Η παραγωγή συρματόσχοινου από χάλυβα περιλαμβάνει τρεις βασικές διαδικασίες: το τράβηγμα του σύρματος, το στρίψιμο κλώνου και το κλείσιμο του σχοινιού.
Σχέδιο με σύρμα
Πρώτες ύλες: Στο πλαίσιο της παραγωγής συρματόσχοινων από χάλυβα, η συρματόσχοινα αναφέρεται σε μια διαδικασία όπου οι πρώτες ύλες υφίστανται αποξίδωση, φωσφοροποίηση, αφαίρεση αλάτων και αρχικό σχέδιο διάσπασης. Μέσω ενός ή πολλαπλών σταδίων σχεδίασης, η μοριακή δομή του υλικού μεταβάλλεται για να επιτευχθεί η διάμετρος-στόχος.
Οι πρώτες ύλες περιλαμβάνουν σιδηρούχα μέταλλα με διάμετρο 0,14–10,00 mm και μη-σιδηρούχα μέταλλα με διάμετρο 0,01–16,00 mm.
Pickling: Η διαδικασία χρήσης ενός όξινου διαλύματος για την αφαίρεση της σκουριάς και των αλάτων από την επιφάνεια της πρώτης ύλης. Στην παραγωγή συρματόσχοινων, αυτό είναι επίσης γνωστό ως αφαλάτωση. Αφαιρεί κυρίως οξείδια από τη συρμάτινη ράβδο για να αποτρέψει ακαθαρσίες όπως η σκουριά από το να παρεμβαίνουν στη διαδικασία διάσπασης ή να καταστρέψουν τις μήτρες έλξης.
Φωσφοροποίηση: Με απλά λόγια, αυτή είναι μια διαδικασία κατά την οποία το υλικό βυθίζεται σε ένα φωσφορικό διάλυμα για να σχηματιστεί ένα αδιάλυτο στο νερό-φιλμ φωσφορικών στην επιφάνειά του, παρέχοντας έναν βαθμό αντοχής στη διάβρωση.
Σχέδιο ανάλυσης: Το υλικό πιέζεται μέσα από μια διαμορφωμένη οπή-στρογγυλή, τετράγωνη, οκταγωνική ή άλλα ειδικά προφίλ-στο κέντρο μιας μήτρας σχεδίασης. Καθώς το μέταλλο ωθείται μέσω του ανοίγματος της μήτρας, τόσο οι διαστάσεις όσο και το σχήμα του αλλάζουν.
Ψυχρός-συρόμενος σύρμα: Όταν ο συνηθισμένος στρογγυλός χάλυβας ωθείται μέσα από μια οπή μικρότερη από την αρχική του διάμετρο, η διάμετρος μειώνεται ενώ το μήκος αυξάνεται. Η επανάληψη αυτής της διαδικασίας μειώνει περαιτέρω τη διάμετρο. Αυτή η πλαστική παραμόρφωση αυξάνει τη σκληρότητα του χάλυβα αλλά εξαλείφει σε μεγάλο βαθμό την ολκιμότητα του. Αυτός ο χάλυβας είναι κατάλληλος για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αντοχή και όχι ολκιμότητα.
Θερμοκρασία: Επειδή η μοριακή δομή του σύρματος έχει αλλοιωθεί, απαιτείται σκλήρυνση για να αποκατασταθεί η εσωτερική του δομή. Αυτό διευκολύνει το περαιτέρω τράβηγμα, μειώνει τον κίνδυνο θραύσης και επιτρέπει στο σύρμα να επιτύχει την επιθυμητή αντοχή-συγκεκριμένα, αντοχή σε εφελκυσμό. Αυτή η αντοχή είναι αποτέλεσμα της διαδικασίας έλξης και όχι της θερμικής επεξεργασίας. Αυτό αποτελεί την κύρια διαφορά μεταξύ της κατασκευής συρματόσχοινων από χάλυβα και της γενικής μηχανικής κατεργασίας. Οι τυπικές αντοχές εφελκυσμού περιλαμβάνουν 1470, 1570, 1670, 1770, 1870 και 1960 N/mm². Η υψηλότερη αντοχή έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη ικανότητα εφελκυσμού αλλά μειωμένη σκληρότητα. Επομένως, η κατάλληλη αντοχή πρέπει να επιλέγεται με βάση τη συγκεκριμένη εφαρμογή αντί να επιλέγεται απλώς η υψηλότερη διαθέσιμη αντοχή. Ενώ τα συρματόσχοινα υψηλής{12}} αντοχής προσφέρουν ανώτερη ικανότητα εφελκυσμού, τείνουν να είναι κατώτερα όσον αφορά την αντοχή στη φθορά και την ευελιξία.
