CN105874120B - 绳索的末端固定方法及带末端固定件的绳索、用于绳索的末端固定方法的末端配件 - Google Patents
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Abstract
提供能够在施工现场简便地使用、难以产生剪断载荷并且能够可靠地防止绳索拔出的绳索的末端固定方法。绳索的末端固定方法具备以下工序:准备具有近端开口、远端开口、以及连通这些开口的通孔的筒状的末端配件;将绳索的末端从近端开口插入通孔,将从远端开口延伸出的绳索的末端的一部分解捻,将扩径用部件固定于绳索的芯线;使绳索的末端返回通孔;通过模锻加工,从周向外侧挤压沿末端配件的轴向延伸的一定宽度的部分,形成以使绳索缩径将绳索限制于通孔内的突出部。扩径用部件与位于上述突出部的远端开口侧的端部协作,对芯线以外的周围线以夹持的方式进行限制。另外,提供通过该方法安装有末端固定件的带末端固定件的绳索。
Description
技术领域
本发明涉及绳索的末端固定方法及带末端固定件的绳索。特别是,涉及在施工现场也能够容易实施的绳索的末端固定方法、以及通过该方法安装有末端固定件的带末端固定件的绳索、用于绳索的末端固定方法的末端配件。
背景技术
通常,绳索被广泛用于船舶的系泊、车辆的连结等。另外,特别是碳纤维复合材料线缆等高强度纤维复合材料线缆的绞线绳索具有高强度、轻量、高耐腐蚀性、非磁性等特征,因此,例如作为腐蚀环境下的预应力混凝土桥、栈桥等混凝土结构体的加强材料、高耐蚀性的锚的拉伸材料、挠性小的架空送电线的加强芯材、非磁性混凝土结构体(例如,磁悬浮列车导轨)的加强材料等被使用。
为了将这些绳索用于上述这些等的用途,需要以适于连结绳索的末端的方式使用末端固定件来进行加工。
但是,根据绳索的不同,当向绳索施加拉伸载荷时,由于绳索的直径变小,存在与末端固定件的紧固力变弱而从末端固定件被拔出的情况。另外,在高强度纤维复合材料线缆的情况下,具有如下特性:相对于轴向的拉伸具有与PC钢绞线等同的高强度,但是相对于径向的局部的剪力和表面的瑕疵等较弱。因此,在将末端固定件安装于绳索时,在可采用作为通常的PC钢绞线的固定法的、直接咬住楔子进行固定这样的方法中,容易产生由剪切破坏产生的切断,不能获得高的固定效率。
作为对策,例如,具有在本案申请人的申请涉及的专利申请公开公报(专利文献1)、以及同样是本案申请人持有的专利(专利文献2)中提出的绳索的末端固定方法。这些方法均是适于在施工现场使用的固定方法。
专利文献1的固定方法是将绳索的末端插入筒状配件的筒孔之后,通过模锻加工使筒状部件上形成的至少一个山脊形的粗径部向筒孔侧反转突出,由此增大筒状配件和绳索的接触面积的同时将绳索固定的方法。专利文献2的固定方法是在高强度纤维复合材料线缆末端的加工时使用膨胀填充材料的填充使得不会发生局部的应力集中的方法。具体而言,将设置有线缆插通孔和线缆插通孔的周围设置的填充材料通过用孔的分隔材料外嵌到线缆的末端,接下来,将该线缆插入套筒内以使分隔材料位于长度方向中央,接着,在套筒的两端安装止水件。接着,注入水泥等膨胀性填充材料以使得通过分隔材料的填充材料通过用孔而填充至套筒内整体,之后对膨胀性填充材料进行养护,通过由膨胀性填充材料的膨胀压力产生的摩擦来固定线缆末端。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-70882号公报
专利文献2:日本专利第4288122号公报
发明内容
本发明要解决的课题
但是,在专利文献1的固定方法的情况下,作为绳索,使用橡胶等高伸长率且拉伸时的截面面积变化率大的绳索,在施加过大的拉伸载荷时,有可能存在绳索从末端固定件被拔出的危险性。因此在该方面存在改善的余地。
