CN1130487C - 由绳轮驱动的合成纤维绳索 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种合成纤维对绞绳索(30)，所述绳索被绳索驱动轮驱动并对负荷承载，包括一对扭转方向分别为S、Z向的绳索(14、15)，两根绳索以预定的间隔相互平行设置，和一绳索护套，所述绳索护套环围两根绳索并与绳索粘合在一起，从而可以避免当承载绳索在驱动轮上运行时承载绳索的旋转。

Description

由绳轮驱动的合成纤维绳索

技术领域

本发明涉及一种合成纤维对绞绳索，所述对绞绳索被绳轮驱动并对负荷进行承载。

背景技术

在材料处理技术中，特别是在升降梯上、在起重机结构中、以及在露天矿井中，移动绳索是一个很重要的机械元件，得到大量的使用。一个特别复杂的方面是比如当驱动绳索使用在升降梯结构中时驱动绳索的负载。

在常规的升降梯设备中，在升降梯提升井中运动的轿厢的轿厢吊索和平衡重通过几根钢丝绳连接在一起。为了升高和下降轿厢和平衡重，绳索在由驱动电机驱动的牵引滑轮上运行。驱动扭矩通过摩擦力传送到在任何时刻处于一定卷绕角度的绳索部分上。此处，绳索受到拉力、弯曲力、压力和扭转力。通过在绳轮上弯曲导致的相对运动在绳索结构产生影响绳索磨损的摩擦力，磨损程度取决于润滑剂的浓度。基于绳索结构、弯曲半径、槽纹剖面和安全系数，引起的主应力和次应力对绳索的状态有不良的影响。

在升降梯设备中，应考虑到要求质量要尽可能小，以降低能量，还应考虑到强度要求。高强度合成纤维绳索，比如芳族聚酰胺或具有高定向分子链的芳族聚酰胺，可比钢丝绳更好地满足这些要求。

与具有相同横截面和相同提升能力的常规钢丝绳相比较，芳族聚酰胺纤维结构绳索的单位绳索重量仅为其四分之一至五分之一。与钢丝绳相比较，芳族聚酰胺由于其分子链均匀排列成直线，相对于其纵向负荷能力，其横向强度较小。

由于这个原因，为了使芳族聚酰胺在经过牵引滑轮时承受的横向应力最小，EP 0 672 781 A1建议了一种适于平行放置的芳族聚酰胺纤维多股绳索作为驱动绳索。众所周知，芳族聚酰胺绳索在使用寿命、高耐磨性和相反弯曲应力下的抗疲劳强度方面都很令人满意；但是，在芳族聚酰胺绳索平行放置的不利条件下，绳索可能会局部开卷，这会永久性的损害绳索结构的原始平衡性。这种开卷首先是由于绳索纵向轴周围的内部扭矩导致的，基于绳索上的负荷产生绳索的开卷，其次是由于外部导致的偏转引起的，例如在绳轮上运行的绳索不成直线。在这种情况下，对凹槽侧面上的的绳索进行拖拉导致绳索的结构进一步变化。该开卷使绳股的表面层长度过长，绳股在一个方向上或在基于滚动方向的其它方向上永久错位。人们很不愿意这种情况发生，因为将会永久削弱芳族聚酰胺绳索的性能。

发明内容

本发明的目的是避免已知的合成纤维绳索的缺点，并提出了一种合成纤维绳索，其结构可以抵消扭转。

实现本发明目的的技术方案是：

一种合成纤维对绞绳索，所述绳索被被绳索轮驱动并对负荷承载，包括：

一对承载绳索，每根承载绳索由预定数量的绳股构成，每个所述绳股由多根具有抗拉性能的合成纤维构成，每根所述绳索具有一个作为芯股的所述绳股，一第一层绳股围绕所述芯股和一第二层所述绳股围绕所述第一层绳股；

所述承载绳索的第一承载绳索具有在一扭转方向上被扭绞的所述绳股和在与扭转方向相反的扭转方向被扭绞的所述绳股的所述纤维；

所述承载绳索的第二承载绳索具有与在第一承载绳索扭转方向相反的扭转方向被扭绞的所述绳股和在扭转方向被扭绞的所述绳股的所述纤维，所述第二承载绳索以预定的间隔平行于第一承载绳索；和

