CN101275367B - 动索用金属绳 - Google Patents

Abstract

提供一种在将作为另外的部件制作的树脂填充到绳股间的类型的绳中、能够可靠地约束单线的运动而减少芯接触面断裂并减少伸长、能够提高疲劳寿命的动索用金属绳。在具有芯绳、配设在其外周上并捻合的多根侧绳股、和夹在侧绳股间的树脂质的隔件的绳中，芯绳具有芯绳主体和外包它的树脂包覆层，通过该树脂包覆层将芯绳主体与侧绳股隔离，上述树脂隔件具有对应于侧绳股的外层单线的轮廓，并且侵入到上述外层单线之间。

Description

动索用金属绳

技术领域

本发明涉及动索用金属绳(wire rope for running rope)的改良。 

背景技术

金属绳的种类很多，公知如果在使用时不选择适合于其目的和使用场所的种类则不能充分发挥金属绳所具有的优点。 

特别是，起重机等中的动索用金属绳由于要在滑轮处弯曲、要卷绕到滚筒上而要求耐疲劳特性。 

以往，这种绳如图1所示，采用在芯绳CR的外周上配设多根侧绳股ST并捻制而成的构造，芯绳使用纤维芯或金属芯。但是，在该构造中，难以避免绳股间、滑轮部与绳间的金属接触，会发生磨损造成的断线。 

作为其对策而提出了一些现有技术，但在各自中分别存在问题，还不能说是足够好的。 

特许第2876140号(现有文献1)是将芯绳较薄地用树脂包覆的结构，虽然能够避免芯绳与侧绳股的磨损造成的断线，但是有不能避免绳股间、与滑轮的接触面上的磨损造成的断线的问题。 

在特许第3493248号(现有文献2)中，记载了在侧绳股间具有树脂制的隔件、隔件的顶点的角度沿外周方向是60度的技术。但是，在该现有技术中，隔件的基端部分形成为楔形，该楔部分达到绳中心，所以有绳的有效截面积减小、难以用在要求较高的断裂负载的用途中的问题。 

在特公昭63-46196号公报(现有文献3)中，公开了将使前端为扇状并经由缩颈部形成了下摆部的填充部件夹在侧绳股之间的结构。但是，该现有技术由于在填充物中装入了加强芯，所以填充部件并没有填充到构成侧绳股的单线间，并且在加强芯较早地断线的情况下，加强芯有可能从填充物飞出而引起故障，此外，为了将加强芯装入到填充物中，在制造中需要特殊的设备，有成本变高的问题。 

在美国专利第6360522号(现有文献4)中，公开了与现有技术3 同样地将使前端为扇状并经由缩颈部形成了下摆部的隔件定向在侧绳股之间的结构。但是，该现有技术也由于使用双轴定向分子构造等强度较高的树脂而难以变形，无法填充到构成侧绳股的单线(单股)间，所以不能抑制单线运动而芯接触面断裂，此外还有绳的伸长变大的问题。 

发明内容

本发明是为了消除上述那样的问题而做出的，其目的是在将作为另外的部件制作的树脂填充到绳股间的类型的绳中，提供一种能够可靠地约束单线的运动而减少芯接触面断裂并减少伸长、能够提高疲劳寿命的动索用金属绳。 

为了达到上述目的，本发明是具有芯绳、配设在芯绳外周上并捻合的多根侧绳股、和夹在侧绳股间的树脂质的隔件的绳，其特征在于，芯绳具有芯绳主体和外包芯绳主体的树脂包覆层，通过该树脂包覆层将芯绳主体与侧绳股隔离，上述树脂隔件具有对应于侧绳股的外层单线的轮廓并且侵入到上述外层单线之间。 

