CN1065461C - 难自转性钢索 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的旨在提供一种同时满足难自转性、耐疲劳性、鼓盘上的卷绕性和耐断裂性等各种特性、非常适合于高扬程、多层卷绕装御机械和建筑机械使用的钢索，这种难自转性钢索具有纤维心、将多根钢丝捻合于其上形成的绞合钢丝芯和以与该绞合钢丝芯的搓捻方向相同的方向捻合而成的外侧绞合钢丝，外侧绞合钢丝与绞合钢丝芯反向捻合构成钢索，钢索的丝距倍数大于外侧绞合钢丝的丝距倍数。
Description
本发明涉及用于吊车及卷扬机等实用性极佳的难自转性钢索，这种钢索可充分适用于以高扬程、多层卷绕的装御机械以及建筑机械等。
作为使用于吊车及卷扬机等装御机械和建筑机械的钢索，通常有由JIS标准(日本工业标准)(JIS G 3525)规定的IWRC 6×Fi(29)、IWRC 6×WS(31)等6股钢索、或扁平式绞合钢索、多层绞合钢索，这些钢索的直径约为8～20mm。
这种钢索在使用中受到通过滑轮等反复弯曲、由于在高扬程下装载、卸载引起的荷载变动、通过绞车鼓盘反复卷绕、以及钢索之间的强烈摩擦等作用。因此，不仅希望钢索的耐疲劳性好、而且也希望鼓盘上的卷绕性和耐断裂性良好。
特别是由于起吊货物等使钢索受到张力作用时，在钢索中将产生要向退扭方向自转的转矩。所以，对于钢索要求具有在钢索中发生的转矩小、难于自转(回扭)的性质，即要求具有极好的难自转(回扭)性。
但是，在现有的6股钢索中，虽然耐疲劳性、鼓盘上的卷绕性和耐断裂性良好，但是难自转性很差，所以，在高扬程的起吊作业中容易发生缠绕等现象。为了改善难自转性，对于6股钢索有人提出增长钢索搓捻丝距，但是，如果增长钢索搓捻丝距，在鼓盘上的卷绕性将变差。另外，如果使钢索芯的搓捻方向与钢索的搓捻方向相反，可以提高难自转性，但是由于搓捻的不平衡将使耐断裂性降低。并且，在使用中钢索芯突出到绞合钢丝外侧的危险性也提高。
另外，在现有的扁平式绞合钢索中，虽然难自转性良好，但是绞合钢丝中插入的钢索芯小，容易变形，引起钢索搓捻丝距增大，从而使耐疲劳性、在鼓盘上的卷绕性、耐断裂性变坏。
另外，在现有的多层绞合钢索中，虽然难自转性、耐断裂性良好，但耐疲劳性差，并且制造成本高。
这样，现有的钢索不能同时满足难自转性、耐疲劳性、鼓盘上的卷绕性和耐断裂性等各种特性，特别是难于适合近来高扬程、多层卷绕的装御机械及建筑机械的要求。
在现在使用的粗地形(rough terrain crane)吊车中，在4个吊钩的情况下，扬程H与滑轮直径D之比约为90(H／D=90)。理论上退扭转矩系数K应为58×10-3，可以供给增大钢索搓捻丝距或缩距绞合丝距的难自转性钢索。
但是，随着粗地形吊车的高扬程化，今后将进一步希望能与240mm的滑轮直径、吊高约26m的H／D=110(相当于K=45×10-3)对应的难自转性钢索达到实用化程度。
本发明就是着眼于这一点而提出的，其目的旨在提供一种实用性极佳的难自转性钢索，它的难自转性、耐疲劳性、鼓盘上的卷绕性和耐断裂性等各种特性均良好，非常适合于高扬程、多层卷绕的装御机械及建筑机械使用，可以满足粗地形吊车的高扬程化所需的H／D=110(K=45×10-3)的要求。