在专利文献2的固定方法中,由于使用水泥等膨胀性填充材料,需要判断套筒内是否切实地填充有填充材料,并且,在填充后填充材料硬化且强度显现为止需要时间(至少几个小时)。由于这些情况,从膨胀性填充材料的填充至填充材料的硬化、强度的显现为止,需要对于填充材料的量、温度、养护进行精密的管理,因此,在施工时要求高度的技术含量,绳索的末端加工存在不一定是简便的情况。因此,还存在改善的余地。
本发明是鉴于如上所述的问题点做出的,因此,其目的是提供一种绳索的末端固定方法,无论绳索的材质如何,在施工的现场,能够以简易的操作实现高固定效率、固定效果,而且能够立即显现固定效果,并且难以产生由剪切破坏引起的切断。
另外,本发明的另一目的是提供通过该固定方法在绳索上安装了末端固定件的带末端固定件的绳索。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,根据本发明的一个方式,提供一种绳索的末端固定方法,其具备:准备具有形成于近端的近端开口、形成于远端的远端开口、以及使所述近端开口和所述远端开口连通的通孔的筒状的末端配件的工序;从所述近端开口将绳索的末端插入所述通孔,并使所述绳索的末端的一部分从所述远端开口延伸突出的工序;使所述绳索的末端扩径的工序;使所述绳索的末端返回所述通孔的工序;以及从周向外侧挤压所述末端配件,使所述通孔的直径形成为比所述扩径后的绳索的末端的最大直径小,并且在通孔的内表面形成与所述绳索的外周面压接并将所述绳索限制于所述通孔内的突出部的工序。
在使绳索的末端扩径的工序中,能够将所述绳索的末端解捻,并将扩径用部件固定于构成所述绳索的绳股或基础丝。
所述绳索的末端的扩径可通过在构成绳索的多个基础丝或绳股的外周装配例如具有基础丝的通孔并且在外周具有锥面的楔子状的扩径用部件等方法实现。另外,作为其他的方法,也可考虑在绳索的末端的绳索外周装配环状的部件。绳索的末端的扩径的方法不限于此。
作为从周向外侧挤压所述末端配件的方法,例如,优选模锻加工,但是不限于此。另外,关于挤压,最优选的是,为了使向绳索施加的负载均等,使得向固定部件的整周上施加均等的压力来进行,但是不排除施加偏斜的压力的情况或仅对末端配件的一部分施加压力的情况。
优选地,通过所述挤压,直径变小的末端配件的外径的减少量大致直接作为所述突出部向所述通孔内反转突出。该情况下,所述末端配件具有配置于所述远端侧的基准直径部、以及配置于所述近端侧并与所述基准直径部连续而形成的大径部,所述大径部是在末端配件的轴向上一定宽度的部分,所述突出部能够通过从周向外侧挤压末端配件从而使所述大径部向所述通孔内反转突出而形成。
优选地,通过从周向外侧对所述末端配件进行挤压,直至所述大径部成为与所述基准直径部大致相同的直径为止,从而能够形成在不破坏构成绳索的周围线或周围绳股的范围内得到充分的限制力的所述突出部。
优选地,在所述通孔的所述远端开口侧,从形成有所述突出部而直径变小的内表面至未形成有所述突出部而直径变大的所述远端开口侧的端部的内表面之间形成有锥面。该情况下,如果将所述大径部的端部形成为锥状的倾斜面,则能够在使大径部反转突出的突出部的端部形成锥面。另外,在为了绳索末端的扩径,而在外周装配具备锥面的楔子状的扩径用部件的情况下,优选地,该扩径用部件在与所述突出部的所述端部相对的一侧具有与所述锥面相对应的互补型的锥面。如此,能够在被夹持在两个锥面之间的绳索的基础丝之间确保大的接触面积或摩擦力。
在本发明的固定方法中,可将所述绳索设为在心绳股(芯绳股)的周围绞合多个侧绳股(周围绳股)形成的绳索。
所述绳索可设为包含芯线的周围绞合多个周围线而形成的碳纤维复合材料线缆的高强度纤维复合材料线缆。
带末端固定件的绳索可设为通过上述的末端固定方法安装有末端固定件的绳索。
本发明的末端配件是用于绳索的末端固定的筒状的末端配件,具有:基准直径部,其具有通孔并配置于远端侧;以及大径部,其具有通孔并配置于近端侧,并且比所述基准直径部的壁更厚,并与基准直径部连续而形成,