根据本发明，由于芯绳具有芯绳主体和外包它的树脂包覆层，通过该树脂包覆层将芯绳主体与侧绳股隔离，所以能够防止绳股与芯绳间的金属接触，能够大幅降低芯接触面断裂。此外，通过在侧绳股间夹装树脂隔件，能够防止绳股间的接触、防止底部断裂，通过与滑轮的接触部位的增加能够使绳表面的面压减小，延长磨损导致的顶部断裂的寿命。并且，由于树脂隔件具有对应于侧绳股的外层单线的轮廓，并且侵入到上述外层单线之间，所以单线的运动被约束，能够得到能够减少芯接触面断裂，并且能够减少绳的伸长等的良好的效果。 

在本发明的优选的技术方案中，树脂隔件以50％以上的填充率向单线间侵入。更优选为60％以上。这里，填充率＝侵入到单线间的树脂的面积(A)/绳股的外接圆与最外层单线的间隙的面积(B)×100。 

由此，由于向单线间的树脂侵入度较高，所以能够将单线的运动牢固地固定，在绳由滑轮弯曲时能够可靠地抑制单线的运动，芯接触面断裂非常小，寿命提高。此外，能够减小伸长。 

优选的是，树脂隔件由将从聚丙烯类、聚乙烯类、丙烯类、聚氨酯类的任一种选择的热塑性树脂挤压成形的条体构成，该条体具有通 过缩颈边缘将以扇状扩大的头部、和比头部小的扇状的基部连接的截面形状，并且上述缩颈边缘间的厚度为相对于层心间上的侧绳股配置间隙增加了15～30％的值，即如果设侧绳股配置间隙为100则为115～130％。 

根据该结构，在配设在绳股间的状态下通过从外周压缩而可靠地塑性变形，能够形成如与单线啮合那样使树脂隔件填充到单线间的状态。即，所谓的填充了树脂隔件的状态，是指树脂隔件在侧缘部分上具有超过侧绳股的外接圆、咬入到各外层侧单线的间隙中的压入填充部，该压入填充部在沿着外层侧单线的轮廓的弯曲部的尖部呈尖细的山形状。 

由此，在绳被弯曲时单线的运动被可靠地抑制，芯接触面断裂非常少，并且能够使伸长变小。 

本发明的其他特征及优点通过以下的详细的说明和附图的记载明确，但只要具有本发明的基本特征，并不限于实施例所示的结构。 

附图说明

图1是以往的动索用金属绳的剖视图。 

图2-A是表示本发明的动索用金属绳的一实施例的剖视图。 

图2-B是图2-A的局部放大图。 

图3-A是示意地表示本发明的单线间树脂填充率的图，是树脂的单线间填充状态的剖视图。 

图3-B是表示绳股外接圆与最外层单线的间隙的剖视图。 

图4-A是表示单线间填充前的树脂隔件的一例的放大剖视图。 

图4-B是表示单线间间隙和树脂隔件的大小的关系的示意图。 

图5是表示本发明的绳的完成工序和装置的说明图。 

图6是表示完成后的树脂隔件的形状的剖视图。 

图7是表示本发明的另一实施例的剖视图，侧线股大致呈圆形。 

图8是在疲劳试验中使用的设备的说明图。 

图9是表示本发明的绳与比较绳的疲劳试验结果的线图。 

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。 

图2-A、图2-B和图3-A、图3-B表示本发明的动索用金属绳的一实施方式，由芯绳1、多根侧绳股2、和夹在上述侧绳股2之间的树脂隔件3构成。 

芯绳1设有树脂包覆层1b，以使其内包将钢单线或绳股捻合而构成的芯绳主体1a。芯绳1构成为比侧绳股2的外径大。 

上述芯绳主体的构造是任意的，而在该例中，是由在1×7构造的芯构件100的周围配设相同构造的6根侧构件101并捻合而成的7×7的IWRC构成的。树脂包覆层1b为了阻止侧绳股2与芯绳主体1a的直接接触而具有充分超过芯绳主体1a的外接圆的厚度。上述树脂包覆层1b在该例中是圆形，但根据情况，也可以为了使侧绳股的安放变好而在外周上具有节距与绳的捻合节距相等的螺旋槽。螺旋槽优选地具备至少能够放入一根侧绳股2的外层的单线的深度和宽度。 