本发明的一种难自转性钢索，具有多层搓捻的绞合钢丝芯和多根外侧绞合钢丝，多层搓捻的绞合钢丝芯至少在最外层具有外周面平滑的异形截面的钢丝；多根外侧绞合钢丝位于该绞合钢丝芯的周围，以与绞合钢丝芯的搓捻方向相同的方向搓捻而成。将上述外侧绞合钢丝与上述绞合钢丝芯反向搓捻在一起形成钢索，并且钢索的搓捻丝距倍数大于上述外侧绞合钢丝的搓捻丝距倍数，并且，使绞合钢丝芯的外径与外侧绞合钢丝的外径之比处于1．04～1．20的范围内。由此，可以提高难自转性、耐疲荧性、耐断裂性等各种特性。
多层搓捻的绞合钢丝芯的结构最好是在将含有异形截面的钢丝的一次绞合钢丝T(1+N1+N1)搓捻合在一起后，再搓捻上含有异形截面钢丝的二次绞合钢丝(N2+N2)形成T-SeS[(1+N1+N1)+N2+N2]。这里，符号“T”定义为表示其结构钢丝或绞合钢丝成异形截面。在绞合钢丝芯中，最好将基线数限定在6≤N1≤18、12≤N2≤24的范围内。如果基线数太少，将影响钢索的柔软性，从而使挠性降低(难于使钢索弯曲)。如果基线数太多，则各基线太细，基线由于摩擦等受到磨损、容易发生内部断线。
基线数N1小于6时，不能利用异形截面的钢丝邻接形成的平滑外周面一次拉拔加工成将一次绞合钢丝的外圆周复盖住。基线数N1大于18时，钢丝的直径变得太细，由于摩擦损坏容易断线。基线数N2小于12时，钢索的挠性将降低。基线数N2大于24时，钢丝直径变得太细，由于磨损容易断线。
绞合钢丝芯最好是由含有异形截面的钢丝的一次绞合钢丝T(1+N1+N1)和含有异形截面的钢丝的二次绞合钢丝(N2+N2)构成的4层搓捻绞合钢丝。另外，绞合钢丝芯也可以是T{(1+6)+12+12}那样的3层搓捻结构的绞合钢丝。
下面，说明构成绞合钢丝芯的一次绞合钢丝和二次绞合钢丝的理想的直径范围。
一次绞合钢丝的直径范围最好是1．20～6．20±0．50mm。二次绞合钢丝的直径范围最好是2．20～11．20±0．50mm。一次绞合钢丝和二次绞合钢丝的理想直径范围就是与钢索外径为6～30mm时相当的绞合钢丝芯的直径范围。
外侧绞合钢丝的条数是4～8条，各外侧绞合钢丝最好由20～55根基线搓捻绞合而形成。这里，钢索直径最好为6～30mm。钢索直径大于30mm时，钢索的挠性将降低，钢索直径小于6mm时，难于确保应满足的难自转性。
本发明的第二种难自转性钢索，具有：纤维心、多根钢丝搓捻到该纤维心上而成的绞合钢丝芯和多与绞合钢丝芯的搓捻方向相同地搓捻而成的根外侧绞合钢丝，将多根外侧绞合钢丝与上述绞合钢丝芯反向搓捻绞合，形成钢索，并且，钢索的搓捻丝距倍数大于外侧绞合钢丝搓捻丝距倍数，并且，绞合钢丝芯与外侧绞合钢丝的外径之比在1．04～1．20的范围内。如果采用本发明，就会获得不仅耐疲劳性和挠性好、而且转矩系数K小、难自转性极佳的总体特性均衡良好的钢索。
通常，由于IWSC的柔软性(挠性)比IWRC差，所以，在本发明中除了使用钢丝芯作为纤维心外，还对IWSC的构成基线数按如下规定。
如果基线条数太少，将影响钢索的柔软性，从而使挠性出现问题。如果基线数太多，各基线将太细，耐磨性变坏，产生由于微振磨损造成的基线磨损问题。对基线数分别规定为6≤N1≤18，12≤N2≤24，则钢索的挠性和耐磨性都可满足。基线数N1小于6时，挠性变坏；基线数N1大于18时，线径太细，难于搓捻绞合。基线数N2小于12时，挠性变坏；基线数N2大于24时，线径太细，不仅耐磨性出现问题，同时挠性也过大了。
另外，外侧绞合钢丝的条数为4～8条，各外侧绞合钢丝最好由20～55条基线搓捻绞合而成。这时，钢索的直径最好为6～30mm，钢索直径大于30mm时，钢索的挠性变坏，钢索直径小于6mm时，则难于确保应满足的难自转性。
