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와이어 로프 롤링 기계는 무엇에 사용됩니까? 와이어 로프 롤링 공정에 대한 완전한 가이드

A 와이어 로프 롤링 기계 와이어 로프 스트랜드 또는 조립된 로프를 제어된 압력 하에서 정밀하게 설계된 롤링 다이 또는 롤러를 통과시켜 소성 변형 및 압축하는 데 사용됩니다. 주요 목적은 로프의 외경을 줄이고 금속 단면적을 늘리며 표면 매끄러움을 개선하고 피로 저항을 향상시키며 완제품의 하중 지지 형상을 최적화하는 것입니다. 롤링은 단순한 성형 단계가 아닙니다. 다른 제조 단계에서는 복제할 수 없는 방식으로 로프의 기계적 특성과 구조적 동작을 근본적으로 변경하는 제어된 냉간 가공 공정입니다.

실용적인 측면에서, 와이어 로프 압연 기계 제조업체는 다음과 같은 목표를 달성하는 압축 스트랜드 및 스웨이지 로프를 생산할 수 있습니다. 10~20% 더 높은 금속 충전율 동일한 공칭 직경의 동등한 기존 원형 스트랜드 구조보다. 이는 더 높은 파단력, 시브의 굽힘 피로에 대한 더 나은 저항성, 사용 시 향상된 내마모성으로 직접적으로 해석됩니다. 광업, 크레인 제조, 해양 석유 및 가스, 엘리베이터 생산과 같은 산업의 경우 이러한 성능 향상은 미미한 것이 아닙니다. 이는 로프가 설계 사양을 충족하는지 아니면 까다로운 서비스 조건에서 부족한지 여부를 결정합니다.

와이어 로프 압연 공정: 기계 및 야금

와이어 로프 롤링 기계 내부에서 일어나는 일을 이해하려면 거시적 및 미세 구조 수준 모두에서 프로세스를 조사해야 합니다. 는 와이어 로프 롤링 공정 연선 와이어 로프(최종 조립 전 개별 가닥 또는 닫은 후 완전한 로프)를 로프 축 주위에 대칭으로 배열된 3개 또는 4개의 회전 다이 세트를 통해 통과시키는 작업이 포함됩니다. 다이 사이의 간격은 들어오는 로프 직경보다 작게 설정되어 압축 접촉 압력 하에서 외부 와이어 표면의 소성 변형을 강제합니다.

스트랜드 레벨 롤링과 풀 로프 롤링

압연이 적용될 수 있는 제조 순서에는 근본적으로 다른 두 가지 지점이 있습니다. 스트랜드 수준 압연 개별 가닥이 완성된 로프로 조립되기 전에 롤링 기계를 통과합니다. 이 접근 방식은 각 스트랜드를 둥근 단면에서 더 평평한 사다리꼴 또는 타원형 프로파일로 압축하여 스트랜드 내 인접한 와이어 간의 접촉 면적을 크게 늘립니다. 결과는 다음과 같은 압축된 가닥입니다. 금속 채우기 비율 85~92% 동등한 공칭 직경의 압축되지 않은 원형 스트랜드의 경우 약 75-80%와 비교됩니다.

풀 로프 롤링 닫은 후 조립된 로프에 적용하고 동시에 스트랜드의 외부 레이어를 압축하여 와이어 간 접촉 면적이 매우 높은 부드럽고 조밀한 외부 표면을 만듭니다. 이 구성은 부드러운 스풀링과 다층 코일링이 필요한 드럼 와인딩 용도에 사용되는 로프에 특히 효과적입니다. 풀로프 압연에서 달성되는 압축은 일반적으로 공칭 직경을 다음과 같이 줄입니다. 3~8% 금속 채우기 비율을 증가시키면서 8~15% 포인트 풀린 로프와 비교.

접촉압력 및 변형대

롤링 다이와 로프 표면 사이에 생성된 접촉 압력은 달성된 압축 정도를 결정하는 핵심 공정 변수입니다. 직경 20mm 로프를 처리하는 일반적인 3개의 롤러 배열의 경우 접촉 압력은 다음과 같습니다. 800~2,500MPa 다이 형상, 감소 비율 및 로프 구성에 따라 다이-로프 인터페이스에서 생성됩니다. 이러한 압력은 외부 와이어 표면을 소성 변형시켜 인접한 와이어 사이의 접촉 영역을 평탄화하고 압축되지 않은 연선의 원형 와이어 사이에 존재하는 공극을 제거하는 데 충분합니다.

