一種鋼絲繩破斷拉伸澆鑄物及其澆鑄試驗方法的裝置的制造方法

　　【技術(shù)領(lǐng)域】

　　[0001]本發(fā)明屬于鋼絲繩破斷拉伸試驗技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種鋼絲繩破斷拉伸澆鑄物及其澆鑄試驗方法的裝置。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002]鋼絲繩破斷拉伸試驗的目的是為鋼絲、鋼絲繩等制造商，使用者和檢測機構(gòu)提供制造、使用和檢測的依據(jù)，用來準確測定鋼絲繩的實際破斷拉力，避免使用中鋼絲繩因為拉伸破斷發(fā)生安全事故和質(zhì)量事故。

　　[0003]目前較為常見的試樣制備法有合金澆鑄法、環(huán)氧樹脂澆鑄法、套管壓制法、直接夾持法和纏繞法等五種。合金澆鑄法是將鋼絲繩試樣兩端鋼絲打散，清洗干凈，然后用熔融合金澆鑄(大多采用鉛錫或鉛錫銅合金作為澆鑄物，必要時加入少量錫鉍銻等低熔點金屬以降低澆鑄溫度)，冷卻至常溫后在拉力試驗機上進行拉伸試驗；環(huán)氧樹脂澆鑄法是將鋼絲繩試樣兩端鋼絲打散，清洗干凈，然后用環(huán)氧樹脂澆鑄，固化后安裝在試驗機上進行試驗；套管壓制法將試樣兩端裝上合適的金屬套管，用壓力機壓制牢固，然后在試驗機上進行試驗；直接夾持法是將試樣直接裝夾在拉力試驗機夾頭合適的鉗口進行試驗；纏繞法是將試樣直接纏繞在纏繞試驗輪的繩槽中進行試驗。這些試驗方法有的也可以測定鋼絲繩的實際破斷拉力，但是，這些方法或多或少仍存在以下不足:1.合金澆鑄能耗高、周期長、制樣過程中產(chǎn)生有害氣體對人及環(huán)境產(chǎn)生危害；2.環(huán)氧樹脂價格昂貴，導(dǎo)致試樣制備成本高；3.套管壓制法需要針對不同規(guī)格加工金屬套管，對于中粗規(guī)格鋼絲繩則需要1000噸甚至5000噸的大型壓力機，投資巨大，成本很高；4.直接夾持法只適用于直徑小、絲數(shù)少、結(jié)構(gòu)簡單的單股或金屬芯鋼絲繩；5.纏繞法則由于纏繞輪與繩徑之比不小于20的要求，繩徑超過30mm時現(xiàn)有的試驗機就難以開展試驗，而且該樣品制備法的缺陷難以準確測定鋼絲繩的實際破斷拉力。

　　【發(fā)明內(nèi)容】

　　[0004]本發(fā)明的目的是提供一種鋼絲繩破斷拉伸澆鑄物及其澆鑄試驗方法。解決現(xiàn)有鋼絲繩試樣制備法存在的制樣周期長、試樣制備成本高、操作不易實現(xiàn)、產(chǎn)生危害等問題，達到操作簡便、降低成本、縮短周期、應(yīng)用范圍廣泛、安全性能好的目的。具有測定結(jié)果準確、可靠，操作安全、方便的特點。

　　[0005]本發(fā)明實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種鋼絲繩破斷拉伸試樣的澆鑄物，所述澆鑄物包括快硬水泥、0.5-lmm粒徑的石英砂及水，所述快硬水泥、0.5-lmm粒徑的石英砂及水的比例為 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、鐵肩、銅肩顆粒添加物，所述添加物可以任意添加一種，亦可任意添加二種或是全部添加，這種添加物的和占水泥量的三分之一左右。

　　[0007]一種鋼絲繩破斷拉伸澆鑄試驗方法的裝置包括兩組構(gòu)造相同的澆鑄試模，每組澆鑄試模的中心具有貫通的澆筑腔室。

　　[0008]所述的澆鑄試模為分體結(jié)構(gòu)，由左右兩塊外部形狀為矩形直錐形鑄鋼件組成，左右兩塊鑄鋼件組合后中間形狀圓錐形貫通孔，在左右兩塊矩形直錐形鑄鋼件上開有螺栓孔，由螺栓固定連接。