Στρίψιμο κλώνου
Ο τύπος, η δομή, οι πρώτες ύλες και η διαδικασία κατασκευής των συρματόσχοινων καθορίζονται από την προβλεπόμενη εφαρμογή τους. Τα συρματόσχοινα γενικής χρήσης χρησιμοποιούν σύρματα από ανθρακούχο χάλυβα στρογγυλής-διατομής με διαμέτρους που κυμαίνονται από 0,1 έως 6,0 mm. Τα καλώδια σχήματος Z{6}}και άλλου σχήματος χρησιμοποιούνται κατά την κατασκευή σφραγισμένων και ημι{7}}συρματόσχοινων. Οι τύποι συρματόσχοινων που κατηγοριοποιούνται ανά εφαρμογή περιλαμβάνουν καλώδια κρεμαστής γέφυρας, νήματα εξόρυξης, συρματόσχοινα τροχιάς για εναέρια σχοινιά, συρματόσχοινα για μηχανισμούς κίνησης, σχοινιά ανελκυστήρα και σχοινιά πρόσδεσης για δεματοποίηση και ρυμούλκηση φορτίου. Η ποικιλία των συρματόσχοινων επεκτείνεται συνεχώς και οι κατασκευές γίνονται όλο και πιο περίπλοκες. Εκτός από διάφορα επικαλυμμένα σύρματα, χρησιμοποιούνται επίσης ανοξείδωτα και διμεταλλικά σύρματα. Για να διασφαλιστεί η ασφάλεια και η αξιοπιστία, τα συρματόσχοινα πρέπει να διαθέτουν επαρκή αντοχή, καλή ευελιξία, συμπαγή πρόσδεση και αντοχή στη συμπίεση, τη φθορά, τη διάβρωση και την κόπωση{11}}με την αντοχή να είναι ο πιο κρίσιμος παράγοντας.
Οι δομές διατομής περιλαμβάνουν-σημειακούς-κυκλικούς κλώνους επαφής, στρογγυλούς κλώνους γραμμής-επαφής, στρογγυλούς κλώνους επιφάνειας-επαφής, διαμορφωμένους κλώνους, απλούς-μη περιστρεφόμενους κλώνους, στεγανούς τύπους και επίπεδους τύπους. Τα επιφανειακά-συρματόσχοινα με στρογγυλό κλώνο επαφής παράγονται με τη χάραξη γραμμής-κλώνων επαφής μέσω μιας μήτρας (όπως μια συρμάτινη-μήτρα έλξης ή μήτρα κυλίνδρου) χρησιμοποιώντας την ελκτική δύναμη της μηχανής κλώσματος. Κατά τη διαδικασία προσάραξης εφαρμόζονται δύο αντιδιαβρωτικά μέτρα: λίπανση (λίπανση) και επίστρωση.
Λίπανση: Όλα τα συρματόσχοινα πρέπει να λιπαίνονται. Οι πυρήνες ινών είναι εμποτισμένοι με λάδι. το λιπαντικό πρέπει να προστατεύει τον πυρήνα της ίνας από τη σήψη, να αποτρέπει τη σκουριά των χαλύβδινων συρμάτων, να θρέφει τις ίνες και να παρέχει εσωτερική λίπανση για το συρματόσχοινο. Η επιφανειακή λίπανση περιλαμβάνει την εφαρμογή ενός ομοιόμορφου στρώματος λιπαντικού κατά της σκουριάς στην επιφάνεια κάθε σύρματος εντός του κλώνου. Για σχοινιά που χρησιμοποιούνται σε ανύψωση τριβής ή ορυχεία με υψηλή έκθεση στο νερό, εφαρμόζεται ένα «μαύρο γράσο» υψηλής τριβής, αδιάβροχο-. Για άλλες εφαρμογές, χρησιμοποιείται ένα "κόκκινο γράσο" με ισχυρές ιδιότητες{-σχηματισμού φιλμ και αντι-σκουριάς, που εφαρμόζεται σε ένα λεπτό στρώμα για να διασφαλιστεί η καθαριότητα κατά τη λειτουργία.