변형 영역은 여러 와이어 직경을 통해 스트랜드 단면으로 확장되어 표면에서 안쪽으로 가공 경화 구배를 만듭니다. 표면 와이어는 다음과 같은 면적 감소를 경험할 수 있습니다. 5~15% 접촉 영역에서는 야금학적으로 유익한 표면에 압축 잔류 응력이 도입되어 도르래를 구부리는 동안 균열이 시작되는 인장 피로 응력에 반대됩니다.

와이어 로프 압연 공정 : 작업 순서

로프
보상
긴장감
제어
롤링
다이패스
직경
확인
표면
검사
테이크업
코일링

그림 1 — 와이어 로프 롤링 공정의 표준 6단계 순서. 롤링 다이 패스 전 장력 제어는 일관된 꼬임 길이를 유지하고 완성된 로프의 토크 불균형을 방지하는 데 중요합니다.

로프 꼬임 길이와 토크 균형에 미치는 영향

신중하게 관리해야 하는 롤링 프로세스의 한 가지 결과는 로프 꼬임 길이와 토크 균형에 미치는 영향입니다. 와이어가 접촉 영역에서 소성 압축됨에 따라 로프의 축 방향 신장 경향이 있습니다. 즉, 압축된 재료는 어딘가로 이동해야 하며 로프 축을 따라 있는 최소 구속 방향으로 우선적으로 흐릅니다. 이러한 신장 효과는 일반적으로 다음과 같습니다. 0.3~1.2% 표준 압축 비율에 대한 로프 길이를 결정하고 마무리된 로프의 꼬임 잠금 또는 토크 불균형을 방지하기 위해 페이오프 및 테이크업 장력 제어 시스템에서 고려해야 합니다.

정량화된 이점: 롤링이 와이어 로프 성능에 미치는 영향

와이어 로프 롤링 공정을 통해 제공되는 성능 향상은 잘 문서화되어 있으며 여러 테스트 방식에 걸쳐 정량화 가능합니다. 아래 데이터는 동등한 공칭 직경 및 강철 등급의 기존 원형 스트랜드 로프와 압축 스트랜드 로프의 비교 테스트에서 집계된 결과를 나타냅니다.

압연 및 기존 와이어 로프의 성능 개선

압연 및 기존 와이어 로프의 성능 개선 (Same Nominal Diameter, Same Steel Grade)

금속 채우기 비율
10~18%
최소 파단력(MBF)
8~15%
굽힘 피로 수명(굴곡-도르래 주기)
30~60%
표면의 내마모성
20~40%
다층 드럼 스풀링 용량
15~25%

그림 2 — 동일한 공칭 직경 및 강철 등급의 기존 원형 스트랜드 로프에 비해 압연 압축 스트랜드 로프의 성능 개선. EN 12385 시리즈 및 ASTM A1023 비교 테스트 프로그램에서 수집한 데이터입니다.

굽힘 피로 개선은 엔지니어링 관점에서 특히 중요합니다. 로프가 교대당 수천 번 구부러지는 크레인 및 호이스트 응용 분야에서 피로 수명 30% 및 60% 길어짐 이는 로프 교체 빈도 감소, 유지 관리 가동 중지 시간 감소, 전체 장비 가용성 향상으로 직접적으로 이어집니다. 광산용 호이스트 로프는 하루 20시간 작동하여 작업을 완료합니다. 시간당 300번의 굽힘 주기 40% 피로 수명 연장은 예상 로프 사용 수명을 예를 들어 8개월에서 11개월 이상으로 연장합니다. 이는 호이스트 시스템의 다년간의 수명에 비해 상당한 운영상의 이점을 제공합니다.

와이어로프 압연기의 종류와 구성

산업용 와이어 로프 압연에는 여러 가지 기계 구조가 사용되며, 롤링 요소의 수, 배열 형상, 다이 힘 적용 메커니즘, 처리할 수 있는 로프 직경 및 구성 범위가 다릅니다. 주어진 용도에 맞는 올바른 기계 구성을 선택하는 것은 압축 로프 생산 라인을 설정하는 데 있어 가장 중요한 결정 중 하나입니다.

3롤러 롤링 기계

3개의 롤러 구성은 와이어 로프 압축에 가장 널리 사용됩니다. 3개의 경화 강철 롤러 또는 다이가 로프 축을 중심으로 120° 간격으로 배열되어 로프가 통과할 때 방사상 대칭 압축력을 가합니다. 이 기하학적 구조는 로프에 순 굽힘 모멘트나 측면 힘을 도입하지 않고 모든 외부 스트랜드에 걸쳐 균일한 압축을 생성합니다. 이는 직선 레이를 유지하고 토크 불균형을 방지하는 데 중요합니다. 3개의 롤러 기계는 다음의 로프 직경에 매우 적합합니다. 8mm ~ 60mm 6스트랜드 및 8스트랜드 로프 구조를 위한 표준 선택입니다.