　　[0009]所述的澆筑腔室為圓錐孔。

　　[0010]在所述澆鑄試模的端口部位，即澆筑腔室的小口徑端充填的充填物厚度為

　　0.5-lcm。所述的澆筑腔室為圓錐孔。

　　[0011]所述的充填物為棉花或布條絮狀物。

　　[0012]本發(fā)明的制備方法包括以下步驟:

　　(1)、將鋼絲繩試樣兩端頭制成帚頭狀端頭；

　　(2)、將鋼絲繩試樣的一側(cè)帚頭狀端頭放置于一組澆鑄試模中的澆筑腔室，并在澆鑄試模的端口部位，即澆筑腔室的小口徑端充填有充填物；

　　(3)、緊固澆鑄試模，將澆鑄試模放置于支撐架上且澆鑄試模上端開口朝上，將快硬水泥澆鑄物倒入澆鑄試模中的澆筑腔室內(nèi)，待快硬水泥澆鑄物凝固后，采用相同方法對鋼絲繩試樣另外一側(cè)端頭進行澆鑄；

　　(4)、待兩側(cè)快硬水泥澆鑄物完全凝固后，將鋼絲繩試樣從澆鑄試模中取出，放入拉力試驗機進行測定。

　　[0013]上述快硬水泥澆鑄物在澆入澆鑄試模中需不斷攪動引流。

　　[0014]本發(fā)明通過采用快硬水泥作為澆鑄物能帶來明顯的有益效果，首先，裝置的構(gòu)造方面一一具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、易于推廣等優(yōu)點；試驗方法方面一一具有周期短、快捷、性能可靠等優(yōu)點；成本方面一一具有材料易取、降低成本等優(yōu)點；環(huán)保方面一一具有環(huán)境危害小、廢物易于處理等優(yōu)點；安全性能方面一一具有降低安全事故和質(zhì)量事故等優(yōu)點。總之，采用快硬水泥澆鑄物不僅凝結(jié)時間快、強度高，且后期強度仍能持續(xù)增長等優(yōu)點，明顯縮短了試驗周期，大大降低了對環(huán)境及操作人員的影響，且試驗數(shù)據(jù)準確率高達95%以上。總之，具有測定結(jié)果準確、可靠，操作安全、方便的特點。為鋼絲、鋼絲繩等制造商，使用者和檢測機構(gòu)提供制造、使用和檢測的依據(jù)，避免使用中因為鋼絲繩拉伸破斷發(fā)生的安全事故和質(zhì)量事故。

　　[0015]而采用傳統(tǒng)的鉛、錫、銅合金等熔融金屬做為澆鑄物時，須采用熱澆鑄方式，切取一定長度的鋼絲繩，將鋼絲繩端頭制成帚頭形狀并進行表面處理，用一定溫度和一定質(zhì)量配比的合金熔液將鋼絲繩帚頭澆鑄成錐體形狀，澆鑄過程中將澆鑄模具底部密封，防止合金熔液從縫隙漏出，澆鑄冷卻后形成試驗樣品，從而進行鋼絲繩整繩破斷拉力測試。此類方法，合金熔融過程及冷卻過程周期長而繁瑣，溫度不易控制，且熔融及冷卻過程揮發(fā)出的氣體會對操作人員及環(huán)境造成不小的損害，對環(huán)境條件要求極為嚴格。同樣，采用環(huán)氧樹脂澆鑄作為澆鑄物時，仍須采用熱澆鑄方式，須用熱風(fēng)槍將環(huán)氧樹脂熔化，將環(huán)氧樹脂與固化劑按照4:1的比例配制，澆鑄冷卻后形成試驗樣品，制樣過程同樣會對環(huán)境及操作人員造成損害。

　　【附圖說明】

　　[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

　　[0017]圖中:1、鋼絲繩試樣，2、澆筑腔室，3、澆鑄試模，4、螺栓，5、充填物，6、帚頭狀端頭。

　　【具體實施方式】

　　[0018]結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的實施例如下。但本發(fā)明不局限以下實施例。

　　[0019]實施例1

　　本實施例所述的鋼絲繩破斷拉伸試樣的澆鑄物為快硬水泥、0.5-lmm粒徑的石英砂及水的混合物，快硬水泥、0.5-lmm粒徑的石英砂及水的比例為2.5:0.75:0.3。

