最近幾年，35W×K7類和15×K7類兩種結(jié)構(gòu)鋼絲繩應(yīng)用于旋挖機(jī)上的數(shù)量相對(duì)較多，尤其是這兩種同向捻鋼絲繩在市場(chǎng)上的應(yīng)用多，占比達(dá)50%以上。

旋挖鉆機(jī)用鋼絲繩的工作特點(diǎn)

旋挖鉆機(jī)用鋼絲繩在運(yùn)行過程中，主要受以下幾個(gè)方面的影響。

1）旋挖鉆機(jī)用鋼絲繩在運(yùn)行過程中受到扭轉(zhuǎn)載荷。

2）由于國(guó)內(nèi)外旋挖鉆機(jī)都沒有安裝動(dòng)滑輪，所以鋼絲繩單繩拉力較大。

3）旋挖鉆機(jī)用鋼絲繩多層纏繞的轉(zhuǎn)臺(tái)沒有徹底根除，卷筒的跳繩、亂繩、咬繩等問題一直是制約鋼絲繩使用壽命的關(guān)鍵因素。

4）旋挖鉆機(jī)用鋼絲繩工作環(huán)境惡劣，經(jīng)常在腐蝕性的泥漿中工作，對(duì)鋼絲繩涂覆油脂選擇的技術(shù)要求較高，使用時(shí)要經(jīng)常檢查鋼絲繩狀態(tài)，并及時(shí)補(bǔ)充油脂。

5）旋挖施工過程中，升降鉆桿和鉆具時(shí)，作用在鋼絲繩的力是一個(gè)交變載荷。

6）國(guó)內(nèi)外的旋挖鉆機(jī)主、輔卷揚(yáng)的滑輪直徑普通偏小，因此，其直徑與鋼絲繩直徑比值偏小，會(huì)降低鋼絲繩的抗彎曲疲勞性能，影響鋼絲繩的使用性能和使用壽命。

旋挖鉆機(jī)用鋼絲繩的技術(shù)要求如下。

1）鋼絲繩應(yīng)具有抗旋轉(zhuǎn)性。

2）鋼絲繩應(yīng)具有較高的抗拉強(qiáng)度，捻制均勻性好，鋼絲繩捻制損失小，且要保證鋼絲繩的整繩破斷拉力。

3）對(duì)于多層纏繞的前置卷揚(yáng)卷筒，推薦使用同向捻鋼絲繩，以避免內(nèi)股產(chǎn)生印痕。

4）鑒于旋挖鉆機(jī)用鋼絲繩直徑與主輔卷揚(yáng)的直徑比值偏小，鋼絲繩結(jié)構(gòu)宜為多層股鋼絲繩。

5）旋挖鉆機(jī)施工需要頻繁提升、下落鉆具，要求鋼絲繩耐磨性能好，抗拉強(qiáng)度適宜。

6）壓實(shí)類異形股鋼絲繩因股與股間接觸點(diǎn)多，金屬填充系數(shù)大，因此具有抗擠壓、耐疲勞的特點(diǎn)。有些類型鋼絲繩在鋼芯和外股之間有一層塑料層，減少了鋼芯與外股之間的摩擦，提高了鋼絲繩抗疲勞性，并使鋼絲繩結(jié)構(gòu)更緊湊，不僅抗擠壓、抗高溫，而且吸收沖擊載荷的能力大大提高。

7）鋼絲繩的使用壽命主要取決于繩槽尺寸，以及鋼絲繩直徑D和卷筒（或滑輪底部）直徑d比率的正確選擇。旋挖鉆機(jī)通常選擇D/d≥20，D/d0=250，其中d0為鋼絲繩最外層鋼絲直徑。

8）旋挖鉆機(jī)工作時(shí)，要始終保持使用鋼絲繩第一層提升力，且提升力要穩(wěn)定。

35W×K7和15×K7+ IWRC內(nèi)外層捻向相反，均屬阻旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，以規(guī)格為φ28.0mm鋼絲繩為例，在相同表面狀態(tài)和強(qiáng)度級(jí)別情況下，兩者相關(guān)參數(shù)見表1。

結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

由表1可知，15×K7+ IWRC鋼絲繩的外層股外層鋼絲直徑比35W×K7鋼絲繩外層股外層鋼絲直徑粗，因此，對(duì)于外部磨損而言，15×K7結(jié)構(gòu)鋼絲繩的耐磨性能優(yōu)于35W×K7鋼絲繩；對(duì)于內(nèi)部磨損而言，35W×K7層組股之間均為壓實(shí)，接觸應(yīng)力相對(duì)較小，所以，內(nèi)部磨損較好，但鋼絲繩在工作過程中最重要的是與外部磨損，內(nèi)部磨損的頻率相對(duì)較少。

抗彎曲疲勞性能

由YB/T4506-2016可知，35W×K7結(jié)構(gòu)鋼絲繩除中心股不需壓實(shí)外，其余各股均壓實(shí)，而 15×K7+IWRC僅壓實(shí)外層股。因此，15×K7+IWRC結(jié)構(gòu)鋼絲繩抗彎曲疲勞性能優(yōu)于35W×K7結(jié)構(gòu)鋼絲繩。

抗沖擊性能

通過計(jì)算可知，與15×K7+IWRC結(jié)構(gòu)鋼絲繩相比，35W×K7填充系數(shù)較大，剛度較高，抗沖擊性能較強(qiáng)。

柔軟性能

根據(jù)捻搓系數(shù)公式：MS= DS/DW，MR=DR/DS，得出柔性系數(shù)（KR）：KR=DR/Dw= MS× MR，其中，DR為繩徑；DW為絲徑；DS為股徑；MS為股捻搓系數(shù)；MR為繩捻搓系數(shù)。

MS和MR值是影響鋼絲繩結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、柔性、致密性的因素之一，若股繩由不同直徑的鋼絲組成，則取直徑大的鋼絲（中心絲除外）計(jì)算。MS和MR大，即絲徑小，金屬密度大，支撐表面積大，使鋼絲強(qiáng)度提高，柔性、不松散性能、耐磨性好。

鋼絲繩在彎曲時(shí)，鋼絲之間會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)，繩內(nèi)鋼絲越細(xì)，根數(shù)越多，滑動(dòng)面越大，鋼絲相對(duì)滑動(dòng)容易，鋼絲柔軟性好。

按照工藝，可以計(jì)算出35W×K7-28.0mm和15×K7+IWRC-28.0mm的柔性系數(shù)分別為17.28和17.5。因此，35W×K7-28.0mm的柔性比15×K7+IWRC-28.0mm略差。

結(jié)語

經(jīng)對(duì)比，35W×K7和15×K7+IWRC兩種不同結(jié)構(gòu)鋼絲繩的性能既具有相同點(diǎn)，也有一定的差異，但均可用于旋挖鉆機(jī)。無論是35W×K7結(jié)構(gòu)鋼絲繩，還是15×K7+IWRC結(jié)構(gòu)鋼絲繩,兩種鋼絲繩各自優(yōu)點(diǎn)，因此，要根據(jù)旋挖鉆機(jī)使用的作業(yè)環(huán)境，合理選擇鋼絲繩。對(duì)于泥少、石多的地方，應(yīng)選用抗沖擊和耐磨性能更好的35W×K7結(jié)構(gòu)的鋼絲繩，對(duì)于泥多、石少的地方，可選用柔性和耐疲勞更好的15×K7+IWRC結(jié)構(gòu)的鋼絲繩，以發(fā)揮鋼絲繩的最大效能。