在本发明的难自转性钢索中，由于绞合钢丝芯的搓捻方向与由外侧绞合钢丝构成的外层部分的搓捻方向相反，所以，钢索中有张力作用时，绞合钢丝芯中产生的转矩的方向与外层部分中产生的转矩的方向相反，相互抵消，即使是高扬程、多层卷绕，实际上也几乎不会发生自转。
这时，由于是将绞合钢丝芯的基线数按指定的结构规定的，所以，可以获得挠性和耐磨性两者良好均衡、并具有极佳的耐久性的钢索。
转矩系数K是利用(1)式确定的指数，转矩系数K的值越小，表示钢索越难于自转。
K=T／(W×D) (1)其中，W是作用在钢索中的张力(N)，T是由张力W引起的转矩(N·m)，D是钢索外径(m)。
在本发明的难自转性钢索中，由于钢索的搓捻丝距倍数大于外侧绞合钢丝的搓捻丝距倍数，所以，转距系数K值小，难于自转。转矩系数K与转矩T成正比，转矩T与搓捻钢索时的搓捻丝距倍数有关。通常，转矩T与钢索的搓捻丝距倍数的依赖关系要比与外侧绞合钢丝(绞合钢丝芯)的搓捻丝距倍数的依赖关系大，所以，增大钢索搓捻丝距倍数，总体上便可减小转矩系数K，提高难自转性。
另外，由于多根外侧绞合钢丝以与绞合钢丝芯的搓捻方向相反地搓捻绞合在绞合钢丝芯的外周，所以，外侧绞合钢丝的构成钢丝便与绞合钢丝芯的构成钢丝相互交叉。于是，如果用通常的截面呈圆形的钢丝，则两者将以点接触状态相互接触，容易产生磨损。
但是，在本发明的第一种难自转性钢索中，由于将使外周面平滑的异形截面的钢丝设在绞合钢丝的最外层，所以，绞合钢丝芯与外侧绞合钢丝以大体上线接触的状态相互接触，从而可以有效地防止磨损。结果，经过长时间使用也不会发生内部断线，大大提高了钢索的耐久性和耐疲劳性。
另外，在本发明的第二种难自转性钢索中，由在绞合钢丝芯内加入了纤维心，所以，钢索的柔软性好，并因此可以有效地防止钢索的耐疲劳性、鼓盘上的卷绕性及耐断裂性变坏。这时，由于将绞合钢丝芯的基线数按指定的结构来规定，所以，可以提供挠性和耐磨损性两者有良好均衡、并具有极佳耐久性的钢索。
下面，参照附图说明本发明的各种实施例。
图1是第1种钢索实施例的难自转性钢索的横剖面图。
图2是第1种钢索实施例难自转性钢索的部分截面图。
图3是用于拉拔捻合加工一次绞合钢丝的捻线机和拉拔模主要部分的示意剖面图。
图4是用于拉拔捻合加工二次绞合钢丝的捻线机和拉拔模主要部分的示意剖面图。
图5是构成拉拔捻合加工前的绞合钢丝芯钢丝束的横剖面图。
图6是拉拔捻合加工后的绞合钢丝芯的横剖面图。
图7是第2种钢索实施例的难自转性钢索的横剖面图。
图8是第2种钢索实施例的难自转性钢索的部分截面图。
图9是第2种钢索其他实施例的难自转性钢索的横剖面图。
图10是第2种钢索其他实施例的难自转性钢索的部分截面图。
图11是将树脂向绞合钢丝芯上被覆的装置主要部分的剖面图。
图12是将外侧绞合钢丝与树脂被覆绞合钢丝芯反向捻合的装置主要部分的图。
首先，参照图1～图6说明本发明。
如图1和图2所示，钢索1是在绞合钢丝芯2的外周搓捻上6根外侧绞合钢丝6而成的IWSC 6×WS(31)的结构。由6根外侧绞合钢丝6形成钢索的外层5。绞合钢丝芯2是由将两层一次绞合钢丝3和两层二次绞合钢丝4搓捻绞合得到的共4层构成的多层搓捻绞合钢丝。
绞合钢丝芯的形成：
绞合钢丝芯2是按如下方法制成的。先参照图3说明一次绞合钢丝3的形成，然后参照图4说明二次绞合钢丝4的形成。