　　[0020]實施例2

　　本實施例所述的鋼絲繩破斷拉伸試樣的澆鑄物為快硬水泥、0.5-lmm粒徑的石英砂及水的混合物，快硬水泥、0.5-lmm粒徑的石英砂及水的比例為3:1.5:0.5。

　　[0021]實施例3

　　本實施例所述的鋼絲繩破斷拉伸試樣的澆鑄物為快硬水泥、0.5-lmm粒徑的石英砂及水的混合物，快硬水泥、0.5-lmm粒徑的石英砂及水的比例為4.5:1:0.8。

　　[0022]上述實施例1-3所述澆鑄物的制備方法是:在常溫下將快硬水泥、0.5-lmm粒徑的石英砂及水按照比例放入攪拌鍋內(nèi)，在膠砂強度攪拌機下低速攪拌60s后，再高速攪拌60s，以達到攪拌均勾、流動性好的效果，總攪拌時間不應(yīng)超過3min。

　　[0023]所述快硬水泥可采用42.5等級以上的(特快型)硫鋁酸鹽快硬水泥，也可采用42.5等級以上的鋁酸鹽快硬水泥或其他具有微膨脹性、堿度低、無放射性、高穩(wěn)定性的快硬水泥。

　　[0024]為增大澆鑄物與試樣的粘結(jié)力，可在快硬水泥中按比例添加石英砂、鐵肩、銅肩等高硬度的顆粒添加物，增強澆筑物的整體剛度以及與鋼絲繩的摩擦力。石英砂、鐵肩、銅肩可以單獨添加一種，亦可添加二種或全部添加，這種添加物的和占水泥量的三分之一左右。

　　[0025]本發(fā)明實現(xiàn)上述鋼絲繩破斷拉伸試樣澆鑄試驗方法的裝置包括兩組構(gòu)造相同的澆鑄試模。如圖1所示:每組澆鑄試模3的中心均具有貫通的澆筑腔室2，該澆筑腔室2為圓錐孔。為方便拆卸脫模，每組澆鑄試模3均設(shè)計為分體結(jié)構(gòu)，即由左右兩塊外部形狀為矩形直錐形鑄鋼件組成，左右兩塊鑄鋼件組合后中間形狀圓錐形貫通孔，在左右兩塊矩形直錐形鑄鋼件上兩端開有對稱的兩組螺栓孔，并由兩兩對稱的四根螺栓4固定連接。將鋼絲繩試樣I的兩端帚頭狀端頭6分別放入兩組澆鑄模3中，用螺栓4擰緊固定后，在澆鑄試模3的端口部位，即澆筑腔室2的小口徑端充填有0.5-lcm厚的充填物5，澆鑄快硬水泥澆鑄物至澆筑腔室2內(nèi)，將鋼絲繩端頭澆鑄成圓錐體。

　　[0026]使用時，將鋼絲繩試樣I兩端頭制成帚頭狀端頭6，可先將一側(cè)端頭先放置于一組澆鑄試模3中，在澆鑄試模3端口部位繞試樣周圍放置適量充填物5，確保試樣I與澆鑄試模3能牢固結(jié)合。由四根螺栓4將澆鑄試模3擰緊固定后，放置于支撐架上以保證澆鑄試模3上端開口朝上，將攪拌均勻、流動性好的快硬水泥澆鑄物迅速倒入澆鑄試模3中，倒入過程中可不斷攪動引流，直到澆鑄物充滿澆鑄試模3。待快硬水泥澆鑄物凝固后，即可采用相同方法對另外一側(cè)端頭進行澆鑄。待兩側(cè)快硬水泥澆鑄物完全凝固后，將鋼絲繩試樣I從澆鑄試模3中取出，放入拉力試驗機鉗口，按試驗條件施加拉力，以測定鋼絲繩破斷拉伸的最大力。

　　[0027]鋼絲繩破斷拉伸試樣的試驗方法包括以下步驟:

　　1、將鋼絲繩試樣I兩端頭制成帚頭狀端頭6。具體方式是:在鋼絲繩試樣I兩端距一個夾持長度L處分別用軟鐵絲等材料牢固捆扎，去掉端頭捆扎絲，制成帚頭狀端頭6。為了澆鑄牢固，需清除帚頭鋼絲表面油污，纖維芯切至捆扎處。且任何情況下不得對裸露的鋼絲進行校直，但允許彎曲成鉤型。