一绳索护套，所述绳索护套环围所述第一和第二绳索，所述绳索护套由一种与所述合成纤维绳索粘合在一起的材料构成，以避免当承载绳索在驱动轮上运行时承载绳索的旋转。

根据本发明的进一步的设计，每根所述绳索具有一个具有较大直径的所述绳股的芯股，一第一层具有中等直径的绳股环围所述具有较大直径的芯股和一第二层具有较小直径的绳股环围所述具有中等直径的绳股。

在根据本发明的双绳索中，形成在两个芳族聚酰胺绳索之上的绳轮用作扭矩抵消器。该芳族聚酰胺绳索最好具有相同的绳索结构，当它们放置的方向互为映象，即，一个绳索在右侧，而另一个绳索在左侧。这可确保，在拉力下产生于纵向绳索轴周围的相反扭矩在经过绳轮时可通过扭矩抵消器相互补偿，使得右侧和左侧芳族聚酰胺伸缩在负载下引起的扭矩的总和为零。当绳索经过牵引滑轮上时作用在绳索上的外部扭矩可由装有护套的双绳索的外轮廓抵消。以前为圆形的绳索现在为椭圆形，最好是，芳族聚酰胺绳索的宽度是厚度的两倍。

如果给出双绳索的整体作用，意味着扭矩总和的抵消，那么双绳索中的每一绳索的绳索结构可以彼此不同。

在比如两层平行放置的情况下，如果一层绳股的绳股纤维的扭转方向与另一层绳股的绳股纤维的扭转方向相反，那么可以增加平行放置的绳股的使用寿命。

附图说明

下面将参考附图所示的实施例详细描述本发明。附图中示出：

图1是一个升降梯设备的示意图，其具有一个轿厢，该轿厢通过本发明的合成纤维绳索连接在平衡重上；

图2是本发明的双绳索的第一实施例的透视图；

图3是本发明的第二实施例的横剖面图。

具体实施方式

根据图1，在提升井1中运动的轿厢2悬挂在几根(此处为3根)本发明的合成纤维负重双绳索3上，双绳索3越过与驱动电机4相连的牵引滑轮5上面。在轿厢2上的是绳索端接头6，绳索上的一端固定在其上。每根双绳索3的另一端以同样的方式固定在平衡重7上，平衡重也在提升井1中运动。补偿绳索9的一端以类似的方式固定在轿厢2的下侧，补偿绳索9从轿厢2的下侧被导引在换向器滑轮11上，换向器滑轮11位于提升井地板10上，其直接对准固定轿厢地板的点的下面，并且，补偿绳索9还被导引在相邻的换向器滑轮12上，换向器滑轮12也安装在提升井地板10上，与平衡重7成一条直线，补偿绳索9连接在平衡重7的下侧。在轿厢2和平衡重7之间的整个长度上，补偿绳索9通过重力或如此所示的滑轮12保持拉紧状态。此处，一个锚定在提升井墙壁上的的拉簧13在朝这提升井墙壁的方向上拉换向器滑轮12，从而保持补偿绳索9拉紧。不用拉簧，换向器滑轮可装有一个合适的连接装置，以便在补偿绳索上施加拉力。

与图1所示的升降梯设备相对照，由于使用单位绳索重量较小的阿拉米德双绳索，可减少补偿绳索的数量，或者甚至不再需要补偿绳索。与普通的钢丝绳相比较，具有相同尺寸的阿拉米德绳索有更高的极限运行高度和/或更大的许用负载极限。

牵引滑轮5具有三个彼此靠近的双凹槽8，每个双凹槽用于一个本发明的双绳索3，下面将进一步描述。到目前为止，升降梯设备中的牵引滑轮通常具有2-12个凹槽；相应的，当使用本发明的双绳索3时，该牵引滑轮可设置1-6个双凹槽8。

不使用图1中所示的牵引驱动升降梯的布置，驱动器4、5既可安装在提升井地板10上，也可安装在轿厢2和平衡重7下面的升降梯提升井1下部的提升井墙壁上。换向器滑轮11、12，或仅有一个换向器滑轮将锚定在提升井的上端。补偿绳索9将基本上取代本发明的双绳索3的负载承受功能，升高和下降轿厢2和平衡重7。