侧绳股2使用多根(在附图中是6根)。各侧绳股2的构造是任意的，但在该例中由6×Fi(29)的构造构成。即，是在芯单线的周围配设7根相对较细的单线、并且在该较细的单线间的各底部间配设共计7条细径单线并捻合而作为内层、在其周围配设14根外层侧单线201并捻合而成的形态。 

芯绳1与侧绳股2的各单线使用钢单线。钢单线在对绳要求较高的强度的情况下，使用具有拉伸强度240kg/cm²以上的特性的线。该钢单线是通过将含碳量0.70wt％以上的原料线材拉线而得到的。单线包括在表面上具有较薄的耐腐蚀性包覆、例如锌镀层、锌铝合金镀层等的结构。选择单线的直径以使其能够对应于滑轮导致的反复弯曲的疲劳。 

各个侧绳股2等间隔地配设在上述芯绳1的树脂包覆层1b的外周上，将树脂隔件3插入到各侧绳股2的各自的间隙中，与侧绳股2一起捻合。 

上述树脂隔件3使用将热塑性树脂挤压成形而制作的条体。作为热塑性树脂，一般是聚丙烯、聚乙烯，但优选使用除了耐磨损性、耐候性、柔性(耐应力裂变性)以外、还具有与滑轮的摩擦系数的调节用的适当的弹性、摩擦系数较高、不加水分解的热塑性树脂，例如丙烯酸类、聚氨酯类(醚类聚氨酯或其弹性体)等。 

另外，芯绳1的树脂包覆层1b的树脂可以使用聚氯乙烯、尼龙、 聚酯、聚乙烯、聚丙烯及这些树脂的共聚体等与芯绳主体1a的粘接性良好的物质。但是，作为绳整体，树脂的物理、化学特性为同质或近似更好，所以优选为与上述树脂隔件3的树脂相同或近似的材质。 

在树脂隔件3是单体的状态下，如图4-A所示，具有以扇状扩大的头部3a和比头部小的扇状的基部3b，它们通过缩颈边缘3c、3c连接。 

上述树脂隔件3如图4-B，具有比侧绳股2的间隙的截面积a适当地大的截面积a′。这具体而言通过令缩颈边缘3c、3c间的厚度为相对于层心间的侧绳股配置间隙增加例如15～30％后的值来实现。 

树脂隔件3被插入到各侧绳股2的各自的间隙中，与侧绳股2一起捻合。树脂隔件3的头部3a的弯曲顶面300与绳的外接圆大致一致，基部3b的弯曲底面301与绳1的树脂包覆层1b密接。 

如上述那样捻合的状态的树脂隔件3在侧缘部分上如图2-B所示具有超过侧绳股2的外接圆、咬入到各外层侧单线201、201的间隙中的压入填充部30，压入填充部30在沿着外层侧单线201的轮廓的弯曲部的尖部成为尖细的山形状。 

这里，上述压入填充部30的大小用填充率表示。图3-A将其示意地表示，如果设侵入到外层侧单线201、201间的压入填充部30的面积为A、设侧绳股2的外接圆与外层侧单线201、201的间隙S的面积为B，则将填充率定义为A/B×100(％)。 

在本发明中，使该单线间填充率为50％以上、优选为60％以上。其理由是，在单线间填充率小于50％的情况下，单线201的固定变得不完全，在绳被卷绕在滑轮上时不能可靠地抑制单线201的运动，所以不能充分地减少断线特别是芯接触面断裂。此外，单线的约束力较小，不能充分减少绳的伸长。另外，单线间的填充率的上限是99％左右。 

上述芯绳主体1a的构造、侧绳股2的构造没有特别限定。也可以是芯绳主体1a由7×7的IWRC构成、侧绳股2由S(19)构造构成、作为绳整体为IWRC8×S(19)，也可以是将芯绳主体1a与侧绳股2做成1×7构造、作为整体为7×7构造。 