钢丝使用JIS G3525规定的钢线。如图3所示，捻线机10A的主轴借助导引管20A与转动导引板30A连接。各钢丝从装在捻线机10A内的线轴(图中未示出)经过转动导引板30A分别供给后面的拉拔模40A。拉拔模40A固定在机架(图中未示出)上，转动导引板30A支持成可以转动的状态。
在转动导引板30A上，以中央孔31C为中心按同心圆的形式形成内外两圈各6个周边孔31A。从中央孔31C穿过1根构成芯部3a的细径钢丝，构成芯部3a的细径钢丝3A分别从内侧6个周边孔31A穿过，构成周边部3b的粗径钢丝3B分别从外侧6个周边孔31A穿过。拉拔模孔41A的入口形成圆锥状，通过该拉拔模孔41A后，(1+6)根细径钢丝3A和6根粗径钢丝3B便收集成束。
一次绞合钢丝的拉拔捻合加工按如下顺序进行。首先，把作为芯部3a的(1+6)根细径钢丝3A穿过拉拔模孔41A、卷绕到设置在后面的鼓状绞盘(图中未示出)上。然后，将作为周边部3b的6根粗径钢丝3B的前端削尖插入拉拔模孔41A内，与(1+6)根细径钢丝一起卷绕到绞盘上。并且，使捻线机10A的主轴以指定的速度转动，同时使绞盘以指定的速度转动，将(1+6+6)根钢丝一起捻合，从拉拔模40A拉拔出来。这样，形成了二层平行捻合的(1+6+6)绞合钢丝作为一次绞合钢丝3。从拉拔模40A拉拔出来时，如图6所示，一次绞合钢丝3的周边部3b的外周面成为平滑的状态。
下面，参照图4说明形成二次绞合钢丝4的情况。捻线机10B的主轴借助于导引管20B与转动导引盘30B连接。各钢丝从装在捻线机10B内的线轴(图中未示出)上经过转动导引板30B分别供给设在后面的拉拔模40B。拉拔模40B固定在机架(图中未示出)上，转动导引板30B支持成可以自由转动的状态。
在转动导引板30B上，以中央孔31C为中心按同心圆的形式形成内外两圈各18个周边孔31B。一次绞合钢丝3从中央孔31C内穿过，初捻细径钢丝4a分别从内侧18个周边孔31B内穿过，上捻粗径钢丝4b分别从外侧18个周边孔31B内穿过。拉拔模孔41B的入口呈圆锥状，通过该拉拔模40B后，18根细径钢丝4a和18根粗径钢丝4b便收集成束。
二次绞合钢丝的拉拔捻合加工的顺序和上述一次绞合钢丝的情况一样。即，使用图4所示的捻线机10B和拉拔模40B，在捻合的同时进行拉拔加工，便可使上捻钢丝4b形成截面形状不同的钢丝。从而使最外层的上捻钢丝4B的外周面变得平滑。结果，可以得到图6所示的截面结构形状不同的绞合钢丝T-SeS[(1+6+6)+18+18]作为绞合钢丝芯2。对于本实施例的钢索直径16mm，将绞合钢丝芯2的平均搓捻丝距取为39mm，绞合钢丝芯2的平均直径为6．0mm。
由于拉拔加工而引起的减径率R，初捻为8％，上捻为5％。减径率R由下式求出。
R=[(D1-D2)／D1]×100 (2)其中，D1为构成图5所示的拉拔捻合加工前的绞合钢丝芯的钢丝束2A的直径，D2为图6所示的拉拔捻合加工后的绞合钢丝芯2的直径。在图6中，示出了4层捻合的结构作为绞合钢丝芯2的一个例子。但是，也可以按，例如T[(1+6)+12+12]那样形成3层捻合的结构。外侧绞合钢丝的形成：
利用捻线机(图中未示出)将大小31根钢丝进行多层捻合形成外侧绞合钢丝6。构成外侧绞合钢丝6的钢丝的直径处于0．63～1．03mm的范围内。外侧绞合钢丝6的平均直径为5．5mm，比绞合钢丝芯2的直径略小。钢索的捻合：
捻线机(图中未示出)设在送出部的大滚筒与卷绕部的卷绕机之间，张力控制以使对连续送出的各绞合钢丝加上指定的张力。预成形装置安装在捻线机的护板上。拉板模安装在紧接着预成形装置之后的固定机架上。
