CN214661770U - 一种合成材料纤维链条 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种合成材料纤维链条，包括多个首尾相连的独立纤维链环；纤维链环包括弯曲段、直线段和扭转段，两个相连接的独立纤维链环之间通过弯曲段相互连接；纤维链环由同一根合成纤维带按照莫比斯环形状多层缠绕而成；合成纤维带在环绕的过程中每层合成纤维带均在扭转段扭转了180°。本实用新型中通过技术创新设计结构，利用高性能合成纤维制作的合成材料纤维链条是替代金属链条的更新换代产品，在对轻质、高强、柔性、耐腐蚀等特性要求较高的航空、航天、军事等场合具有非常大的实用价值。

Description

一种合成材料纤维链条

技术领域

本实用新型属于连接索具制造技术领域，具体涉及一种合成材料纤维链条。

背景技术

钢质金属材质的链条发明和应用已经有两千年历史，依然广泛在起重、系留、运输等工程行业中用于连接、吊装、捆绑等用途的连接索具中。钢质金属链条的工况特点是只承受拉力，相对于拉杆、钢丝绳等其它类型的连接索具，钢质金属材料链条的最重要优点是：第一、方便调节连接长度，第二、整体结构具有很好柔性。因此，金属链条虽然结构笨重，但是有以上优点依然广泛应用于起重、吊装、系留等工程领域。

原有钢质金属链条主要存在以下几个方面问题：

(1)质量重，一方面是因为钢质链条金属材料本身密度大，另一方面是因为金属材料内部具有各向同性，为了在拉力方向取得较大强度，金属链条在各个方向强度设计的余量都很大，从而导致金属链条相对于钢丝绳、拉杆等受拉件，其单位长度重量较大。

(2)弹性伸长很大，由于钢质链条的单个链环分为弯曲段和直线段，单个链环受拉后弯曲段的弯曲变形远远大于直线段的伸长变形，因此导致钢质链条破断伸长率一般都在15％～20％，远远高于钢丝绳和拉杆。因为弹性伸长很大，因此发生破坏时对人员和设备的危害性很大。一旦突然发生断裂，会产生剧烈回弹，对人员和附近的设备造成的破坏性很大。

(3)不耐腐蚀，在海洋和化工环境中，高盐、雨水、化学品等危害物都容易对钢质金属链条产生微电离化学反应，而导致生锈和腐蚀。即使链条表面涂上防锈漆也容易磨损剥离，因此长期使用需要不定期检测链条尺寸是否满足要求。

(4)易导电，在电力环境下金属链条会导电，人员在使用过程中必须要注意触电。另外在封闭空间易燃易爆环境下拖动钢质金属链条引起摩擦，容易产生电火花会引发起火、爆炸等安全隐患。

(5)噪音大，松弛状态下的钢质金属链条在移动时，链条中各个链环堆叠在一起相互之间产生摩擦，会发出大量的噪声。

(6)运输货物容易产生损伤，钢质金属链条整体柔软，但是单个链环坚硬，运输货物时经常会损伤边缘。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种代替金属链条的合成材料纤维链条。

本实用新型的具体技术方案是一种合成材料纤维链条，其特征在于，所述纤维链条包括多个首尾相连的独立纤维链环；

所述纤维链环包括弯曲段、直线段和扭转段，两个相连接的所述独立纤维链环之间通过所述弯曲段相互连接。

更进一步地，所述纤维链环由同一根合成纤维带按照莫比斯环的形状多层缠绕而成；

所述莫比斯环为所述合成纤维带在环绕的过程中每层所述合成纤维带均在所述扭转段(3)扭转了180°。

更进一步地，所述直线段和扭转段通过高强缝纫线穿透多层固定。

更进一步地，所述纤维链环直线段、弯曲段、扭转段相邻两层之间没有间隙。

更进一步地，所述合成纤维带的起始位置位于所述弯曲段和扭转段相接的多层带的中间层位置；所述合成纤维带的结束位置位于所述直线段的多层带内圈位置。

更进一步地，所述结束位置通过高强缝纫线穿透直线段多层固定。

更进一步地，所述纤维链条中依次相连的4个独立的所述纤维链环中所述扭转段分别朝向4个不同的方向。

更进一步地，所述合成纤维带表面涂覆树脂。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型中合成材料纤维链条质量相比金属链条大幅降低。相同破断载荷下，合成材料纤维链条质量仅为钢质链条的1/3。这是因为相同重量的高强合成材料纤维拉力强度比钢质链条更高。纤维链条的强度利用率虽然不高，但是在相同破断载荷下纤维链条质量相对钢质链条依然可以大幅降低。质量轻对操作人员意味着更高的效率和更小的劳动强度，意义重大。

本实用新型中合成材料纤维链条继承了钢质金属链条在索具方面的能够方便调节长度的使用特点。当需要指定的连接长度时，使用挂钩等索具直接与拉紧长度下的某个纤维链环相连接。

本实用新型中合成材料纤维链条安全性较金属链条更好。提高了人员和设备的使用安全性。金属是刚性的，合成材料纤维是柔性的，即使突然断裂失效而发生回弹，合成材料纤维链条对人员和设备的危害小得多。同时，合成材料纤维链条内部部分积蓄的弹性势能在断裂时会转换为热量，回弹势能较小。由于纤维链条柔软，对人员和设备的接触更友好，不易损伤人员和设备边缘。

本实用新型中合成材料纤维链条具有不导电的特点。纤维链条在电力环境下是安全的绝缘体，拖动等使用过程中不会产生电火花，可以应用于以前不能使用金属链条的电力空间环境里。