4롤러 롤링 기계

4개의 롤러 기계는 롤링 요소를 90° 간격으로 배열하며 짝수 개의 외부 스트랜드가 있는 로프를 처리할 때 선호됩니다. 특히 90° 대칭이 스트랜드 형상과 더 잘 정렬되는 8스트랜드 및 다중 스트랜드 구성에서 선호됩니다. 또한 위의 직경이 매우 큰 로프에도 이점을 제공합니다. 60mm , 추가 접점은 전체 압축력을 더 넓은 영역에 분산시키고 개별 와이어 표면의 최대 접촉 압력을 줄여 고탄소 강철 와이어의 표면 균열 위험을 최소화합니다.

로타리 다이 롤링 기계

회전식 다이 기계에서는 전체 다이 어셈블리가 외부 스트랜드 층의 나선형 피치와 동기화된 속도로 로프 축을 중심으로 회전합니다. 이렇게 하면 각 롤러가 패스 전체에 걸쳐 놓인 외부 스트랜드에 대해 동일한 각도 위치에서 로프와 접촉하여 고정식 롤러 배열보다 더 균일한 변형 패턴을 생성합니다. 여기서 나선형 스트랜드가 통과할 때 접촉 형상이 연속적으로 변경됩니다. 회전식 다이 기계는 고정식 롤러 기계보다 훨씬 더 복잡하고 비용이 많이 들지만 특히 꼬임 길이가 짧고 스트랜드 직경이 큰 로프의 경우 우수한 압축 균일성을 제공합니다. 5mm .

인라인 대 독립형 롤링 기계

와이어 로프용 롤링 기계는 별도의 페이오프 릴에서 공급되는 독립형 장치로 구성하거나 연선 또는 폐쇄 기계 라인에 직접 통합된 인라인 장치로 구성할 수 있습니다. 인라인 통합으로 중간 처리 및 다시 스풀링 단계가 필요하지 않으므로 로프 처리 손상이 줄어들고 프로세스 전반에 걸쳐 더 나은 장력 제어가 유지됩니다. 그러나 압연기 속도가 메인 라인 속도와 정확하게 동기화되어야 하며 일반적으로 서보 구동 독립 드라이브가 필요합니다. ±0.5% 누적된 꼬임 길이 변화를 방지하기 위한 속도 매칭 정확도.

롤링 머신 구성 비교

롤링 머신 구성 비교 (Score 1–10 per Dimension)

다짐 균일성 직경 범위 처리 속도 설정 유연성 자본 비용(투자) 3롤러 기계 4개의 롤러 기계 로타리 다이 머신

그림 3 — 5가지 작동 차원(1~10)에 걸쳐 3가지 압연 기계 구성의 레이더 비교. 자본 비용(inv.)은 반전됩니다. 점수가 높을수록 비용이 낮아집니다. 회전식 다이 기계는 압축 균일성은 우수하지만 유연성과 비용면에서 순위가 ​​낮습니다.

압연 와이어 로프에 의존하는 산업 응용 분야

압축 스트랜드 또는 스웨이지 로프와 같은 와이어 로프 롤링 기계의 출력은 기존의 원형 스트랜드 로프가 성능 요구 사항을 충족할 수 없는 응용 분야에서 엔지니어와 조달 팀에 의해 지정됩니다. 다음 부문은 압연 와이어 로프 제품의 가장 중요한 산업 사용자를 나타냅니다.

광산 호이스트 및 샤프트 와인딩 시스템

지하 광산 호이스트는 다음과 같은 결합된 인장 하중 하에서 수년 단위로 측정된 서비스 수명 동안 수백만 번의 굽힘 주기를 견딜 수 있는 와이어 로프를 요구합니다. 로프 정격 작업 하중의 80~90% 비상 제동 시나리오 중. 롤링 기계를 사용하여 생산된 압축 스트랜드 로프는 이러한 조건에 필요한 더 높은 금속 충전 계수와 향상된 피로 저항을 제공합니다. 롤링 기계를 통해 가공된 직경 50~80mm 범위의 일반적인 깊은 광산 호이스트 로프는 파괴력을 얻습니다. 12~16% 더 높음 동등한 기존 로프보다 엔지니어는 동일한 안전 계수에 대해 더 작은 공칭 직경을 사용할 수 있으므로 호이스트 드럼 크기, 드럼 구동력 및 총 시스템 비용이 줄어듭니다.