在末端的扩径后的绳索的端部配置于基准直径部的内侧的状态下,大径部从周向外侧被挤压时,大径部的通孔的直径变得比扩径后的绳索的末端的最大直径小,可制成形成压接绳索的外周面将绳索限制于通孔内的突出物的末端配件。
发明效果
根据本发明,在绳索插通到末端配件的通孔的状态下,从周向外侧挤压沿末端配件的轴向延伸的一定宽度的部分,在通孔内形成以使绳索缩径的方式限制绳索的突出部,通过突出部的表面(内周面)整体限制绳索。因此,在防止对绳索的局部的应力集中的同时,能够实现更简便可靠地防止绳索的拔出。
另外,根据本发明,当与绳股或基础丝结合的扩径用部件的挤压操作完成时,通孔的内面压接构成绳索的绳股或基础丝而限制绳索,因此能够对绳索产生锚定效果。因此,能够获得可靠性高的绳索的防拔出效果。
另外,根据本发明,由于不使用水泥等膨胀性填充材料,因此不需要在作业现场对膨胀性填充材料的量、温度等进行精密的管理。因此,与操作者者的技能无关,并且不需要等待填充剂的硬化等,从而能够大幅缩短操作时间,从而实现了操作效率的提高。
本发明的其他的目的和优点由以下的说明、附图、以及所附的权利要求书的记载将变得清楚明确。
附图说明
图1A是表示用于基于本发明实施方式的末端固定方法的末端配件的侧视图,是表示绳索的末端被插入末端配件之前的状态的图。
图1B是表示绳索的末端被插通到末端配件、绳索的末端的前端部被解捻、扩径用部件固定于芯线的状态的图。
图1C是表示使芯线上固定有扩径用部件的绳索的末端返回到末端配件的状态的图。
图1D是表示绳索的末端返回的末端配件被实施模锻加工,为了使得末端配件的大径部成为与末端配件的基准直径部相同的直径而被挤压的状态的图。
图1E是表示通过模锻加工使末端配件的大径部向通孔内反转突出而形成突出部,突出部限制绳索的末端,并且扩径用部件在突出部的端部按压中心线以外的周围线的状态的局部剖开图。
图2是与图1类似的图,是将绳索的末端插入末端配件之前的绳索、末端配件以及扩径用部件放大表示的图。
图3是将图1E的远端侧局部放大表示的剖视图。
图4是表示螺杆连结于末端配件之前的状态的局部剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
在本说明书中,绳索是指无论材质如何包含将多个基础丝并丝或绞合所形成的绳索。另外,还包括将多个基础丝绞合形成绳股,并将这些多个绞线绞合而形成的绳索。
另外,还包含以下的绳索:使树脂浸渍将一根基础丝或多根基础丝绞合形成为一根的基础丝而形成为复合材料,将由这些复合材料构成的基础丝多根绞合而形成为绳索。也可以在复合体的表面上在绞合之前使用纤维覆盖为片状或使用树脂覆盖或缠绕纤维来实施研磨处理。
关于绳索的具体例,例如,可列举由橡胶、尼龙、蒂托轮(日语原文为“テトロン”)示例表示的合成纤维等高伸长率纤维构成的绳索、或者通过将环氧树脂、不饱和聚酯树脂或聚氨酯树脂等热固性树脂浸入碳纤维、芳纶纤维或碳化硅纤维等高强度低伸长率纤维,并将如此形成的复合材料作为基础丝多根绞合而形成的高强度纤维复合材料线缆等。
此外,高强度纤维复合材料线缆例如适合用于腐蚀环境下的预应力混凝土桥、栈桥等混凝土结构体的加强材料、高耐腐蚀性地锚的拉伸材料、挠性小的架空送电线的加强芯材、非磁性混凝土结构体(例如,磁悬浮列车导轨)的加强材料等用途。以下,以作为高强度纤维复合材料线缆一种的碳纤维复合材料线缆(CFCC(注册商标))为例,对本实施方式的绳索的末端固定方法进行说明。
参照图1A~1E,在本实施方式中,碳纤维复合材料线缆1是使环氧树脂浸渍碳纤维而形成复合材料,在该复合体的表面上缠绕研磨纤维而形成基础丝,并将该裸线多根绞合而形成的。