图2详细示出了双绳索3。该双绳索3由两个彼此平行并间隔一定距离的合成纤维绳索14、15构成，这两个绳索14、15彼此相对固定定位，尤其是可防止扭转，通过包围它们的绳索护套17可把这两个绳索14、15混合在一起形成本发明的双绳索。绳索14、15是由两步放置绳股制造的扭转绳索，在第二步中，绳股20、21、22、23、24的两层25、26、27、28放置在一起。根据本发明，两个合成纤维绳索14、15的扭转方向S、Z彼此不同，其中S表示左侧方向扭转，Z表示右侧方向扭转。

在绳索14中，具有扭转S的阿拉米德纤维的绳线与具有扭转Z的绳股22、24放置在一起。在第一层绳股26中，五个具有扭转Z的绳股22放置在具有扭转S的一个芯绳股20的周围。平行于这五个绳股22，放置五个具有扭转Z的直径更大的绳股24，以形成第二层绳股28。它们一起形成一个扭转的两层绳股的绳索，即具有扭转S的绳索14。

绳索15的结构与绳索14的结构相同，不同之处在于扭转S、Z的方向相反。因此，在绳索15中，具有扭转Z的合成纤维绳线扭转进具有扭转S的绳股21、23中。这些具有扭转S的绳股21、23放置成两层25、27，以形成具有扭转Z的绳索15。

在第二层绳股27中，直径更大的绳股23位于承载它们的第一层绳股25的空洞中，而五个绳股21位于承载它们的第一层绳股25的最高点上，从而填满相邻的直径更大的绳股23之间的间隙。以此方式，两层平行设置的绳索14、15几乎为圆柱形外部形状。

绳股21、23、22、24放置在一起，在纤维和绳股的放置长度之间具有平衡的关系，阿拉米德纤维绳线可放置成与绳股21、23、22、24相同的或图1所示的实施例中所描述的相反的扭转方向，它们属于层25、27、26、28。扭转方向相同可使双绳索3在无负载状态下附着的更好。如果第一层绳股25、26的绳线的扭转方向被选择为与第二层绳股27、28的绳股21、23的扭转方向相反，可增加其使用寿命，反之亦然。

扭转S和Z的方向，即，在绳索14、15中的一个绳股21、22、23、24和多个绳股21、22、23、24的绳线的阿拉米德纤维节距的螺旋方向被定义为，具有扭转S的绳线和/或绳股22、24都放置在一个方向上，使得它们顺着字母S的中段螺旋；由此定义为“扭转S”。对于扭转Z的放置，情况正好相反，将被放置的绳股21、23都紧挨着在字母Z的中段方向上均匀一致地螺旋，因此，这种放置被定义为“扭转Z”。

如上所述，用于双绳索3的绳股20、21、22、23是由阿拉米德纤维绳线扭转而成。为了保护纤维，每个阿拉米德纤维绳线以及绳股20、21、22、23、24、35、36、37本身将用浸泡物质进行处理，比如用聚胺酯、聚烯烃或聚氯乙烯。基于所需的抗弯性能，浸泡的比例可在10-60％之间。

绳索14、15的整个外周由诸如橡胶、聚胺酯、聚氯乙烯或聚酰胺之类的塑料材料的绳索护套17包围。无论什么类型的弹性变形材料都被喷射或挤压在绳索14和15上，然后，对它们进行压缩。于是，绳索护套材料从外部渗入外周上的绳股22、24之间的所有缝隙中并填充这些缝隙。绳索护套17和绳索14、15之间的结合是如此的牢固以致于绳索14、15的绳股22、24和绳索护套17之间仅有轻微的相对运动；此外，在本发明的两个绳索14、15上一体形成的绳索护套17用作跨接两个规则放置的绳索14、15之间的间隙的连接部分18，其作用是一个扭矩桥，可以消除在绳索14、15上相反方向的扭矩，这些扭矩是在双绳索3受到纵向负载时由于绳索结构而引起的，从而在本发明的双绳索3的整个横截面上，所有左侧绳股和所有右侧绳股上的扭矩的总和为零。

双绳索3的绳索护套17的外部形状为哑铃形，其可以更好地传递力，固定摩擦系数的值大于0.18，凹槽侧面具有支撑效果，可以进一步增加使用寿命。该双绳索也可以用在圆柱形、椭圆形、凹面形、矩形或楔形凹槽上。双绳索30的外部形状也适于此目的。例如，沿绳索的长度形成的一个凸缘具有一个互补形状的凹槽，以便真正地使双绳索可在绳索牵引滑轮上运行。