크레인 및 호이스트 애플리케이션

이동식 크레인, 타워 크레인 및 오버헤드 브리지 크레인은 교체 사이의 로프 수명이 유지 관리 비용의 중요한 요인인 호이스트 라인에 압축 스트랜드 로프를 사용합니다. 롤링 공정으로 생성된 매끄러운 외부 표면은 기존 로프에 비해 시브와 드럼 홈 마모를 줄여 로프와 시브의 수명을 동시에 연장합니다. 래티스 붐 크레인에 흔히 사용되는 다층 드럼 응용 분야에서 롤링 로프의 향상된 진원도와 치수 일관성으로 인해 최대 25% 더 많은 로프 더 나은 레이어 간 전환 동작을 유지하고 스풀링 손상을 줄이면서 지정된 크기의 드럼에 저장됩니다.

해양 계류 및 설치

심해 계류 시스템 및 해양 설치 선박에는 시스템 중량과 제한된 용량의 윈치 드럼에 대한 요구를 최소화하기 위해 가능한 최고 강도 대 직경 비율의 와이어 로프가 필요합니다. 다중 패스 압연을 통해 생산된 압축 및 스웨이지 로프는 다음과 같은 금속 충전 계수를 달성합니다. 88~93% , 와이어 배열 형상의 이론적 최대값에 접근합니다. 일반적인 76mm 해상 설치 로프의 경우 기존 로프와 롤링 로프의 차이는 다음과 같습니다. 180~250kN의 추가 파괴력 — 공칭 직경이나 강철 등급의 변화 없이 시스템 중량 예산의 증가 없이.

엘리베이터 및 수직 운송

고층 엘리베이터 설치에서는 높은 피로 수명, 트랙션 시브 위의 부드러운 주행, 안전하고 편안한 엘리베이터 시스템을 정의하는 하중 시 낮은 신율의 조합을 달성하기 위해 압연 와이어 로프를 사용합니다. 롤링 공정은 초기 하중 하에서 원형 와이어가 서로 자리를 잡을 때 기존 로프에서 발생하는 구조적 늘어짐을 제거하여 로프 탄성 계수의 일관성을 향상시킵니다. 압연 로프는 다음과 같은 초기 구조적 신축 값을 나타냅니다. 0.05~0.15% 비교하다 0.15~0.35% 기존 로프의 경우 - 로프 길이가 바닥 레벨링 제어의 정밀도를 결정하는 엘리베이터 시스템에서 중요한 이점입니다.

현수교 및 구조 케이블 시스템

주 현수 케이블에는 평행 와이어 스트랜드가 더 일반적이지만, 정밀 압연을 통해 생산된 압축 와이어 로프는 현수 및 사장교의 행거, 백 스테이, 보조 케이블에 광범위하게 사용됩니다. 롤링 로프의 부드럽고 조밀한 외부 표면은 그라우트 주입 또는 HDPE 외장 접착을 위해 보다 균일한 단면을 제공하므로 외부 케이블 피복 및 케이블 고정에 유리합니다. 브릿지 행거 로프 60~120mm 직경 범위 일상적으로 최소 금속 채우기 비율을 지정합니다. 82% - 생산 공정에서 롤링 기계의 사용을 효과적으로 의무화하는 요구 사항.

애플리케이션별 로프 직경 범위 및 금속 충진율 요구 사항

애플리케이션별 일반적인 로프 직경 범위 및 금속 충진율 요구 사항

채우기 비율(%) 호칭 로프 직경(mm) 70% 75% 80% 85% 90% 95% 10 30 50 70 90 110 기존의 엘리베이터 84~88% 크레인 / 호이스트 82~90% 광산 호이스트 85~92% 근해 88~93% 브리지 케이블 82~88%

그림 4 — 주요 압연 와이어 로프 적용 부문에 대한 일반적인 작동 직경 범위 및 금속 충전율 사양 영역. 회색 점선은 기존 라운드 스트랜드 로프의 일반적인 충전율(~76%)을 보여주며, 이러한 사양에 롤링 공정이 필요한 이유를 보여줍니다.

와이어 로프 롤링 기계의 주요 기술 매개변수

와이어 로프 생산을 위한 롤링 기계를 지정하고 시운전하려면 일련의 상호 의존적인 기술 매개변수를 평가해야 합니다. 이 단계의 사양 오류로 인해 기계는 필요한 압축 비율을 달성할 수 없거나 로프에 과도한 하중을 가하여 내부 와이어 손상 및 강도 손실을 초래합니다.