从图2可知,碳纤维复合材料线缆1是将7根基础丝绞合而形成的7根绞线,并具有位于中心的芯线2、以及缠绕在芯线2周围的6根周围线3。但是,碳纤维复合材料1可以由7根以外的合适数量的绞线形成,例如,也可以是19根绞线或37根绞线。在19根绞线的情况下,碳纤维复合材料线缆通常包括芯线、在芯线的周围绞合的6根第一周围线、和进一步在第一周围线的周围绞合的12根第二周围线,在37根绞线的情况下,还包括在上述12根第二周围线的周围绞合的18根第三周围线。在图中,附图标记5是以下进行详细说明的末端配件,附图标记31表示楔子状的扩径用部件。通过末端配件5和扩径用部件31构成碳纤维复合材料线缆1的末端固定件。
末端配件5整体为筒状,在近端7以及远端9分别形成有近端开口15和远端开口17,沿轴向延伸的通孔(筒孔)11使这些开口15、17连通。本实施方式中,末端配件5在末端配件的远端9侧具有基准直径部23,在近端7侧具有与基准直径部23连续而形成的大径部19。大径部19从侧面看为梯形,具有平坦的外周面20、以及从外周面的轴向的两端分别反向缩径的同时倾斜并与基准直径部23结合的锥形部21。通孔11在全长上具有相同的直径。
因此,大径部19比基准直径部23的壁更厚。大径部19的直径根据下述的模锻加工量、要使用的碳纤维复合材料线缆的直径等被设定为适当的厚度。对此,将参照拉伸试验的结果在下面进行叙述。另外,关于大径部19的长度与碳纤维复合材料线缆的直径之间关系,也进行了试验,对此也在下面进行叙述。
末端配件5通常由通过模锻加工发生塑性变形的钢铁类、不锈钢类、铝类等金属形成。
在本实施方式中,用于绳索的末端的扩径的扩径用部件31大致为圆锥体,并形成为具有底面33、从底面朝向前端延伸且前端被倒圆的圆锥面35、以及沿轴向延伸的通孔37的楔子状。通孔37优选具有与碳纤维复合材料线缆1的芯线2相同或比碳纤维复合材料线缆1的芯线2稍大的直径。
所述扩径用部件31的外形在图示的例子中为圆锥体,但也可以适当地设为半球形、前端被倒圆的圆柱形等。扩径用部件31也可以由具有一半的通孔的一半的扩径用部件构成,在使用时将这些一半的扩径用部件组合。扩径用部件31通常由钢铁类、不锈钢类、铝类等金属形成,但是例如也可以由硬质合成树脂等其他的材料形成。
接下来,对根据本实施方式将末端固定件紧固于碳纤维复合材料线缆的具体的方法进行说明。
首先,在图1A中,从末端配件5的近端开口15向通孔11插入碳纤维复合材料线缆1的末端,并使线缆1的前端部从远端开口17延伸突出。该操作可通过操作者戴着手套的手进行。此时,由于通孔11在轴向的全长上具有相同直径,因此线缆1容易插通。
接下来,在图1B中,将从末端配件5的远端开口17延伸突出的碳纤维复合材料线缆1的末端的前端部解捻,使被周围线3(图2)包围的芯线2露出。该操作也可以通过手进行。然后,将扩径用部件31利用其通孔37从圆锥部35的前端侧压入芯线2,使其外嵌固定。该操作使用专用的夹具(未图示)进行即可。此时,为了使扩径用部件31固定,根据需要可以使用粘接剂等。
此外,在扩径用部件31由一半的扩径用部件构成的情况下,只要从基础丝2的两侧嵌入并固定即可。此外,在其他的实施方式中,在碳纤维复合材料线缆1例如由19根绞线或37根绞线构成的情况下,作为芯线,也可以选择位于中心的基础丝、以及包围位于中心的基础丝的第一周围线(6根)或第二周围线(12根),并将扩径用部件31固定于这些多个基础丝的周围。
将扩径用部件31压入芯线2之后,如图1C所示,将碳纤维复合材料线缆1的末端压回末端配件5的通孔11内。该操作也使用专用的夹具(未图示)进行即可。扩径用部件31在其圆锥部35的圆锥面上沿圆周方向排列有6根周围线3的状态下被压入。压入扩径用部件31的位置为末端配件5的大径部19的锥形部(末端配件的远端9侧的锥形部)21与基准直径部23结合的部位的附近。
接下来,如图1D、1E所示,对末端配件5实施模锻加工,从周向外侧挤压大径部19使其向通孔11内反转突出,形成使通孔缩径的突出部25。突出部25具有与原来的大径部19相对应的形状,具备突出部表面(内周面)27、以及在突出部的轴向的两端从突出部表面27分别反向扩径的同时倾斜并与内周面(限定通孔11的内周面)13结合的突出锥形部29。