Επιστρώσεις: Οι επιλογές περιλαμβάνουν γαλβανισμό, αλουμίνιση και επίστρωση από νάιλον ή πλαστικό. Ο γαλβανισμός κατηγοριοποιείται σε λεπτές επιστρώσεις (με σύρμα γαλβανισμένο πριν από το σχέδιο) και σε χοντρές επιστρώσεις (γαλβανισμένο σύρμα μετά το σχέδιο). Οι παχιές επιστρώσεις έχουν ελαφρώς χαμηλότερες μηχανικές ιδιότητες σε σύγκριση με το λαμπερό (χωρίς επίστρωση) συρματόσχοινο, αλλά είναι κατάλληλες για εξαιρετικά διαβρωτικά περιβάλλοντα. Το αλουμινισμένο συρματόσχοινο προσφέρει ανώτερη αντοχή στη διάβρωση, τη φθορά και τη θερμότητα σε σύγκριση με το γαλβανισμένο σχοινί-καθιστώντας το ιδανικό για μηχανότρατες και ορυχεία που περιέχουν H2S-και παράγεται με τη μέθοδο "γαλβανισμός-πριν-τράβηγμα". Τα συρματόσχοινα με νάιλον ή{8}}επένδυση από πλαστικό παράγονται είτε με την επίστρωση του έτοιμου σχοινιού είτε με την επίστρωση των κλώνων πριν κλείσουν σε ένα σχοινί. Το πρώτο χρησιμοποιείται για στατικές εφαρμογές, ενώ το δεύτερο για δυναμικές εφαρμογές.
Διαδικασία περιέλιξης: Τα πηνία από χαλύβδινο σύρμα τυλίγονται ξανά στα καρούλια (μπομπίνες) της μηχανής στριψίματος-ή το σύρμα τυλίγεται απευθείας πάνω στα καρούλια από τη μηχανή σύρματος-. Η συστροφή κλώνου περιλαμβάνει τη συστροφή συρμάτων σε ένα σκέλος. Οι τύποι μηχανών στριψίματος-κλώνων περιλαμβάνουν μηχανές περιστροφής τύπου κλουβιού, σωληνοειδούς, χωρίς σωλήνες και διπλής-περιστροφής. Το διάγραμμα δείχνει μια μηχανή περιστροφής 12-κουμπώματος σωληνοειδούς κλώνου-: (1) καρούλι για το εσωτερικό στρώμα των κλώνων. (2) κάννη περιστρεφόμενης μηχανής που περιέχει 12 καρούλια πλήρως τυλιγμένα με σύρμα. (3) μήτρα σχηματισμού κλώνου. (4) haul-off wheel; και (5) σηκώστε-το καρούλι για το εξωτερικό στρώμα των κλώνων. Μία πλήρης περιστροφή της κάννης αντιστοιχεί στο μήκος στρώματος του κλώνου (η απόσταση που προχωρά ο κλώνος μέσω του τροχού ανάσυρσης).
Κλείσιμο σχοινιού
Αυτή είναι η διαδικασία παραγωγής συρματόσχοινου με τη διάταξη των κλώνων σε ένα ελικοειδές σχέδιο γύρω από την κεντρική γραμμή ενός πυρήνα σχοινιού σε μια μηχανή κλεισίματος σχοινιού-. Η διαδικασία κλεισίματος πρέπει να τηρεί αυστηρά τις προδιαγραφές κατασκευής. Μόλις επιλεγεί η μηχανή κλεισίματος, τα νήματα πρέπει να ταιριάζουν προσεκτικά. Οι προδιαγραφές, η δομή, η κατεύθυνση τοποθέτησης (βλέπε "μέθοδοι τοποθέτησης συρματόσχοινου") και το μήκος τους πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις των προδιαγραφών κατασκευής συρματόσχοινων. Αφού επιλεγούν οι κλώνοι, το καρούλι που περιέχει τον κλώνο τοποθετείται στον φορέα του καρουλιού της μηχανής κλεισίματος. Οι διαδικασίες για την εγκατάσταση του καρουλιού, το σπείρωμα του κλώνου, τη ρύθμιση των παραμέτρων συστροφής και την πραγματική λειτουργία στρίψιμο κατά τη διαδικασία κλεισίματος είναι πανομοιότυπες με εκείνες που χρησιμοποιούνται κατά τον σχηματισμό του κλώνου. Η μόνη διαφορά έγκειται στη συγκεκριμένη τεχνολογία συστροφής που χρησιμοποιείται. Η συστροφή συρματόσχοινου κατηγοριοποιείται σε τρεις τύπους: μονή-στρώση, διπλή-στρώση και τριπλή-στρώση.
