CN1108519C - 鉴定是否需要更换合成纤维绳索的装置 - Google Patents

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Abstract

为鉴定是否需要更换的合成纤维绳索(1)，优选由芳族聚酰胺制成，用至少两个股线层(7，14)彼此以相反方向扭绞，使各股线层的扭力矩彼此补偿而得到一种扭矩抵销的承载纤维股线(2，3，4，5)绳索构造。如果股线层(7，17)由于磨损或外部影响造成不等量而削弱，当绳索(1)处于负荷和运行时，它便开始绕其纵轴(20)扭转。绳索扭转可用各种方法进行目视检测。例如一种沿绳索长度的标记(11)可指示绳索的扭转和用作目视鉴定其需要更换。

Description

鉴定是否需要更换合成纤维绳索的装置
技术领域
本发明涉及一种用于鉴定是否需要更换合成纤维绳索，优选芳族聚酰胺纤维绳索的装置。
背景技术
由EP 0731 209 A1已知有这样一种装置可用来鉴定是否需要更换多股绞合纤维绳索。合股绳索是由多层高抗张强度合成纤维组成，各层彼此扭绞在一起并在外面围绕有一种牢固结合的绳索护套。为了有可能鉴定最大容许的内部绳索磨损，使挤压的绳索护套具有同轴安排的不同颜色。绳索护套可指示出驱动或被驱动绳索上的磨损情况，磨损是由力的差别而在牵引滑轮上发生滑动所致。通过参照各绳索在牵引滑轮中的限定运行表面，用实验值将护套的磨损情况与各绳索内部的磨损状态相联系。因而，当下面的颜色可见时，这便指示出绳索内部已经磨损到最大容许程度，并且绳索必需在特定保留时限内进行更换。
使用迄今所述的鉴定是否需要更换合成纤维绳索的装置，绳索磨损的状态能够容易地借助于简单的目视检测绳索护套来确定。然而，由此间接方法得到的指示依赖于实验数值不能说明有关绳索精确的内部状态。由于例如过早的材料疲劳、短期超负荷或外部影响等引起的绳索的损耗，未加以考虑。
发明内容
本发明的根本问题是提出一种鉴定是否需要更换绳索的装置，该装置能可靠地指示出绳索的真实损耗状态。
作为解决问题的技术方案，本发明提供了一种用于鉴定是否需要更换合成纤维绳索(1)的装置，绳索(1)是由至少两个同心股线层(7，14)扭绞在一起构制而成，并由承载的芳族聚酰胺纤维股线(3，4，5)制成，绳索的使用寿命决定于绳索的负荷，其特征在于至少有两个相邻的同心股线层(7，14)是彼此以相反方向扭绞在一起，以及设有一种在绳索外表面上可见的指示装置(11)以目视检测和指示绳索(1)围绕纵轴(20)转动的位置。
实际上，本发明是由具有外部平衡扭矩性能的绳索构造所组成，在绳索各股线层之间有一种反应性的扭矩比例可保证绳索在不稳定的扭矩平衡中采取某一位置。在绳索中各股线层彼此以相反扭绞方向起作用的一些扭矩之间的关系，以这样的方式设定，即各股线层由于磨损或其它影响造成的减弱便破坏内部扭矩的平衡，因而，当磨损的绳索在操作过程中处于荷载情况下，它会围绕其纵轴扭绞直至其采取新的相应于改变了的扭矩状态的平衡位置，因此，绳索的扭绞便是绳索内部磨损的指示，内部磨损引起了绳索特性的变化例如断裂强度的损失。因而，绳索结构中的变化可利用一种适当的装置进行检测，并作为需要更换绳索的指示，甚至绳索的简单畸变都是绳索磨损不可接受量的指示信号。