표 1: 와이어 로프 롤링 기계 사양의 주요 기술 매개변수
매개변수 일반적인 범위 과소지정 시 효과 과도하게 지정한 경우의 효과
롤러당 최대 롤링력 50~800kN 압축이 충분하지 않습니다. 목표 채우기 비율에 도달하지 못했습니다. 와이어 파손, 내부 스트랜드 손상
다이 조정 범위(직경) 8~120mm 전체 제품 범위를 처리할 수 없습니다. 여러 대의 기계가 필요합니다 작은 직경에서 기계 강성 감소
최대 회선 속도 5~120m/분 생산 병목 현상; 연선 출력 제한 자본 비용 증가; 초과 용량
다이 재질 및 경도 58-64 HRC 공구강 또는 초경 빠른 다이 마모; 직경 드리프트; 표면 마감이 좋지 않음 더 높은 툴링 비용; 충격에 따른 취성 위험
구동력(메인모터) 15~250kW 최대 회전력에서 모터 과부하; 속도 저하 과도한 전기 인프라 비용
힘 측정 정확도 전체 스케일의 ±1~2% 배치 간 일관성 없는 압축; QC 실패 한계 — 고정밀 로드 셀이 거의 필요하지 않음
통과선 높이 조정 ±50~150mm 연선과 정렬할 수 없습니다. 진입 시 굽힘 응력 불필요한 복잡성

위에 나열된 매개변수 중, 다이 재료 선택 이는 초기 조달 시 가장 일반적으로 과소 지정되는 요소이기 때문에 특별한 주의를 기울일 가치가 있습니다. 와이어 로프용 롤링 다이는 매우 높은 헤르츠 접촉 응력(종종 초과)에서 작동합니다. 다이-와이어 인터페이스에서 1,500MPa 고탄소강 로프의 무거운 압축용. 58-60 HRC로 경화된 표준 공구강으로 제작된 다이는 일반적으로 살아남습니다. 800~2,000톤의 로프 처리 치수 마모로 인해 포스트롤 직경이 공차 범위 밖으로 벗어나기 전에. 텅스텐 카바이드 라이닝 다이는 훨씬 더 비싸지만 가공이 가능합니다. 5~15배 더 많은 재료 교체 전, 출력 톤당 툴링 비용과 다이 변경으로 인한 생산 중단 빈도를 줄입니다.

다이 마모, 공정 모니터링 및 품질 보증

와이어 로프 롤링 기계의 일관된 제품 품질은 올바른 초기 다이 간격을 설정하는 것 이상에 달려 있습니다. 다이 마모, 기계 부품의 열팽창, 유입되는 로프 직경의 변화 등으로 인해 실제 포스트롤 직경이 생산 과정에서 변동하게 됩니다. 사양 내에서 제품을 유지하려면 강력한 프로세스 모니터링 전략이 필수적입니다.

누적 생산에 따른 포스트롤 직경 드리프트

누적 생산에 따른 포스트롤 직경 드리프트 (mm above nominal target)

드리프트(mm) 누적 생산량(톤) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 500 1000 1500 2000 허용 한도 공구강 다이(58~60HRC) 텅스텐 카바이드 라이닝 다이

그림 5 — 두 개의 다이 재료에 대한 누적 생산 생산량에 대한 포스트롤 직경 드리프트. 공구강 다이는 일반적으로 약 1,400~1,500톤에서 공차 한계(0.25mm)에 도달하는 반면, 카바이드 라이닝 다이는 2,000톤 이상의 공차 내에 유지됩니다.

와이어 로프 압연 기계의 생산 모니터링에는 표준 관행으로 다음 요소가 포함되어야 합니다.

  • 지속적인 레이저 직경 측정: 롤링 다이 바로 하류에 설치된 비접촉 레이저 게이지는 다음과 같이 업데이트된 실시간 직경 판독값을 제공합니다. 1,000Hz 이상 , 공차를 벗어난 제품이 생산되기 전에 자동 다이 갭 수정이 가능합니다.
  • 롤링포스 로깅: 각 롤러에 가해지는 유압 또는 기계적 힘을 지속적으로 기록하고 공정 사양과 비교해야 합니다. 일정한 다이 간격 설정에서 점진적인 힘 증가는 다이 마모 또는 다이 포켓 오염의 초기 지표입니다.
  • 표면 육안 검사: 로프 표면은 세로 방향 균열, 표면 와이어 파손 또는 눈에 보이는 다이 마크를 정기적으로 검사해야 합니다. 일반적으로 모든 코일이 시작될 때 또는 생산 500m마다 중 더 자주 발생하는 시점을 기준으로 합니다.
  • 주기적인 인장 및 비틀림 테스트: 압연 로프에서 추출한 와이어 샘플은 제품 표준에서 요구하는 빈도로 EN 10264에 따라 인장 및 비틀림 테스트를 수행해야 합니다. 일반적으로 안전이 중요한 응용 분야의 경우 코일당 1회 테스트를 수행합니다.
  • 다이 검사 일정: 다이는 제거되어야 하며 다음 간격으로 공칭 보어 프로파일에 대해 치수를 측정해야 합니다. 200~400톤마다 공구강 다이의 경우 보정된 보어 게이지 또는 프로파일로미터를 사용하여 초경 다이의 경우 800~1,200톤마다.