Η μέθοδος και η διαδικασία συστροφής για συρματόσχοινα μονής-στρώσεως είναι ουσιαστικά οι ίδιες με εκείνες για νήματα ίδιας κατασκευής. Η διάκριση είναι ότι στα συρματόσχοινα μονής-στρώσης, η κατεύθυνση τοποθέτησης των συρμάτων σε διαδοχικά στρώματα που περιβάλλουν τον πυρήνα εναλλάσσεται, με τη συνολική κατεύθυνση τοποθέτησης να ορίζεται από αυτή του εξώτατου στρώματος συρμάτων. Τα κλειδωμένα-συρμάτινα σχοινιά είναι ένας τύπος σχοινιού μονής-στρώσεως. Ενώ η μέθοδος συστροφής τους μοιάζει με αυτή των σχοινιών μονής-στρώσεως κατασκευασμένων από στρογγυλούς κλώνους, μια κρίσιμη διαφορά είναι ότι τα διαμορφωμένα σύρματα που περιβάλλουν τον πυρήνα πρέπει να τοποθετούνται έτσι ώστε οι ευρύτερες όψεις τους να δείχνουν σταθερά προς την εξωτερική επιφάνεια του σχοινιού. Η συστροφή διαμορφωμένων συρμάτων γύρω από τον πυρήνα ενός κλειδωμένου σχοινιού-πηνίου πραγματοποιείται συνήθως σε εξειδικευμένο εξοπλισμό.
Τα διπλά-συρματόσχοινα σχηματίζονται γενικά με τη συστροφή 2, 3, 4, 6, 7 ή 8 κλώνων. Με διαμορφώσεις που κυμαίνονται έως και 36 σκέλη, προσφέρουν μεγάλη ποικιλία και πολύπλοκες δομές, καθιστώντας τα τον πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο τύπο συρματόσχοινου. Η διαμόρφωση έξι κλώνων{10}}είναι η πιο κοινή. Μπορούν να παραχθούν μικρά- έως μεσαία-διπλά-σχοίνια διαμέτρου με τη χρήση σωληνοειδών μηχανημάτων κλώνωσης/κλεισίματος. Τα σχοινιά-μεγάλης διαμέτρου-ιδιαίτερα εκείνα με παράλληλη τοποθέτηση (βλ. "μέθοδοι τοποθέτησης συρματόσχοινων")-κατασκευάζονται με μηχανήματα κλεισίματος τύπου λίκνου-. Τα σχοινιά που κατασκευάζονται από διαμορφωμένους κλώνους μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας εξειδικευμένο εξοπλισμό ή παραμορφώνοντας στρογγυλούς κλώνους σε διαμορφωμένους κλώνους σε μια τυπική μηχανή κλεισίματος πριν τα στρίψουν στο τελικό σχοινί. Τα επιφανειακά-συρμάτινα συρματόσχοινα επαφής μπορούν να κατασκευαστούν είτε με τη μέθοδο περιστροφής καλωδίων με σχήμα είτε με τη μέθοδο πλαστικής συμπίεσης. Η μέθοδος πλαστικής συμπίεσης περιλαμβάνει την υποβολή στρογγυλών κλώνων σε έλξη ή συμπίεση κυλίνδρων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σχηματισμού του κλώνου-. Αυτό προκαλεί πλαστική παραμόρφωση στα συστατικά σύρματα και αλλάζει την κατάσταση επαφής τους πριν οι κλώνοι τοποθετηθούν σε ένα συρματόσχοινο. Η διαδικασία κατασκευής συρματόσχοινου τριπλής-στρώσεως είναι πανομοιότυπη με αυτή του διπλού-συρματόσχοινου, διαφέροντας μόνο ως προς τον αριθμό των σταδίων συστροφής που εμπλέκονται.
Όλα τα συρματόσχοινα κατασκευάζονται για να είναι μη-περιστρεφόμενα (ή "νεκρές-στρωμένες"). Αυτό το μη{3}}μη περιστρεφόμενο χαρακτηριστικό επιτυγχάνεται με την προ-παραμόρφωση των κλώνων κατά τη διαδικασία κλεισίματος του σχοινιού-. Για συρματόσχοινα με μεταλλικούς πυρήνες, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί θερμική επεξεργασία για να επιτευχθεί αυτή η ιδιότητα. Για τη βελτίωση τόσο της μηχανικής απόδοσης όσο και των μη περιστρεφόμενων χαρακτηριστικών, οι διεργασίες ευθυγράμμισης κλώνου χρησιμοποιούνται ευρέως τόσο κατά τη διαμόρφωση-κλώνου και το κλείσιμο του σχοινιού{10}}επιπλέον της προ{12}}παραμόρφωσης-του κλώνου για την εξάλειψη των υπολειμματικών τάσεων που δημιουργούνται κατά την κατασκευή.
Ένα λουτρό λίπανσης είναι τοποθετημένο μεταξύ της έλξης-από τον τροχό και της μονάδας λήψης-του σχοινιού-μηχανής κλεισίματος για την επικάλυψη του συρματόσχοινου. Μετά τη λίπανση, το σχοινί διέρχεται από έναν μηχανισμό διέλευσης και τυλίγεται ομοιόμορφα στο τύμπανο-ανύψωσης. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας, το άκρο του σχοινιού στερεώνεται με μαλακό σύρμα σύνδεσης και στερεώνεται στη φλάντζα του καρουλιού.