在图3所示的第二实施例中，双绳索30包括以扭转S、Z的相反方向扭转的两个绳索31、32，其凭借普通的绳索护套33可彼此平行并间隔一定距离固定而不转动。除了绳索31、32的扭转S、Z的方向不同外，双绳索30被制成相对于绳索护套33的纵向轴对称。

绳索31、32各包括三组直径不同的绳股35、36、37。在双绳索30的所有的绳股35、36、37中的绳线的数目是相同的，并且取决于将被制造的绳索31、32的需要的直径。在该实施例的绳索31中，三个具有扭转Z的绳股35被放置在具有扭转S的绳芯中。在该绳芯周围，另外三个绳股36被平行放置，并紧紧挨着绳芯的外轮廓。最后，在绳索31的外周上的放置在一起的绳股35、36之间的缝隙中填充有三组绳股37。这些绳股37也平行放置并沿绳索31螺旋。绳索32的结构与绳索31的结构不同之处仅在于阿拉米德绳线和绳股的扭转S、Z的方向相反。

在该实施例中，绳索护套33被形成为偏平状并包围绳索14、15的所有侧面，双绳索30的宽度基本上大于其厚度。为了产生需要的摩擦系数，整个绳索护套33上或者在连接部分的局部区域涂有合适的材料。作为一个替代，另外，为了产生需要的摩擦系数，可适当选择牵引滑轮凹槽衬垫的材料。

                         附图标记对照表1 提升井2 轿厢3 双绳索4 驱动电机5 牵引滑轮6 绳索端接头7 平衡重8 双凹槽9 补偿绳索10提升井地板11换向器滑轮12换向器滑轮13拉簧14具有扭转S的绳索15具有扭转Z的绳索16绳索的纵向轴17绳索护套18连接部分19绳索之间的距离20芯绳股21绳股，扭转S22绳股，扭转Z23绳股，扭转S24绳股，扭转Z25绳股的第一层，扭转Z26绳股的第一层，扭转S27绳股的第二层，扭转Z28绳股的第二层，扭转S29绳索之间的距离30双绳索31绳索32绳索33绳索护套34绳索的纵向轴35绳股36绳股，厚37绳股，薄

Claims (7)

1.一种合成纤维对绞绳索，所述绳索被绳索轮驱动并对负荷承载，包括：

一对承载绳索，每根承载绳索由预定数量的绳股构成，每个所述绳股由多根具有抗拉性能的合成纤维构成，每根所述绳索具有一个作为芯股的所述绳股，一第一层绳股围绕所述芯股和一第二层所述绳股围绕所述第一层绳股；

所述承载绳索的第一承载绳索具有在一扭转方向S上被扭绞的所述绳股和在与扭转方向S相反的扭转方向Z被扭绞的所述绳股的所述纤维；

所述承载绳索的第二承载绳索具有与在第一承载绳索扭转方向S相反的扭转方向Z被扭绞的所述绳股和在扭转方向S被扭绞的所述绳股的所述纤维，所述第二承载绳索以预定的间隔平行于第一承载绳索；和

一绳索护套，所述绳索护套环围所述第一和第二绳索，所述绳索护套由一种与所述合成纤维绳索粘合在一起的材料构成，以避免当承载绳索在驱动轮上运行时承载绳索的旋转。

2.按照权利要求1所述的对绞绳索，其中每根所述绳索具有一个具有较大直径的所述绳股的芯股，一第一层具有中等直径的绳股环围所述具有较大直径的芯股和一第二层具有较小直径的绳股环围所述具有中等直径的绳股。

3.按照权利要求1或2所述的对绞绳索，其中所述第一和第二绳索与所述绳索护套的纵轴具有相同的间隔。

4.按照权利要求1或2所述的对绞绳索，其中所述纤维是相互平行的芳基酰胺纤维。

5.按照权利要求1或2所述的对绞绳索，其中所述绳索护套为哑铃形状，具有在所述第一和第二绳索之间伸展的连接带。

6.按照权利要求1或2所述的对绞绳索，其中所述绳索护套具有一对相对的扁平侧。

7.按照权利要求1或2所述的对绞绳索，其中所述绳索护套一体构成。

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