这便有可能获得这样的优点，即在任何情况下按照本发明的特定方式简单扭绞在一起的承载合成股线，以绳索的扭绞而很简单地指示出绳索的任何磨损类型，而绳索的扭绞是由于磨损超过某一限定量而造成绳索承载结构的削弱所致。绳索的扭绞，因而表明需将其更换，无需昂贵附加装置便能检测出来。具体地说，利用一种参比标记，有可能用目视来检测绳索的磨损状态。
在本发明的进一步阐述中，在以相反方向扭绞在一起的相邻各同心股线层之间，有一种减少摩擦的中间护套。这种护套的优点是，护套的材料和尺寸的选择可用来确定各股线层彼此之间的半径距离并以此确定扭矩的平衡。而且，中间护套的疲劳强度可用来得到绳索的所需使用寿命。一旦因绳索弯曲引起股线层相对运动而发生各外股线层的纵向位移使中间护套变得彻底磨损，这时以相反方向扭绞的各股线便发生多个接触点。由于各股线彼此相对摩擦，在张力下的收缩力以及当绳索通过滑轮时对滑轮产生的压力等所致，侧向应力最终便引起各股线断裂。由于上述的因果关系，绳索发生扭绞并以此指示出该绳索需要更换。
在本发明的一优选实施例中，多层合股绳索的最外股线层是系统地缠绕在核心层的外周，并与多层平形扭绞绳索核心层成相反方向。这样做的优点是，绳索核心层相邻于并承载有最外股线层，所以核心层要经受最大的侧向应力，结果这个股线层的一些纤维和股线首先会显示出各损坏点。只有这一选择的股线层被削弱，而所有其它股线层仍然未遭受损坏，并保证合成纤维绳索的剩余承载能力是足够的。
在本发明一优选实施方案中，顺沿着未磨损绳索的外表面长度设置有一标记，它可指示出绳索的扭绞情况，标示出围绕绳索纵轴的螺旋形扭绕情况。
附图说明
本发明一实施方案表示于附图中并详述于下。附图表示：
图1是本发明用于鉴定是否需要更换绳索的装置的第一实施方案的透视图；
图2是图1所示实施方案的横截面视图。
具体实施方式
图1表示一有护套的芳族聚酰胺纤维绳索1，它由一些高抗张强度、承载负荷用芳族聚酰胺纤维股线2，3，4，5彼此扭绞在一起形成的三层同心层组成，这些绞合股线是用作例如在升降装置中的驱动绳索。实际上，芳族聚酰胺纤维绳索1是用平行扭绞的绳索核心层6构制而成，按照本发明，在核心层6周围以相反方向扭绞有一股线层(也称为外包层)7。在股线层7与相邻的核心层6的第二股线层14之间是一中间护套9，优选由聚氨酯制成。绳索护套10是围绕着股线层7的外面并很好地结合于其上。顺沿芳族聚酰胺纤维绳索1整个长度的纵向，在绳索护套10上涂有一条耐磨的指示装置(本发明中，也称为着色的线条，有色线条或标记)11，以指示芳族聚酰胺纤维绳索的转动位置。也可以不用指示装置11，而使用其它一些装置，只要能适用于指示和/或确定相对于芳族聚酰胺纤维绳索1的纵轴20的该绳索的转动位置即可。
在此处所述的实施方案中，股线层7，结合与它相邻的绳索核心层6的第二股线层14、中间护套9及指示装置11一起，组成了本发明用以鉴定需要更换芳族酰胺纤维绳索1的一种装置。
绳索核心层6是由芯线2构成，五根例如第一股线层13的相同股线3围绕芯线2以第一扭绞方向12螺旋形扭绞在一起，此处还有第二股线层14的十根股线3，4与其一起以平行螺距和以纤维及股线的捻向和螺旋之间的平衡比例而扭绞在一起。第二股线层14包含有两种类型各五根相同股线3，4的交替排列。正如图2的横载面图所示，有五根较大直径的股线4螺旋形地处于支持它们的第一股线层13的空隙中，而具有直径为第一股线层13的股线3的五根股线3是位于支持它们的第一股线层13外面的一些最高点上并以此填充满了具有较大直径的两个相邻股线4之间的一些空隙。以此方式，双平行扭绞的绳索核心层6便可容纳具有几乎为园筒形外部轮廓的第二股线层14，第二股线层14与中间护套9相结合便进一步提供了一些优点，详见后述。