使绞合钢丝芯2通过捻线机的轴心，同时，利用预成形装置将外侧绞合钢丝6成形，利用拉拔模将它们初捻到绞合钢丝芯2上。搓捻方向为Z搓捻。这时，所谓成形，是指在利用拉拔模捻合之前，对绞合钢丝施加超过弹性限度的应力进行预成形，以使其与捻合好的绞合钢丝的螺线成为相同的形状。从拉拔模拉拔出来后，就成了(T-IWSC)6×WS(31)绞合钢索。钢索1的最后成形直径为16mm。钢索的搓捻丝距为120mm，丝距倍数为钢索直径D的7．5倍。
下面，参照表1，将实施例1的钢索与现有技术的例1、2及比较例1的钢索相比较，进行说明。
作为实施例1，采用的是(T-IWSC)6×WS(31)，现有技术的例1、2分别采用IWRC6×WS(31)，而比较例1采用IWSC6×WS(31)。实施例1、现有技术的例1、2以及比较例1都取钢索直径为16mm进行试验。搓捻方向和丝距倍数：
在实施例1的钢索中，绞合钢丝芯2和外侧绞合钢丝6都是S搓捻。绞合钢丝芯2的丝距倍数为6．5，外侧绞合钢丝6的丝距倍数为5．0。由6根外侧绞合钢丝6构成的外层部分5是与外侧绞合钢丝6的搓捻方向相反的Z搓捻(S／S／Z)。外层部分5的丝距倍数(钢索丝距倍数)为7．5。实施例1的钢索的钢索丝距倍数大于外侧绞合钢丝的丝距倍数。
在比较例1的钢索中，绞合钢丝芯为S搓捻，外侧绞合钢丝为S搓捻，钢索为Z搓捻(S／S／Z)。比较例的绞合钢丝芯的丝距倍数、外侧绞合钢丝的丝距倍数、钢索丝距倍数都和实施例1相同。比较例1的绞合钢丝芯由通常的圆形截面钢丝形成。
在现有技术例1、2的钢索中，绞合钢丝芯为Z搓捻，外侧绞合钢丝为S搓捻，钢索为Z搓捻(Z／S／Z)。现有技术例1、2的绞合钢丝芯的丝距倍数都是6．5，但现有技术例1的外侧绞合钢丝的丝距倍数为7．8，现有技术例2的外侧绞合钢丝的丝距倍数为5．0。另外，现有技术例1的钢索丝距倍数为6．2，现有技术例2的钢索丝距倍数为7．5。绞合钢丝芯／外侧绞合钢丝：
绞合钢丝芯2与外侧绞合钢丝6的外径之比(绞合钢丝芯／外侧绞合钢丝)，在实施例1、比较例1、现有技术例2中分别为1．09，在现有技术例1中为1．23。转矩系数K：
表1中的转矩系数K是利用上述(1)式求出的指数，表示转矩系数K值越小钢索越难于自转。
用实施例1的钢索可以得到42．5×10-3的转矩系数。和比较例1的钢索相同，大大小于现有技术例1的89．5×10-3和现有技术例2的68．4×10-3。由此例可得出结论：实施例1的钢索是难于自转的。耐疲劳性：
表1中的寿命即耐疲劳性，表示反复弯曲钢索进行疲劳试验的结果。反复弯曲疲劳试验是按S弯曲试验法进行的，其条件为：取系数(D／d)为20，安全系数(Sf)为5。将钢索的1个丝距间总钢丝的10％发生断线时的时刻作为钢索的寿命进行判断，利用到该时刻为止所进行的反复弯曲次数(循环数)进行评价。分别以现有技术例1、2的结果作为100％进行比较评价。得到的结果是：实施例1为120％，比较例1为110％。
下面，参照图7～图12说明本发明第二种钢索的各种实施例。先参照图7和图8说明其最初的实施例。
钢索52具有IWSC6×WS(31)的结构，由在绞合钢丝芯53的外周捻合6根外侧绞合钢丝59形成外层部分58而构成。