如果说明制造本实施方式的金属绳的方法，则令芯绳主体1a连续地通过树脂挤压机来制作具有树脂包覆层1b的芯绳1。此外，将侧绳 股2预先制作需要的根数。另一方面，通过挤压成形机预先制作如上述那样具有比侧绳股2、2之间的间隙大的截面积的树脂隔件3。 

接着，如图5所示那样在完成过程中捻合为绳。在图5中，5是送出部，在中央部配设有卷收芯绳1的卷轴50、在外侧配设有卷收侧绳股2的卷轴51。在送出部5上，向下游方向延伸有管轴6，在其上旋转自如地装备有角7，在该角上配设有卷收树脂隔件3的卷轴71。 

在上述管轴6的顶端附近固定有端板8，该端板8在中心具有插通芯绳1的孔，在比其靠外周等间隔地交替地设有插通侧绳股2的孔和插通树脂隔件3的孔。并且，从半径方向施加压缩力的轧钳9位于端板8的下游。 

如果一边使端板8旋转一边将上述芯绳1、侧绳股2及树脂隔件3通过它而导引到轧钳9中，则将各侧绳股2、2配置在树脂包覆层1b的外周上并将树脂隔件3插入到侧绳股2、2间，一边维持着该状态一边捻合为绳。 

并且，由于轧钳9从半径方向对绳施加压缩力，所以故意地做成比侧绳股2、2间的间隙大的截面积的树脂隔件3不只是接触在各侧绳股2、2的外接圆上，过剩截面积部分还如图3-A所示那样通过塑性变形而流入到侧绳股2的外层侧单线201、201之间，在此状态下硬化而成为压入填充部30。 

在这样得到的绳中，由于芯绳1具有树脂包覆层1b的关系，芯绳1的直径相应地增加，容易在侧绳股2间形成间隙，并且侧绳股2与芯绳1之间被树脂包覆层1b实质地分离。因而，能够防止侧绳股2与芯绳1间的金属接触，能够大幅减少芯接触面断裂。 

此外，由于在侧绳股2间夹装有树脂隔件3，完全被分离，所以能够防止侧绳股间接触，防止底部断裂。树脂隔件3的基部3b到芯绳1的树脂包覆层1b为止，没有达到绳心，所以也能够提高钢材填充率，能够形成绳强度也良好的结构。由于树脂隔件3的外表面与绳的外接圆大致一致，所以与滑轮的接触部位增加，减小了绳表面的面压。由此能够延长磨损造成的顶部断裂的寿命。 

并且，上述树脂隔件3不只是单单夹在侧绳股2间，而是咬入到构成侧绳股2的最外层的单线201、201的间隙中而用树脂填埋间隙，在此状态下与单线201粘接，对错位的阻力较大。因而，抑制了单线 201的运动，所以芯接触面断裂减少。 

图7表示本发明的第2实施方式，在该实施方式中，树脂隔件3的基部3b具有梯形部3d，通过该梯形部3d在侧绳股2的内切圆与芯绳1的树脂包覆层1b之间形成了树脂层。由此，能够更加可靠地防止侧绳股2与芯绳1之间的金属接触。 

其他结构与第1实施方式同样，所以援引说明。 

实施例 

作为绳，制作了具有图2-A所示的IWRC6×Fi(29)的构造、0/0、直径16mm、拉伸强度173kN的绳。芯绳使用在芯绳主体的外周上由挤压成形机包覆了聚丙烯树脂的直径7.5mm的芯绳。侧绳股使用6根直径5.01mm的侧绳股。 

树脂隔件使用将聚丙烯树脂挤压成形的条体。树脂隔件具有图4-A所示的截面形状，如果使侧绳股的层心间的配置间隙为100，则使树脂隔件厚度为125％的尺寸。将该树脂隔件通过图5的方法插入到侧绳股间，通过轧钳施加半径方向压缩力而使其塑性变形。为了研究优选的条件，将轧钳的内径取各种尺寸而改变半径方向压缩程度，得到单线间填充率为10％、35％、60％及98％的实施例1～4的绳。 