当绳索1处于纵向负荷时，绳索核心层6的平行扭绞方向会产生一种扭矩正好与扭绞方向12成相反方向。
本文中所述的股线层7也是由十七根芳族聚酰胺纤维股线5组成，它们扭绞的方向与第一扭绞方向12成相反方向15。当绳索1处于纵向负荷时，它便产生一种扭矩与平行扭绞的绳索核心层6的扭矩成相反方向。
在某种意义上，与它们的数目和结构无关，绳索核心层6的各股线层13，14及股线层7彼此必需适应，这样它们的扭矩才在相反方向彼此抵销。当芳族聚酰胺纤维绳索1，在负荷下和在滑轮上运行时以此方式处于平衡状态时，它便没有外力矩。在超出上述的各实施方案中，可以有一个或一个以上的共轴扭绞的股线层，每个的扭绞方向与支持它们的股线层成相反方向。而且，也可以构制成多个扭绞的外包股线层。关于本发明所产生的优越效果，必需注意到，各股线层之间的扭矩比例不能小于0.1-1之间的特定值。
作为均衡内部扭矩的平衡的可能性，各股线层之间的半径距离是决定因素。这个距离决定于所用的各股线的直径，下述中间护套的厚度、绳索核心层中股线的数目及股线层中所用股线的数目。股线层可以，例如与非承载股线一起扭绞而形成股线层。
用于芳族聚酰胺纤维绳索1的所有承重股线2，3，4，5都是由单根芳族聚酰胺纤维捻绞或扭绞在一起并经用一种物质如聚氨酯溶液浸渍处理，以保护芳族聚酰胺纤维。
高抗张强度的合成纤维如具有高度取向分子链的芳族聚酰胺或简称阿拉米德类(aramides)，都具有高的承重能力和低的比重。然而，由于它们的原子结构原因，这种纤维具有低的扯断伸长率并对侧向发生的应力是敏感的。本发明正是准确地利用了这些材料性能来提供一种简单方法，通过目视指示器来测定由高抗张强度纤维制得的绳索的内部磨损状态。
在绳索核心层6与股线层7之间的中间护套9是由聚氨酯或聚酯制成。它是浇注模压到绳索核心层6上并填充满两个相邻股线层7，14的各股线3，4，5之间的所有间隙17、18。这便创造了一种具有大接触面积的良好结合，这可用来传送绳索核心层6与股线层7之间的力矩。中间护套9可防止股线层7与第二股线层14之间的接触，并以此防止股线3，4，5的磨损，磨损是当绳索1在牵引滑轮上运行时由于这些股线彼此相对摩擦和由于各股线2，3，4，5彼此相对运动所致，绳索1在牵引滑轮的运行在本文没有画出。中间护套9的厚度尺寸是这样的，随着绳索上的负荷达到最大容许负荷，在股线层7产生的压缩力下各股线之间的间隙17，18被完全填充满，这样要保证在相邻股线层14和7的股线3，4，5之间还有0.1mm的剩余护套厚度16。
绳索护套10是围绕股线层7的聚氨酯制成，并提供在牵引滑轮上的需要的摩擦系数。聚氨酯是很耐磨的，当绳索1在牵引槽轮上通过时它不会被磨损。当绳索通过牵引槽轮时，绳索护套10被挤压到股线层7上，并且一种能流动的合成材料便被压入外包股线层7的所有间隙17，18中，以此便创造了一种大的接触面积。在绳索护套10的外表面上，沿绳索1的长度方向设有一条着色的线条作为参比标记，以指示绳索1的转动位置。