突出部25通过突出部表面27也使碳纤维复合材料线缆1缩径并对其进行限制。由此,末端配件5能够不使用粘接剂等就能够牢固地安装于线缆1的末端。
所述大径部19的挤压量(模锻量)设为直至大径部的直径成为与基准直径部23的直径大致相同为止进行挤压是比较便利的。通过相对于基准直径部23的直径设定大径部19的直径,能够容易地控制突出部25向通孔11内反转突出的程度,进而容易控制突出部25与线缆1压接的程度。即,即便在绳索是芯线的周围绞合多个周围线所形成的碳纤维复合材料线缆等高强度纤维复合材料线缆的情况下,也需要在不会产生由纤维的裂纹等引起的损伤的范围内,在所述突出部压接的表面形成突出部。作为其基准,设置形成基准直径部23和大径部19并直至大径部19成为与基准直径部23大致同径为止进行挤压则形成效率最佳的突出部这样的可目视的基准。如此,能够容易地实施在不破坏绳索的范围内获得充分的限制力的有效的加工,由此能够实现品质的提高和稳定化,并且还能够提高操作效率。
另一方面,压入碳纤维复合材料线缆1的芯线2并被固定的扩径用部件31在通孔11内位于与突出部25的远端开口17侧的突出锥形部29相邻的位置,将芯线以外的6根周围线3夹在其与突出锥形部29之间。在周围线3沿周向排列在扩径用部件31的圆锥部35上的状态下,相对于突出锥形部29按压周围线。
如此,扩径用部件31与突出锥形部29一起稳固地固定线缆1,起到限制的锚的作用。由此,更可靠地阻止线缆1从末端配件5被拔出。此时,根据本实施方式,由于突出锥形部29和扩径用部件31的圆锥部35具有相互互补型的倾斜的较大的面积,因此能够在与被夹在它们之间的周围线3之间确保较大的接触面积或摩擦力,并且达到锚定效果。
此外,突出锥形部29(以及扩径用部件的圆锥部)的倾斜角度根据使用的绳索的伸展特性等来设定,但通常例如较为理想的是相对于水平5度~25度的范围。在5度以下则按压效果弱,在25度以上则由于形成角部而成为产生剪切力的原因,因此不优选。因此,为了成为上述的角度,需要考虑大径部19的锥形部21的倾斜角度、模锻量。另外,对于突出部表面27和突出锥形部29之间的接触点、以及突出锥形部29和内周面13之间的接触点,可根据需要适当地进行倒圆角。
另外,另一个位于近端开口侧的突出锥形部29具有防止线缆1在末端配件5的口部处切断的作用。
对在本实施方式中可优选使用的模锻加工补充进行若干说明,模锻加工使用上下一半的在中央具有加工槽的模具进行。加工槽的直径与末端配件5(基准直径部23)的外径大致相同,加工槽的长度与末端配件5的长度大致相同。
将末端配件5设于加工槽,使末端配件旋转的同时使半个锻模上下动作、进行挤压、压缩。模具压力至少在压缩最初仅作用于大径部19,而不作用于基准直径部23。大径部19受到强烈的压缩力而开始向通孔11的中心方向开始塑性变形。
重复多次压缩工序,使大径部19的外径成为与基准直径部23的外径大致相同。对多次压缩而言,可以使用加工槽的直径不同的多个开合模具进行,也可以使用具有直径不同的多个加工槽的开合模具进行。
由此,大径部19通过塑性变形向通孔11内反转,在全长上直径相同的通孔内形成突出部25。
另一方面,在基准直径部23几乎不进行模锻加工,因此,比突出部25靠远端开口17侧处的通孔11的部分、即与基准直径部23相对应的位置的通孔11的部分保持原来的直径。因此,形成与扩径用部件31之间夹持周围线3的突出锥形部29。
在本实施方式中,末端配件5的大径部19设为具有平坦的外周面20,但是也可以使得在该外周面设置凹凸,在反转形成的突出部表面27上形成同样的凹凸,从而能够提高相对于绳索的摩擦力。这一点对于大径部19的锥形部21(相应地,突出部25的突出锥形部29)以及扩径用部件31的圆锥部35双方或其中一方也同样适用。但是该情况下,需要注意使其不发生应力集中。
