精准测量助力吊索用钢丝绳质量上台阶
贵州钢绳股份有限公司主要从事钢丝、钢丝绳、钢绞线和各种钢丝绳索具的研究、生产、加工,年生产能力40万 吨,是中国钢丝绳领域研发实力最强、品种规格最全的行业龙头企业,产品广泛应用于三峡电站、深圳盐田港、广东虎门大桥、贵州坝陵河大桥、湖南矮寨大桥、港珠澳大桥、振华30号世界最大打捞起重船、辽宁号航空母舰、“神舟”八、 九、十、十一号载人宇宙飞船等国家重大项目和超级工程等,产品还远销欧美发达国家以及亚洲、非洲、大洋洲等40多个国家和地区,获得市场的高度认可。
公司先后通过了 ISO9001、ISO10012、ISO14001 和 OHSA28001 等体系认证,并依托国家级企业技术中心、国家级实验室、贵州省线材制品人才基地、周家荣国家级技能大师工作室等科研平台,已承担并完成国家和地方重大工程科研项目 40 多项,获得受理专利 369 件,其中发明专利 217 件,牵头编制、修订国家和行业标准 48 项,其中主起草15项。
一、背景情况
长度是钢丝绳产品的重要参数,是保证钢丝绳在安装和使用中达到技术要求和安全性能的主要指标之一。贵州坝陵河大桥是沪瑞国道主干线(贵州境)镇宁至胜境关高速公路上的一座主跨为1088m的特大型悬索桥,该桥地处峡谷山区、安装时受峡谷风向及加工制造、安装累积误差的影响,合龙难度较大,钢丝绳吊索长度准确度必须控制在±4/100000。面对如此高的技术要求,为突破钢丝绳长度的精准测量,必须攻克难关,解决生产过程中影响钢丝绳长度计量的各个影响环节,达到既满足用户使用要求,又不会造成钢丝绳在生产时超出实际长度资源浪费。国内目前没有较好的测量方法,主要原因为钢丝绳在生产过程中,因捻缩率、绳径、结构、张力、制造工艺、工装以及环境设施等因素变化的影响而无法精准测量。
二、技术措施
1.基于直线运动与圆周运动长度等量互换原理技术研究:根据钢丝绳生产过程特点,公司组织技术人员设计研发一种钢丝绳计米测量装置,利用钢丝绳直线运动牵引辊轮转动、辊轮带动齿轮转动、使齿轮旋转带动数字读数器显示钢丝绳米长,实现钢丝绳长度的精准计量测定。
2.绳头牵引技术及钢丝绳牵引装置的研究:通过设计开发绳头牵引装置,使牵引过程有足够的摩擦力,保证不打滑,规避测量过程中因捻缩率、绳径、结构、制造工艺、工装以及环境设施等因素变化的影响,该装置的开发,突破了因钢丝绳在牵引收线过程中出现打滑的重大技术突破。
3.钢绳测长影响因素及补偿、修正参数研究:在各生产线系统中加入张力、温度测量环节,对在线张力、温度进行实时测量和控制,根据测得数据研究这些因素对长度的影响机理以及对测长实际值的补偿、修正参数,建立一套可操作的技术标准作为钢丝绳生产过程长度修正的理论依据,该标准制定了不同规格型号的钢丝绳生产过程长度测量,确立了可行的修正参数,同时也为同行业在钢丝绳的生产制造过程中长度测量提供了理论依据。
4.吊索套连接技术的研究:通过吊索套与钢绳连接工艺的研究,保证装配灵活。通过对绳头加索套几何尺寸公差的反复测量,探索出绳头与索套连接工艺,该工艺技术极大降低装配误差,从而保证吊索安装时的精准定位。
5.高精度激光测距仪对钢丝绳实际长度测量重复性验证:通过该计米测量装置测量出钢丝绳长度与吊索套装配好后,模拟现场使用条件,采取±1/100000的激光测距仪对桥梁吊索进行实际长度测量,经过钢丝绳实际长度测量重复性验证,确认采用此方法测得的钢丝绳吊索长度与实际长度误差达到±4/100000以内,满足了用户使用的要求。
三、具体成效
1.坝陵河大桥全桥400余根吊索(含中央扣拉索),单根吊索长度误差均控制在(-3.8~+1.6)mm之间,实现了“巨 龙”牌钢丝绳吊索在坝陵河大桥的胜利合龙,得到了行业专家的充分肯定;该技术创新还成功应用于舟山西堠门大桥、湖南矮寨特大悬索桥、云南龙江大桥、虎门二桥、挪威大桥、武汉杨四港大桥、港珠澳大桥、赤水河大桥、海洋钻井平台以及铜仁奥体中心等国家重点工程项目。该创新技术的应用,实现了钢丝绳长度的精准测量,为公司每年节省生产成本约1200万元。
2.设计研发的钢丝绳计米测量方法及其装置于2016年4 月 6 日 获 得 了 国 家 发 明 专 利 授 权(专 利 号:ZL 2013 10566677.7),该发明专利解决了国内在钢丝绳生产过程实际长度同步测量的技术难题。

四、感受体会
1.通过对吊索用钢丝绳长度精准测量研究,设计发明出钢丝绳计米测量方法及其装置,该装置克服了生产过程测量钢绳的多重不利因素,为在线材制品生产过程长度测量积累了丰富的经验。案例的成功推广应用,体现了技术创新对企业生产经营效益十分重要。只要在生产过程的每一环节善于研究,敢于突破和创新,就会给企业带来意想不到的效益。
2.本次案例主要应用在钢丝绳长度的测量上,随着时代的发展,公司还会将该技术应用在同型捻制类线材制品的测量与研究上,以解决更多同类企业生产过程中遇到的技术瓶颈和难题,为国家节约资源,为社会带来更多的经济效益。