绞合钢丝芯53由在纤维心54的外周利用平行搓捻将多根钢丝捻合成3层结构而成。纤维心54由聚丙烯等合成纤维或马尼拉麻等天然纤维构成，其外径为绞合钢丝芯53的10～15％。另外，绞合钢丝芯53的搓捻丝距为其外径的5～8倍。并且，绞合钢丝芯53的搓捻方向与由外侧绞合钢丝59构成的外层部分58的搓捻方向相反，即，绞合钢丝芯53为S搓捻时，外层部分58为Z搓捻。
在这样构成的钢索52中，由于绞合钢丝芯53的搓捻方向与外层部分58的搓捻方向相反，所以，当张力作用在钢索52上时，在绞合钢丝芯53中产生的转矩方向与在外层部分58中产生的转矩方向相反，相互抵消。因此，即使是高扬程，钢索实际上也几乎不发生自转。
另外，由于在绞合钢丝芯53中加入了纤维心54，所以，钢索52的柔软性良好，从而可使钢索52的耐疲劳性、鼓盘上的卷绕性和耐断裂性等各种特性均保持为良好的状态。
下面，参照表2将实施例1～4的钢索分别与现有技术例1～2及比较例1～2的钢索进行比较来说明。
作为现有技术例1～2，采用IWRC6×WS(31)的结构，取钢索直径d为16mm的钢索供试验，作为实施例1～4和比较例1～2，采用IWSC6×WS(31)的结构，取钢索直径d为16mm的钢索供试验。现有技术例1～2的钢索芯与外侧绞合钢丝的外径之比分别为1．23和1．09，但是，由于钢索芯的搓捻方向不同，所以是根据经验设定的值。
实施例1～4和比较例2，以比较例1的绞合钢丝芯与外侧绞合钢丝的外径之比为基准(1．00)，它们各自的外径之比分别为1．03，1．06，1．09，1．12，1．15。绞合钢丝芯与外侧绞合钢丝的外径之比最好为1．04～1．20。搓捻方向：
在现有技术例1～2中，钢索芯为Z搓捻，外侧绞合钢丝为S搓捻，钢索整体为Z搓捻(Z／S／Z)。在实施例1～4和比较例1～2中，钢索芯为S搓捻，外侧绞合钢丝为S搓捻，钢索整体为Z搓捻(S／S／Z)。丝距倍数：
在现有技术例1中，钢索芯的搓捻丝距倍数为其直径的6．5倍，外侧绞合钢丝的搓捻丝距倍数为其直径的7．8倍，钢索的搓捻丝距倍数为其直径的6．2倍。在现有技术例2、实施例1～4和比较例1～2中，钢索芯(绞合钢丝芯)的搓捻丝距倍数为其直径的6．5倍，外侧绞合钢丝的搓捻丝距倍数为其直径的5．0倍，钢索的搓捻丝距倍数为其直径的7．5倍。在现有技术例2、实施例1～4和比较例1～2中，钢索的丝距倍数都大于外侧绞合钢丝的丝距倍数。转矩系数K：
表2中所示的转矩系数K是利用上述(1)式求出的指数，转矩系数K值越小，越难于自转。由表2可知，实施例1～4和比较例1～2的钢索的转矩系数K都比现有技术例1～2的小，不论哪种钢索都得到难于自转的结果。挠性：
表2中所示的挠性是将钢索架在400mm距离的跨度间、将3Kg的重物置于其中点测量其挠量(mm)而进行评价的。分别以现有技术例1的结果为基准(100％)进行比较评价。在比较例1中，小于现有技术例1的基准值，但实施例1～4和比较例2都等于或大于现有技术例1、2的数值。弯曲疲劳性：
表2中所示的耐疲劳性，是钢索反复弯曲疲劳试验的结果。反复弯曲疲劳试验是按S弯曲试验法进行的，其条件为：取系数(D／d)为20，安全系数(Sf)为5。将在钢索的1个丝距间总钢索的10％发生断线时的时刻作为钢索的寿命进行判断，利用到该时刻为止所施加的反复弯曲次数(循环数)进行评价。分别以现有技术例1的结果为基准(100％)进行比较评价。比较例1～2比现有技术例1的基准值小，但实施例1～4的结果都大于现有技术例1的基准值。
上述实施例1～4的钢索的转矩系数K小，在H／D=110的高扬程吊车中可以得到良好的难自转性。