另外,大径部19设为在侧视时为梯形,但是大径部的两端的锥形部21(相应地,突出锥形部29)也可以具有相互不同的倾斜角度。或者,另外,可以省略大径部19自身,用基准直径部23来替换该大径部的部分,从而使末端配件5的全长仅由基准直径部构成。
这是因为虽然优选设置大径部19并对其挤压以形成突出部25,但是,通过对基准直径部的一部分挤压,也能够在通孔11内形成具有突出锥形部29的突出部25。另外,对于突出锥形部29也不一定必须是锥状,可根据与扩径用部件31的关系适当地选择优选的形状。
如此,根据本发明,通过在末端配件的通孔内突出地形成的、沿轴向延伸的一定宽度的突出部,对绳索以从周向的外侧包入的方式进行限制,因此,即便在绳索是相对于径向的局部的剪切力较弱的高强度纤维复合材料线缆等的情况下,也能够部作用剪断载荷,从而能牢固地固定绳索并防止拔出。
另外,由于扩径用部件与通孔内突出地形成的突出部的端部协作而对绳索产生锚定效果,因此绳索被进一步牢固地紧固于末端配件。同样地,即便在绳索拉伸时的伸展大且截面面积容易变化的橡胶等高弹性绳索的情况下,也能够发挥稳固的防拔出效果。
另外,由于不使用水泥等膨胀性填充材料,因此不需要在作业现场对膨胀性填充材料的量和温度等进行精密管理。因此,根据本发明,能够将固定件简便地安装于绳索的末端,并且能够获得较高的固定效率、固定效果、以及固定效果的立即显现,因此也不需要特别选择操作者的技能。另外,能够大幅缩短作业时间,并实现作业效率的提高。
另外,本发明能够在下面的情况应用(实施)。
作为被赋予压缩力的混凝土,已知预应力混凝土。
该预应力混凝土如被公知的一样,是施加有压缩载荷的混凝土产品。
作为施加作用于混凝土的压缩载荷的方法,存在有如下的方法:针对混凝土体沿长度方向设置通孔,将绳索、钢等的线材插通该通孔,将该线材张紧后,使用固定件将线材的两端固定于混凝土体的两端。
在上述方法中,使带本发明的末端配件5的碳纤维复合材料线缆1(线材)张紧时,利用液压千斤顶等拉伸安装于碳纤维复合材料线缆1的端部的末端配件5,由此对碳纤维复合材料线缆1赋予张紧。
但是,由于所述末端配件5从混凝土体向外侧突出的长度较短,因此仅能够夹持末端配件5的一部分,即使利用液压千斤顶等拉伸末端配件5,由于夹持件的夹持力弱,因此存在夹持件容易从末端配件5脱离,难以对碳纤维复合材料线缆1赋予张紧的情况。
因此,为了可靠地夹持安装于碳纤维复合材料线缆1的端部的末端配件5,即使使用液压千斤顶等也能够容易地对碳纤维复合材料线缆1赋予张紧,也可以在本发明的末端配件5的基准直径部23的内表面形成螺纹槽230。
如此,如果使用与所述螺纹槽230螺合的带螺纹槽S10的螺杆S将所述末端配件5和螺杆S连接,则从所述混凝土体向外侧突出的长度变长,因此,不是将末端配件自身,而是能够将螺杆S利用液压千斤顶等夹持,因此夹持力提高。
因此,通过设为这样的结构,能够容易地对线材赋予张紧力,因此在作业效率方面比较优异。
下面对根据本发明进行过末端处理的碳纤维复合材料线缆所进行的拉伸试验进行说明。所使用的绳索是使环氧树脂浸渍碳纤维后的7根绞线的碳纤维复合材料线缆(CFCC),在其两端安装本发明的末端配件,将末端配件装配于拉伸试验机,对共计20根线缆进行了拉伸试验。试验条件如下。
(1)CFCC:φ10.5mm、断裂载荷(绳索自身的断裂载荷)141kN、有效截面积57.8mm2、断裂时的伸展率1.3%
(2)末端配件:保证载荷≥70.5kN(绳索的断裂载荷的50%以上)
基准直径部的长度100mm、基准直径部的外径24mm、大径部的长度180mm、大径部的外径24+0.97~1.64mm、全长280mm、内径(通孔的直径)11.2mm
(3)末端配件的材质:SCM415