将上述实施例1～4连接为环状，如图8所示，经由使中间的相位错开30cm的两个带U槽的试验滑轮卷装到驱动滑轮和滑枕侧滑轮上，进行往复运动的疲劳试验。在试验滑轮的直径D与绳径d中，使D/d＝20、SF＝6(28.8kN)。 

为了比较，对于图1所示的绳(比较件1)、和在上述包覆芯绳上配设侧绳股并捻合而成的绳(比较件2)也在上述条件下进行疲劳试验，调查循环数与1节距间的断线数的关系。 

如果表示其结果，则如图9所示，夹装了树脂隔件3的实施例1～4与比较件1、2相比寿命变长。这是因为顶部断裂减少了，特别在单线间填充率为60％以上的情况下可知能够得到很好的结果。 

接着，将各绳分解而调查各部位的断线状况。将结果在表1中表示。 

表1 

比较件(1)	1.7万次	11	15	65	82
						比较件(2)	2.0万次	20	5	15	4
本发明品1 10％	2.2万次	29	0	33	8
						本发明品2 35％	2.2万次	27	0	32	4
本发明品3 60％	2.5万次	28	0	10	6
						本发明品4 98％	2.7万次	35	0	3	5

根据表1，比较件2由于在芯绳上有树脂包覆，所以与比较件1相比芯接触面断裂较少，芯绳主体的断线也较少。但是，底部断裂较多。相对于此，如果使用树脂隔件而使单线间填充率变高，则即使循环数增加，底部断裂、芯接触面断裂也大幅减少。这是因为，由于通过在单线间压入树脂而将单线的运动固定，所以有效地抑制了由于滑轮而弯曲时的单线的运动。 

接着，将对各绳测量伸长(％)的结果在表2中表示。 

表2 

由该结果可知，如果使用树脂隔件而使单线间填充率变高则伸长变小，这可以说是适合作为在起重机等载重机械中使用的绳的特性。 

Claims (3)

1.一种动索用金属绳，是具有芯绳、配设在芯绳外周上并捻合的多根侧绳股、和夹在侧绳股间的树脂质的隔件的绳，其特征在于，上述芯绳(1)具有芯绳主体(1a)和外包芯绳主体的树脂包覆层(1b)，通过该树脂包覆层(1b)将芯绳主体(1a)与侧绳股(2)隔离，上述树脂隔件(3)在单体的状态下具有比侧绳股间的间隙大的截面积，在配设于侧绳股间的状态下施加半径方向的压缩力而塑性变形，并形成有压入填充部(30)，该压入填充部超过侧绳股(2)的外接圆，在沿着侧绳股(2)的外层侧单线(201)的轮廓的弯曲部的尖部成为尖细的山形状，并以60％以上的填充率咬入到各外层侧单线(201、201)的间隙中。

2.如权利要求1所述的动索用金属绳，其特征在于，树脂隔件由将从聚丙烯类、聚乙烯类、丙烯酸类、聚氨酯类的任一种选择的热塑性树脂挤压成形的条体构成，该条体具有通过缩颈边缘将以扇状扩大的头部、和比头部小的扇状的基部连接的截面形状，并且上述缩颈边缘间的厚度为相对于层心间的侧绳股配置间隙增加了15～30％的值。

3.如权利要求1所述的动索用金属绳，其特征在于，该金属绳是经过以下的工序制作的：

通过使芯绳主体连续地通过树脂挤压机而制作具有树脂包覆层的芯绳、另一方面通过挤压成形机制作具有比侧绳股间的间隙大的截面积的树脂隔件的工序；

将各侧绳股配置在芯绳的上述树脂包覆层的外周上、并且将树脂隔件插入到侧绳股间、在此状态下捻合为绳的工序；

对捻合的绳从半径方向施加压缩力、由此使做成了比侧绳股间的间隙大的截面积的上述树脂隔件接触在各侧绳股的外接圆上、并且使过剩截面积的部分塑性变形而流入到侧绳股的外层侧单线间、在此状态下硬化而形成压入填充部的工序。

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