另外，如果将绞合钢丝芯与外侧绞合钢丝的外径之比设定在1．04～1．18的范围内，挠性和耐疲劳性可以保持与现有技术的产品同等的水平，而且可以使在绞车卷筒上的卷绕性和耐断裂性保持为良好状态，同时，还可以使转矩系数K小于45×10-3。
下面，参照图9和图10说明本发明第二种钢丝的其他实施例。
钢索52的绞合钢丝芯53复盖上一层树脂被覆层57，在其外周捻合上6根外侧绞合钢丝59，由这6根外侧绞合钢丝59形成外层部分58。即，钢索52采用IWSC6×WS(31)的结构。
绞合钢丝芯53由在纤维心54的外周捻合多根钢丝55而构成。纤维心54是由聚丙烯等合成纤维或马尼拉麻等天然纤维构成，其外径为绞合钢丝芯53的外径的10～15％。另外，绞合钢丝芯53的搓捻丝距等于其外径的5～8倍。
由6根外侧绞合钢丝59构成的外层部分58的搓捻方向与绞合钢丝芯53的搓捻方向相反。即，设绞合钢丝芯53为S搓捻，则外层部分58为Z搓捻。
绞合钢丝芯53由树脂被覆层57所复盖。树脂被覆层57由聚乙烯等热可塑性高分子树脂构成，其平均厚度最好为0．3～0．9mm。
对这样的钢索52施加张力作用时，由于在绞合钢丝芯53中产生的转矩方向与在外层部分58中产生的转矩方向相反，相互抵消，所以，即使是高扬程，实际上也不发生自转。另外，由于利用热可塑性高分子树脂被覆层57复盖绞合钢丝芯53，所以，绞合钢丝芯53几乎不存在凸出到钢索外部的危险性。
下面，参照图11和图12说明制造6股绞合钢索的情况。
作为基线，使用由JIS G3525规定的钢丝。基线的平均直径约为0．70mm。纤维心54使用直径为2．24mm的聚丙烯纤维。利用图11所示的挤压机61形成树脂被覆层57。利用图12所示的捻线机70将6根外侧绞合钢丝59捻合到芯部53a上。芯部的形成：
将纤维心54以指定的速度从送出部的线轴上卷绕着向卷绕部的卷绕机传送。在传送途中设有拉扳模，除了纤维心54外，还将多根基线从送出部的线轴向拉扳模传送。将这些基线按S搓捻绞合到纤维心54的外周，形成绞合钢丝芯53。绞合钢丝芯53的搓捻丝距平均为33mm，绞合钢丝芯53的平均直径为5．45mm。树脂被覆处理：
如图11所示，将作为芯部53a的绞合钢丝芯53穿入挤压机61的下部成型部65，从成型部65拉拔绞合钢丝芯53时，熔融的树脂57a就附着于其外周。挤压机61在圆筒62内具有螺旋状的挤压棒64，圆筒62内的熔融树脂57a以加压状态供给成型部65。使用聚乙烯作为被覆材料用的树脂57a。
成型部65的出口67的直径比入口66略大，从成型部65拉拔绞合钢丝芯53时，所希望数量的熔融树脂57a附着到绞合钢丝芯53的周围，形成所需厚度的树脂被覆层57。在本实施例中，通过调节绞合钢丝的拉拔速度、出口67的直径和溶融树脂57a的温度，在绞合钢丝芯53的周围形成平均厚度为0．6mm的树脂被覆层57，作为树脂被覆芯部53a。钢索的捻合：
捻线机70设在送出部的大滚筒与卷绕部的卷绕机之间，控制张力以使向连续供给的各绞合钢丝施加指定的张力。
如图12所示，预成形装置73安装在捻线机70的护板72上。拉拔模75安装在紧接预成形装置73之后的固定机架74上。
在使树脂被覆芯部53a穿入捻线机70轴心的同时，利用预成形装置73将外侧绞合钢丝59预成形，通过拉拔模75将它们上捻到芯部53a上。搓捻方向为Z搓捻。
这里，所谓“预成形”是指在利用拉拔模75加捻之前向绞合钢丝施加超过弹性限度的应力而进行预成形，以使其与捻合的绞合钢丝成为相同的形状。
