段所形成的狀態(tài)為擠壓狀態(tài)，所以采用順壓的計(jì)算公式，即
繩端固定需同時(shí)采用2段鋼絲繩鋁合金接頭固定才能滿足要求。
壓后鋁合金接頭與鋼絲繩應(yīng)緊密接觸而無(wú)空隙；鋁合金接頭的厚度和長(zhǎng)度應(yīng)使鋁合金接頭的箍緊力足夠大。
4 結(jié)論
1）鋁合金接頭需滿足鋁合金接頭與鋼絲繩之間的摩擦力略大于鋼絲繩的破斷拉力。
2）冷擠壓工藝的特點(diǎn)是變形抗力大。如果冷擠壓變形時(shí)作用在模具上的單位擠壓力超過(guò)了2500N/mm2,模具很容易損壞。確定冷擠壓件的單位擠壓力，需考慮是否超過(guò)所用模具所能承受的載荷[2]。
3）需滿足如下要求:
（1）最終狀態(tài)應(yīng)為將兩根鋼絲繩壓成整體，并且鋁合金已進(jìn)入鋼絲繩的股和絲之間，有的部分已形成螺旋形；
（2）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，鋼絲繩在承受工作負(fù)荷后，其伸長(zhǎng)量約為10%，所以在壓緊接頭套時(shí)，最好使鋼絲繩經(jīng)過(guò)預(yù)拉；
（3）正式壓制前對(duì)鋁合金接頭進(jìn)行預(yù)變形處理；
（4）鋼絲繩鋁合金接頭連接好后，要進(jìn)行額定拉力試驗(yàn)、外觀質(zhì)量檢查、接頭基本尺寸檢查、接頭端部檢查、接頭合模錯(cuò)移量檢查；
（5）應(yīng)通過(guò)100000次沖擊疲勞載荷試驗(yàn)；
（6）接頭在使用中不允許受彎；
（7）本產(chǎn)品實(shí)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)制度。壓制后進(jìn)行探傷檢驗(yàn)，百分之百的宏觀檢查，二倍的額定負(fù)荷試驗(yàn)，保證安全可靠。
鋼絲繩鋁合金接頭是所有設(shè)備的一個(gè)非常重要的零部件，一旦工作過(guò)程中出現(xiàn)損壞，都會(huì)導(dǎo)致非常大的危險(xiǎn)出現(xiàn)，甚至機(jī)毀人亡，所以在設(shè)計(jì)、加工、組織、壓制時(shí)都要嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
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