可以不用着色线条而用其它的装置或标记，只要它们能将绳索1的转动以适当方式检测出来即可。指示装置11或某一相应的装置也可以直接施用于股线层7上，如果没有绳索护套10的话。
至今所述的用于鉴定是否需要更换合成纤维绳索的装置的以下作用方式，都涉及由芳族聚酰胺纤维制成的被驱动的升降机绳索，它将升降机的机厢框架与平衡重量部件连接起来，机厢在升降机升降路径中被导引运行。为了提升和下降吊车机厢和平衡重量部分，绳索运行在由驱动马达驱动的牵引槽轮上。驱动的扭力矩通过摩擦传递给绳索的截面上，驱动力矩在任何时刻都处于包角中。在此点上绳索1便经受高的横向切力。
根据本发明的驱动绳索1在力矩方面是抵销平衡的，绳索缠绕到牵引槽轮上而无扭捻，亦即在一端的吊车上与在另一端的平衡构件上的两个扭力固定点之间没有围绕绳索纵轴20的扭捻力。在绳索1的安装过程中，采用沿绳索长度的一种指示装置11形式的标记物也可以作为一种安装辅助工具。来校准绳索1的转动位置相对于参比点如牵引槽轮成一条直线。将要安装的绳索用这样的方法校直是很方便的，当绳索1处于运动中时，标记过程能够目视检测。
当负荷的绳索1在牵引槽轮上反复运动时，各股线2，3，4，5彼此相对运动以补偿拉伸应力的差别。这些相对运动，在外股线层7，14中是较大的，而趋向于芯线或核心股线2则变小。由于股线层7的股线5的纵向位移能引起磨损，在外与内股线层之间的中间护套9，它是用来防止各层股线之间的接触，会遭受磨损并磨耗到不能再使用的程度。中间扩套9磨损成不能再使用的程度或时间终点，在其设计上可通过中间护套9的抗扭矩刚性测定而知。
由于股线层7的各股线5的纵向运动，一旦中间扩套9磨损变得不能再使用时，便在以相反方向扭绞在一起的股线3，4及5之间产生一些接触点。股线层7，14的各股线3，4，5的彼此相对摩擦，压力及由于外股线层即股线层7的收缩力造成的侧向应力等，最终导致第二股线层14的各股线3，4的断裂。当绳索处于负荷下这便削弱了第二股线层14，随之它便产生了大大减小的扭力矩或完全失去扭力短。这又反过来引起一种受到干扰的内部扭力平衡，以及磨损不能使用的绳索1，当在操作中运动时，便围绕其纵轴20扭捻直至达到相应于改变了的扭力矩状态的新的平衡位置。
绳索1的扭捻可以目视检测到，这时可以看到沿绳索1设置的指示装置11或另一种相应的标记螺旋形地缠绕在绳索1的纵轴20的周围上。即使绳索的简单畸变也是上述机构有效的一个标志。

Claims (3)

1.一种用于鉴定是否需要更换合成纤维绳索(1)的装置，绳索(1)是由至少两个同心股线层(7，14)扭绞在一起构制而成，并由承载的芳族聚酰胺纤维股线(3，4，5)制成，绳索的使用寿命决定于绳索的负荷，其特征在于至少有两个相邻的同心股线层(7，14)是彼此以相反方向扭绞在一起，以及设有一种在绳索外表面上可见的指示装置(11)以目视检测和指示绳索(1)围绕纵轴(20)转动的位置。
2.根据权利要求1所述的用于鉴定是否需要更换绳索的装置，其特征在于中间护套(9)是构制在相邻同心股线层(7，14)之间，它们是彼此以相反方向扭绞在一起。
3.根据权利要求1或2所述的用于鉴定是否需要更换绳索的装置，其特征在于股线层(7)是扭绞在平行扭绞的绳索核心层上，其扭绞方向相反于该绳索核心层的扭绞方向。
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