다른 와이어 로프 제조 공정과의 통합

와이어 로프용 롤링 기계는 단독으로 작동하지 않습니다. 이는 다단계 생산 시퀀스의 한 단계이며 해당 시퀀스 내의 배치는 최종 제품 특성에 중요한 영향을 미칩니다. 롤링이 이전 및 다음 프로세스 단계와 어떻게 상호 작용하는지 이해하는 것은 전체 제조 결과를 최적화하는 데 필수적입니다.

좌초 후, 폐쇄 전 압연

스트랜드 수준 롤링이 수행될 때(최종 로프 마감 전에 개별 스트랜드를 롤링 기계에 통과시킴) 압축된 스트랜드는 압축의 이점을 상쇄할 수 있는 풀림, 꼬임 또는 표면 손상을 방지하기 위해 조심스럽게 처리되어야 합니다. 스트랜드는 일반적으로 제어된 장력 하에서 보빈에 수집되어 보관 시간을 최소화하면서 폐쇄 기계로 직접 전달됩니다. 압축된 스트랜드는 원형 스트랜드보다 더 안정적인 형상을 갖기 때문에 로프를 닫는 동안 보다 일관된 꼬임 길이를 생성하는 경향이 있어 완성된 로프의 토크 균형이 더 좋아집니다.

로프 마감 후 롤링

폐쇄 기계 이후의 전체 로프 압연은 스트랜드 레벨 압연과 다른 결과를 낳습니다. 변형은 이제 조립된 로프의 외부 스트랜드 프로파일에 영향을 미쳐 스웨이지 로프와 관련된 부드럽고 조밀한 표면을 생성합니다. 이 접근 방식은 외부 스트랜드 사이의 골을 제거하는 데 더 효과적입니다(드럼 스풀링 및 시브 접촉 형상 개선). 그러나 각 개별 스트랜드의 내부 금속 충전 계수를 개선하는 데는 덜 효과적입니다. 피로 하중을 받는 호이스트 로프와 같이 내부 응력 분포가 중요한 응용 분야의 경우 스트랜드 수준 롤링이 기술적으로 우수합니다. 표면 품질과 드럼 성능이 중요한 응용 분야의 경우 풀 로프 롤링이 선호되는 접근 방식입니다.

스트랜드 레벨 대 풀 로프 롤링: 성능 특성 비교

스트랜드 레벨 대 풀 로프 롤링: 성능 특성 비교 (Index: Conventional = 100)

성과지수 100 110 120 130 140 150 MBF 피로생활 마모 드럼 스풀링 낮은 신율 기존의 스트랜드 수준 압연 풀 로프 롤링

그림 6 - 스트랜드 수준 롤링 대 전체 로프 롤링 대 기존 풀린 로프에 대한 비교 성능 지수(기존 = 100 기준). 스트랜드 수준 압연은 피로 수명과 연신율에서 더 큰 이점을 보여줍니다. 풀 로프 롤링은 내마모성과 드럼 스풀링 품질을 향상시킵니다.

윤활 호환성

꼬임 또는 닫는 동안 적용된 와이어 로프 윤활제는 올바르게 관리되지 않으면 롤링 공정을 방해할 수 있습니다. 로프 표면의 과도한 윤활제는 롤링 다이와 와이어 표면 사이의 마찰을 감소시켜 미끄러짐을 유발하여 불균일한 압축 및 표면 마킹을 초래합니다. 대부분의 롤링 기계 작업자는 롤링 다이 전에 건식 와이퍼로 로프 표면을 청소하거나 롤링 중에 생성된 다이 접촉 압력 하에서 유체역학적 필름을 생성하지 않는 건식 윤활제 도포(예: 왁스 기반 화합물)를 지정합니다. 완성된 로프의 포스트롤 윤활은 일반적으로 딥 탱크 또는 스프레이 시스템을 사용하여 롤링 기계의 하류에 적용됩니다.

와이어 로프 롤링 기계에 대해 자주 묻는 질문

Q1: 와이어 로프 롤링 기계와 와이어 로프 스웨이징 기계의 차이점은 무엇입니까?