　　[0028]2、先將鋼絲繩試樣I的一側(cè)帚頭狀端頭6放置于一組澆鑄試模3中。并在澆鑄試模3的端口部位，即澆筑腔室2的小口徑端充填有0.5-lcm厚的充填物5，該充填物5可為棉花、布條等絮狀物，目的是防止在試樣澆鑄及成形過程中澆鑄物從澆鑄試模中漏出。澆鑄試模3為二組，構(gòu)造完全相同，分別固定鋼絲繩試樣I的兩端頭。

　　[0029]3、緊固澆鑄試模3，并將澆鑄試模3放置于支撐架上以保證澆鑄試模3上端開口朝上。將攪拌完成后的澆鑄物快速倒入澆鑄試模3中的澆筑腔室2內(nèi)，倒入過程中須不斷引流，避免帶入氣泡，直到澆鑄物充滿澆筑腔室2。

　　[0030]4、待快硬水泥澆鑄物凝固后，采用相同方法對鋼絲繩試樣I另外一側(cè)端頭進行澆鑄。

　　[0031]5、待兩側(cè)快硬水泥澆鑄物完全凝固后，將鋼絲繩試樣I從澆鑄試模3中取出，放入拉力試驗機鉗口，按試驗條件施加拉力，以測定鋼絲繩破斷拉伸的最大力。

　　[0032]本發(fā)明未說明部分，為公知技術(shù)。

　　【主權(quán)項】

　　1.一種鋼絲繩破斷拉伸試樣的澆鑄物，其特征是:所述澆鑄物包括快硬水泥、0.5-lmm粒徑的石英砂及水，所述快硬水泥、0.5-lmm粒徑的石英砂及水的比例為了2.5-4.5:0.75-1.5:0.3-0.8。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩破斷拉伸試樣的澆鑄物，其特征是:在所述快硬水泥按比例添加石英砂、鐵肩、銅肩顆粒狀添加物，所述添加物可以任意添加一種，亦可任意添加二種或是全部添加，這種添加物的和占水泥量的三分之一。3.一種鋼絲繩破斷拉伸試樣澆鑄試驗方法的裝置，其特征是:包括兩組構(gòu)造相同的澆鑄試模(3 )，每組澆鑄試模的中心具有貫通的澆筑腔室(2 )。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼絲繩破斷拉伸試樣澆鑄試驗方法的裝置，其特征是:所述的澆鑄試模(3)為分體結(jié)構(gòu)，由左右兩塊外部形狀為矩形直錐形鑄鋼件組成，左右兩塊鑄鋼件組合后中間形狀圓錐形貫通孔，在左右兩塊矩形直錐形鑄鋼件上開有螺栓孔，由螺栓(4)固定連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼絲繩破斷拉伸試樣澆鑄試驗方法的裝置，其特征是:所述的澆筑腔室(2)為圓錐孔。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼絲繩破斷拉伸試樣澆鑄試驗方法的裝置，其特征是:在所述澆鑄試模(3)的端口部位，即澆筑腔室(2)的小口徑端充填的充填物厚度為0.5-lcm。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼絲繩破斷拉伸試樣澆鑄試驗方法的裝置，其特征是:所述的澆筑腔室(2)為圓錐孔。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼絲繩破斷拉伸試樣澆鑄試驗方法的裝置，其特征是:所述的充填物(5)為棉花或布條絮狀物。

　　【專利摘要】本發(fā)明公開的一種鋼絲繩破斷拉伸澆鑄物包括快硬水泥、0.5-1mm粒徑的石英砂及水，所述快硬水泥、0.5-1mm粒徑的石英砂及水的比例為2.5-4.5:0.75-1.5:0.3-0.8。其鋼絲繩破斷拉伸試樣澆鑄試驗方法的裝置包括兩組構(gòu)造相同的澆鑄試模（3），每組澆鑄試模的中心具有貫通的澆筑腔室（2）。本發(fā)明解決現(xiàn)有鋼絲繩試樣制備法存在的制樣周期長、試樣制備成本高、操作不易實現(xiàn)、產(chǎn)生危害等問題，達到操作簡便、降低成本、縮短周期、應(yīng)用范圍廣泛、安全性能好的目的。具有測定結(jié)果準確、可靠，操作安全、方便的特點。

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

　　【公開號】CN105004591

　　【申請?zhí)枴緾N201510480870

　　【發(fā)明人】李盼, 伊西特, 張平萍, 杜瑞清, 田華

　　【申請人】中鋼集團鄭州金屬制品研究院有限公司

　　【公開日】2015年10月28日

　　【申請日】2015年8月3日