从拉拔模75拉拔出来后，就成了6股绞合钢索52。钢索52的最后成形直径为16mm，外侧绞合钢丝59的搓捻丝距为120mm，丝距倍数为钢索直径D的7．5倍。
在上述实施例中，说明了制造6股绞合钢索的情况，但是，也可以制造扁平式绞合钢索或多层绞合钢索等其他钢索。
在本发明的难自转性钢索中有张力作用时，由于在绞合钢丝芯中产生的转矩方向与在外层部分中产生的转矩方向相反、相互抵消，所以，即使是高扬程，实际上也不会产生自转。
另外，由于钢索的丝距倍数大于外侧绞合钢丝的丝距倍数大，所以，转矩系数K的值很小，难于自转。
在第1种钢索中，由于将外周面已平滑化的异形截面的钢丝设在绞合钢丝芯的最外层，所以，绞合钢丝芯与外侧绞合钢丝以近似线接触的状态相互接触，可以有效地防止微振磨损。因此，经过长时间使用也不会发生内部断线，大大提高了钢索的耐久性和耐疲劳性。
另外，在第2种钢索中，由于在绞合钢丝芯内加入了纤维心，所以，钢索的柔软性良好，并因此可以有效地防止钢索的耐疲劳性、鼓盘上的卷绕性和耐断裂性变坏。
这样，由于本发明的钢索满足难自转性、耐疲劳性、鼓盘上的卷绕性和耐断裂性等各种特性，所以，非常适合于高扬程、多层卷绕的装御机械和建筑机械使用。
Claims (8)
1．一种难自转性钢索，具有多层捻合的绞合钢丝芯和多根外侧绞合钢丝，所述绞合钢丝芯至少在最外层具有已将外周面平滑化的异形截面钢丝，外侧绞合钢丝设在该绞合钢丝芯的周围，以与绞合钢丝芯的搓捻方向相同的方向搓捻而成；所述外侧绞合钢丝与所述绞合钢丝芯反向捻合形成钢索；
其特征在于：
钢索的丝距倍数大于上述外侧绞合钢丝的丝距倍数，且绞合钢丝芯与外侧绞合钢丝的外径之比在1．04～1．20的范围内。
2．按权利要求1所述的难自转性钢索，其特征在于：绞合钢丝芯由在包含异形截面钢丝的一次绞合钢丝T(1+N1+N1)上捻合包含异形截面钢丝的二次绞合钢丝(N2+N2)而成为异形截面钢丝的半封闭式[(1+N1+N1)+N2+N2]构成，这时，基线数N1，N2规定为6≤N1≤18，12≤N2≤24。
3．按权利要求1所述的难自转性钢索，其特征在于：外侧绞合钢丝的条数为4～8根，各外侧绞合钢丝由20～55根基线捻合而形成。
4．按权利要求1所述的难自转性钢索，其特征在于：绞合钢丝芯是由包含异形截面钢丝的一次绞合钢丝T(1+N1+N1)和包含异形截面钢丝的二次绞合钢丝(N2+N2)构成的4层捻合绞合钢丝。
5．一种难自转性钢索，具有纤维心、绞合钢丝芯和多根外侧绞合钢丝，所述绞合钢丝芯由多根钢丝捻合到纤维心上而形成，所述外侧绞合钢丝以与绞合钢丝芯的搓捻方向相同的方向搓捻而成；多根外侧绞合钢丝与绞合钢丝芯以及外侧绞合钢丝反向捻合形成钢索；其特征在于
钢索的丝距倍数大于外侧绞合钢丝的丝距倍数，且绞合钢丝芯与外侧绞合钢丝的外径之比在1．04～1．20的范围内。
6．按权利要求5所述的难自转性钢索，其特征在于：绞合钢丝芯构成为(a+N1)+N2，基线数N1和N2分别规定为6≤N1≤18，12≤N2≤24，在将(a+N1)捻合后，再捻合上N2。
7．按权利要求5所述的难自转性钢索，其特征在于：外侧绞合钢丝的条数为4～8根，各外侧绞合钢丝由20～55根基线搓捻绞合而形成。
8．按权利要求1或5所述的难自转性钢索，其特征在于：绞合钢丝芯进一步用树脂被覆。
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