然后,将末端配件的基准直径部的外径如上所述设为24mm,使大径部的外径(挤压前外径)在24+0.97~1.64mm的范围内逐渐变化,直至大径部的外径成为与基准直径部的外径大致相同为止,对各末端配件进行模锻加工。将拉伸试验的结果示于表1。
此外,效率(%)是通过拉伸时的断裂载荷(kN)/绳索自身的断裂载荷(141kN)×100求出的值。
【表1】
No. | 挤压前外径(mm) | 拉伸时的断裂载荷(kN) | 效率(%) |
1 | 24.97 | 72.4 | 51.3 |
2 | 25.01 | 72.2 | 51.2 |
3 | 25.04 | 84.5 | 60.0 |
4 | 25.08 | 95.0 | 67.4 |
5 | 25.12 | 102.3 | 72.6 |
6 | 25.14 | 97.2 | 68.9 |
7 | 25.19 | 103.5 | 73.4 |
8 | 25.22 | 114.2 | 81.0 |
9 | 25.27 | 105.5 | 74.8 |
10 | 25.29 | 119.2 | 84.5 |
11 | 25.32 | 142.9 | 101.3 |
12 | 25.36 | 139.0 | 98.6 |
13 | 25.39 | 139.8 | 99.1 |
14 | 25.42 | 136.8 | 97.0 |
15 | 25.46 | 140.5 | 99.6 |
16 | 25.50 | 131.6 | 93.3 |
17 | 25.53 | 131.3 | 93.1 |
18 | 25.57 | 138.0 | 97.9 |
19 | 25.60 | 129.1 | 91.6 |
20 | 25.64 | 128.0 | 90.8 |
从表1可以明确,在No.11~20的挤压前外径的情况下,能够确保90%以上的效率得到了确认。关于基于模锻加工的保证效率,如果为90%以上,则可认为是比较充分的。在No.1~3中,在绳索拉伸时,绳索不断裂而从末端配件被拔出。在NO.19~20中,效率开始下降。可认为其附近是极限。
另外,为了求出末端配件的最佳的长度,进行了试验。所使用的绳索与上述试验相同,是使环氧树脂浸渍碳纤维后的7根绞线的碳纤维复合材料线缆(CFCC)。将本发明的末端配件安装于CFCC的两端,将末端配件装配于拉伸试验机,对共计10根线缆进行了拉伸试验。试验条件如下。
(1)CFCC:φ10.5mm、断裂载荷(绳索自身的断裂载荷)141kN、有效截面积57.8mm2、断裂时的伸展率1.3%
(2)末端配件:基准直径部的长度60mm、基准直径部的外径24mm、大径部的长度d(绳索的直径)×6~15倍mm、大径部的外径25mm、全长60+d×6~15倍mm、内径(通孔的直径)11.2mm
(3)末端配件材质:SCM415
然后,使末端配件的大径部的轴向的长度在d(绳索的直径)×6~15倍mm的范围内逐渐地变化,另外,将大径部的外径设为一定,直至大径部的外径成为与基准直径部的外径大致相同为止,对各末端配件进行了模锻加工。将拉伸试验的结果示于表2。
此外,效率(%)通过拉伸时的断裂载荷(kN)/绳索自身的断裂载荷(141kN)×100求出。
【表2】
No. | 大径部的长度 | 拉伸时的断裂载荷(kN) | 效率(%) |
1 | d×6倍 | 70.2 | 49.8 |
2 | d×7倍 | 73.2 | 51.9 |
3 | d×8倍 | 103.7 | 73.5 |
4 | d×9倍 | 118.0 | 83.7 |
5 | d×10倍 | 136.3 | 96.7 |
6 | d×11倍 | 128.0 | 90.8 |
7 | d×12倍 | 128.7 | 91.3 |
8 | d×13倍 | 138.6 | 98.3 |
9 | d×14倍 | 138.3 | 98.1 |
10 | d×15倍 | 133.6 | 94.8 |