A1: 두 공정 모두 와이어 로프의 소성 변형을 포함하지만 메커니즘, 적용 및 생성된 변형 유형이 크게 다릅니다. 에이 와이어 로프 롤링 기계 회전하는 롤러 또는 다이를 사용하여 로프가 생산 라인 속도로 기계를 통과할 때 로프의 전체 길이에 압축력을 가하여 전체 로프 길이를 따라 외부 스트랜드 프로파일을 지속적으로 압축합니다. 그 결과 전체 길이에 걸쳐 금속 충전율이 향상된 압축 로프가 탄생했습니다. 에이 와이어 로프 스웨이징 기계 대조적으로, 터미널 피팅을 영구적으로 부착하기 위해 로프 끝에 이미 위치한 짧은 피팅이나 페럴(일반적으로 길이 50~300mm 이상)에 압축력을 가합니다. 두 기계는 완전히 다른 제조 목적으로 사용되며 상호 교환이 불가능합니다. 롤링은 벌크 로프 생산 공정입니다. 스웨이징은 종료 부착 프로세스입니다. 완전한 와이어 로프 생산 시설에는 일반적으로 제조 및 조립 공정의 다양한 단계에서 사용되는 두 가지 유형의 기계가 모두 있습니다.

Q2: 와이어 로프 압연 기계로 스테인레스 스틸 로프를 가공할 수 있습니까, 아니면 탄소강 구조로 제한됩니까?

A2: 와이어 로프 압연 기계는 스테인리스강과 탄소강 로프 구조를 모두 처리할 수 있지만 각 재료의 다양한 기계적 특성에 맞게 공정 매개변수를 조정해야 합니다. 오스테나이트계 스테인리스강(316형은 로프 와이어에 가장 일반적임)은 냉간 변형 시 탄소강보다 훨씬 더 빠르게 가공 경화됩니다. 가공 경화 지수는 대략 다음과 같습니다. 0.45~0.55 비교하다 0.15~0.25 펄라이트 로프 와이어용. 이는 주어진 다이 간격 감소로 인해 스테인레스 스틸 로프에 대한 롤링 힘이 상당히 높아지며 과도한 냉간 가공으로 인해 와이어 표면 균열 위험이 더 크다는 것을 의미합니다. 실제로 스테인레스 스틸 로프는 패스당 더 작은 감소 비율로 처리됩니다. 직경 3~5% 감소 보다는 5~8% 동일한 직경의 탄소강 로프에 사용되며 추가 처리 전에 연성을 복원하기 위해 심하게 압축된 구조에 대해 패스 간 어닐링 단계가 필요할 수 있습니다.

Q3: 와이어 로프 롤링 프로세스는 로프의 토크 균형과 회전 동작에 어떤 영향을 줍니까?

A3: 롤링 프로세스는 주로 두 가지 메커니즘을 통해 주의 깊게 제어되지 않으면 로프 토크 균형에 영향을 미칠 수 있습니다. 첫째, 압축 중 로프의 축 방향 신장 — 일반적으로 0.3~1.2% - 연선 형상을 기준으로 외부 연선의 유효 꼬임 길이를 변경합니다. 이 신장이 모든 외부 스트랜드에 걸쳐 균일하지 않은 경우(예를 들어 압축력이 모든 롤링 다이 사이에서 완벽하게 대칭이 아니기 때문에) 하중을 받아 로프가 회전하게 만드는 잔류 토크 불균형이 발생합니다. 둘째, 롤링 기계가 로프 축과 정확하게 정렬되지 않은 경우 강연선 나선 각도를 수정하는 순 굽힘 또는 비틀림 모멘트가 발생할 수 있습니다. 최신 압연 기계는 롤러당 개별 힘 모니터링, 정밀 통과 라인 정렬 시스템, 기계의 페이오프 및 테이크업 측면 모두에 대한 폐쇄 루프 장력 제어 기능을 갖춘 대칭형 다이 형상을 통해 두 가지 문제를 모두 해결합니다. 본질적으로 토크 불균형에 민감한 회전 방지 로프 구조의 경우 완성된 로프에 대해 보정된 토크 측정 도구를 사용하여 모든 생산 실행 시작 시 롤링력 대칭을 확인해야 합니다.

Q4: 와이어 로프 롤링 기계를 통한 가공에 적합하지 않은 로프 구조는 무엇입니까?