由表2可以明确,在末端配件的长度(大径部的长度)为绳索的直径的10倍时,效率超过80%。在No.5~10中,效率超过90%。末端配件的长度不需要超出需要加长,但是考虑安全性、施工性、轻量化等,根据试验结果,可优选设为绳索的13倍。
对本发明的优选的实施方式图示并进行了说明,但以上仅是例示,不应该解释为限定本发明的范围。根据本说明书的记载,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,能够进行大量的变形例和变型例等,这些变形例和改变例等应该解释为包含在本发明的保护范围内。
附图标记的说明
1 绳索
2 芯线
3 周围线
5 末端配件
7 近端
9 远端
11 通孔
13 内周面
15 近端开口
17 远端开口
19 大径部
20 外周面
21 锥形部
23 基准直径部
25 突出部
27 突出部表面
29 突出锥形部
31 扩径用部件
33 底部
35 圆锥部
37 通孔
Claims (9)
1.一种绳索的末端固定方法,其具备:
准备具有形成于近端的近端开口、形成于远端的远端开口、以及使所述近端开口和所述远端开口连通的通孔的筒状的末端配件的工序;
从所述近端开口将绳索的末端插入所述通孔,并使所述绳索的末端的一部分从所述远端开口延伸突出的工序;
使所述绳索的末端扩径的工序;
使所述绳索的末端返回所述通孔的工序;以及
从周向外侧挤压所述末端配件,使所述通孔的直径形成为比所述扩径后的绳索的末端的最大直径小,并且在通孔的内表面形成与所述绳索的外周面压接并将所述绳索限制于所述通孔内的突出部的工序。
2.根据权利要求1所述的绳索的末端固定方法,其特征在于,
在使绳索的末端扩径的工序中,将所述绳索的末端解捻,并将扩径用部件固定于构成所述绳索的绳股或基础丝。
3.根据权利要求1所述的绳索的末端固定方法,其特征在于,
所述末端配件具有配置于所述远端侧的基准直径部、以及配置于所述近端侧并与所述基准直径部连续而形成的大径部,所述大径部为在末端配件的轴向上一定宽度的部分,所述突出部通过从周向外侧挤压末端配件从而使所述大径部向所述通孔内反转突出而形成。
4.根据权利要求1所述的绳索的末端固定方法,其特征在于,
所述末端配件具有配置于所述远端侧的基准直径部、以及配置于所述近端侧并与所述基准直径部连续而形成的大径部,所述大径部为在末端配件的轴向上一定宽度的部分,为了通过直至所述大径部成为与所述基准直径部大致相同的直径为止,从周向外侧对所述末端配件进行挤压,从而形成在不破坏构成绳索的周围线或周围绳股的范围内得到充分的限制力的所述突出部,所述大径部的厚度被进行设定。
5.根据权利要求1所述的绳索的末端固定方法,其特征在于,
在所述通孔的所述远端开口侧,从形成有所述突出部而直径变小的内表面至未形成有所述突出部而直径变大的所述远端开口侧的端部的内表面之间,形成有锥面。
6.根据权利要求1所述的绳索的末端固定方法,其特征在于,
所述绳索为在芯绳股的周围绞合多个侧绳股形成的绳索。
7.根据权利要求1所述的绳索的末端固定方法,其特征在于,
所述绳索为包含芯线的周围绞合多个周围线而形成的碳纤维复合材料线缆的高强度纤维复合材料线缆。
8.一种带末端固定件的绳索,其是通过根据权利要求1所述的末端固定方法安装有末端固定件的带末端固定件的绳索。
9.一种用于绳索的末端固定的筒状的末端配件,具有:基准直径部,其具有通孔并配置于远端侧;以及大径部,具有通孔并配置于近端侧,并且比所述基准直径部的壁更厚,并与基准直径部连续而形成,
在末端的扩径后的绳索的端部配置于基准直径部的内侧的状态下,从周向外侧挤压大径部时,大径部的通孔的直径变得比扩径后的绳索的末端的最大直径小,形成压接绳索的外周面将绳索限制于通孔内的突出物。
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