A4: 압연 공정은 대부분의 와이어 로프 구조에 광범위하게 적용 가능하지만 특정 구성은 압연에 적합하지 않으며 압연 기계를 통과하면 손상될 수 있습니다. 로프 파이버 코어(FC 또는 SFC) 롤링 다이에 의해 가해지는 방사형 압축력이 섬유 코어를 찌그러뜨리고 영구적으로 변형시켜 하중을 받는 내부 스트랜드를 지지하는 능력을 감소시키고 굽힘 응용 분야에서 로프의 피로 성능을 저하시킬 수 있기 때문에 풀 로프 롤링에 문제가 있습니다. 로프 아주 미세한 외부 와이어 (약 0.5mm 미만의 와이어 직경) 특히 고탄소강 등급에서 다이-와이어 인터페이스에서 생성된 높은 헤르츠 접촉 응력으로 인해 표면 균열이 발생하기 쉽습니다. 로프 플라스틱 코팅 또는 폴리머 충전 구조 - 플라스틱 함침 코어 또는 폴리머 코팅 외부 와이어와 같은 - 폴리머 층의 접착 또는 긁힘을 방지하기 위해 특수 다이 재료 및 표면 처리가 필요합니다. 이러한 구조의 경우 생산 시험 전에 압연기 제조업체와 협의하여 호환성을 확인하고 필요한 금형 또는 공정 수정 사항을 확인해야 합니다.

Q5: 롤링 기계의 특정 로프 제품에 대한 올바른 다이 간격 설정은 어떻게 결정됩니까?

A5: 특정 로프 제품에 대한 정확한 다이 간격을 결정하려면 계산과 경험적 검증이 필요합니다. 시작점은 제품 사양에서 목표 포스트롤 직경을 계산하는 것입니다. 이는 일반적으로 공칭 직경에서 지정된 압축 허용 오차를 뺀 값입니다. 공칭 – 2% ~ – 4% 표준 압축 스트랜드 로프용. 그런 다음 다이 간격은 다이 접촉력이 제거된 후 로프의 탄성 스프링백을 고려하여 이 직경을 생성하는 값으로 설정됩니다. 스프링백은 일반적으로 다음과 같습니다. 0.2~0.8mm 20~60mm 범위의 로프 직경의 경우 다이 간격을 설정해야 함을 의미합니다. 스프링백 양만큼 목표 포스트롤 직경보다 낮음 . 스프링백은 로프 구성, 강철 등급 및 라인 속도에 따라 다르기 때문에 시운전 중에 다이 간격을 계산된 시작점으로 설정하고 짧은 길이의 테스트 로프를 실행하고 실제 포스트 롤 직경을 측정하고 이에 따라 다이 간격을 조정하여 실험적으로 결정해야 합니다. 포스트롤 직경이 목표 공차 범위 내에 일관되게 포함될 때까지 이 프로세스가 반복됩니다. 검증된 다이 갭 설정은 제품별 설정 기록에 기록되고 해당 제품의 모든 후속 생산 실행의 시작점으로 사용됩니다.

Q6: 압연기를 통해 가공된 와이어로프의 표면결함의 가장 흔한 원인은 무엇이며, 이를 방지할 수 있는 방법은 무엇입니까?

A6: 압연 와이어 로프의 표면 결함은 여러 범주로 분류되며 각각 뚜렷한 원인과 예방 전략이 있습니다. 세로 점수 표시 — 로프 축을 따라 이어지는 평행한 홈 — 일반적으로 다이 표면과 로프 사이에 갇힌 파편(와이어 칩, 스케일 또는 경화된 윤활제)으로 인해 발생합니다. 예방하려면 다이 스로트와 들어오는 로프 표면을 정기적으로 청소하고 롤링 다이 앞에 로프 와이퍼를 설치해야 합니다. 가로 표면 균열 개별 와이어의 과도한 다이 접촉 압력은 일반적으로 다이 간격을 너무 작게 설정하거나, 불규칙한 보어 프로파일을 가진 마모된 다이를 사용하거나, 유입 연성이 불충분한 가공 로프로 인해 발생합니다. 예를 들어, 잘못 어닐링되었거나 패스 간 어닐링 없이 허용 감소율을 초과하여 냉간 인발된 로프입니다. 예방하려면 엄격한 다이 갭 제어, 정기적인 다이 검사 및 교체, 압연 전 인입 와이어 특성이 연성 사양을 충족하는지 확인이 필요합니다. 표면 마감이 고르지 않음 — 일부 외부 스트랜드 면은 잘 압축되어 있고 다른 면은 변형이 덜한 경우 — 다이 정렬 또는 힘 균형 문제를 나타냅니다. 이는 다이 폐쇄 메커니즘의 대칭성을 확인 및 조정하고 각 다이 액츄에이터에 설치된 로드 셀 또는 압력 변환기를 사용하여 모든 롤러에서 동일한 힘 출력을 확인함으로써 수정됩니다.

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