本实用新型中合成材料纤维链条具有耐腐蚀的特点。合成材料纤维链条在酸碱盐环境下的耐腐蚀性远远超过金属材料链条。

附图说明

图1为本实用新型一种合成材料纤维链条的结构示意图；

图2为本实用新型一种合成材料纤维链条中纤维链环分段的结构示意图。

其中，1-直线段、2-弯曲段和3-扭转段。

具体实施方式

下面结合说明书附图1-2对本实用新型的具体技术方案作进一步地描述。

如附图1所示，一种合成材料纤维链条包括多个首尾相连的独立纤维链环；每个纤维链环结构都有弯曲段2、直线段1和扭转段3，两个相连接的链环之间都是通过弯曲段2相互连接在一起。

在一种实施方式中，合成材料纤维链条中依次相连的4个独立纤维链环的扭转段3分别朝向4个不同的方向，使合成材料纤维链条受力更加均匀。

如附图2所示，单个纤维链环结构由同一根合成纤维带按照特殊形状多层缠绕而成，多层缠绕的特殊形状为莫比斯(MOBIS)环形状，莫比斯 (MOBIS)环是同一根合成纤维带在环绕每一圈的过程中在扭转段3处的平面扭转了180°。因此，单个链环具有两个弯曲段2、一个扭转段3、一个直线段1。

单个纤维链环的同一根合成纤维带在多层扭转缠绕过程中，需要施加拉力方向预紧力，保证每层纤维带层叠叠加在一起的时候，相邻两层之间没有间隙。这样有利于每层纤维带受力均衡，从而提升整体纤维链环结构的受拉强度。

单个纤维链环的同一根合成纤维带的起始位置位于多层缠绕的弯曲段 2和扭转段3相连接的纤维带中间层位置，在缠绕过程中后续纤维带层在起始位置的纤维带层上下不断的增厚。单个纤维链环的同一根合成纤维带的结束位置设计位于直线段1多层带的内圈位置。因此，该直线段1的层叠层数比一个弯曲段2和扭转段3多了一层。

在保证预张拉的情况下，单个纤维链环的同一根合成纤维带的结束位置在纤维链环直线段1的固定是通过高强缝纫线穿透多层固定，虽然缝制会降低纤维带强度，但是合理的缝制形式会最大限度的保证纤维链环结构的稳定性。同时，对纤维链环的扭转段3也需要通过高强缝纫线穿透多层固定；纤维链环的弯曲段2不需要进行缝制。

缝制时需要分别将平直段和扭曲段错位变形后压紧平放在缝制台上。缝制需要穿透多层带，对缝制的要求较高。缝制时需要采用特殊缝制线，按照一定缝制速度，分别采用不同缝制长度、缝制宽度、结构形式，在单个纤维链环的平直段和扭曲段开展缝制。缝制后对缝制质量检验，对纤维链环开展破断拉力试验发生破坏的位置不能出现在缝制位置，否则就是缝制质量不合格。

纤维链条由多个纤维链环首尾连接而成，完成首个纤维链环后，制作下一个连接纤维链环时，在张紧力条件下使用一根合成纤维带穿过已有的纤维链环内圈，然后单带在环绕每一圈的过程中在纤维带一段平面扭转了 180°，在每叠加一层时需要穿过前一个链环的内圈，直到叠加到需要的层数，在缝制固定时也需要避让已有的纤维链环。按照上述程序依次制作新的纤维链环，形成一根纤维链条。

纤维带结构分为经线和纬线，在织机架上将多根连续无断点长丝纤维按照一定捻距和预紧张力导出到编织机上，在编织机上按照纤维带的经线和纬线结构进行编织，经线和纬线编织紧密没有间隙。预编织后，为了提高整体结构稳定性，对纤维带表面涂上树脂后压制成型。在热处理设备上对纤维带进行上色和多次热处理反复牵伸。制成后的纤维带必须经过强力检测达到需要强度。制成后纤维带捻距保证一致。纤维带按照指定长度截断，要求带头经过处理，保证端面整齐一致。

本实用新型目的是设计和制造一种合成材料纤维链条来替代金属链条。随着高性能合成材料纤维技术的快速发展，新型合成纤维材料相对于金属材料具有轻质、高强、耐腐蚀等优异特性，尤其由于新型合成材料纤维在单位重量上拉力比值(比强度)远远高出金属材料，因此引发了对轻量化要求较高的航空、航天、军事等行业在纤维材料替代金属材料的大变革。通过技术创新设计结构，利用高性能合成纤维制作的合成材料纤维链条是替代金属链条的更新换代产品。在对轻质、高强、柔性、耐腐蚀等特性要求较高的航空、航天、军事等场合具有非常大的实用价值。

虽然本实用新型已经以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (8)

1.一种合成材料纤维链条，其特征在于，所述纤维链条包括多个首尾相连的独立纤维链环；

所述纤维链环包括弯曲段(2)、直线段(1)和扭转段(3)，两个相连接的所述独立纤维链环之间通过所述弯曲段(2)相互连接。

2.根据权利要求1所述纤维链条，其特征在于，所述纤维链环由同一根合成纤维带按照莫比斯环的形状多层缠绕而成；

所述莫比斯环为所述合成纤维带在环绕的过程中每层所述合成纤维带均在所述扭转段(3)扭转了180°。

3.根据权利要求1所述纤维链条，其特征在于，所述直线段(1)和扭转段(3)通过高强缝纫线穿透多层固定。

4.根据权利要求1所述纤维链条，其特征在于，所述纤维链环直线段(1)、弯曲段(2)、扭转段(3)相邻两层之间没有间隙。

5.根据权利要求2所述纤维链条，其特征在于，所述合成纤维带的起始位置位于所述弯曲段(2)和扭转段(3)相接的多层带的中间层位置；所述合成纤维带的结束位置位于所述直线段(1)的多层带内圈位置。

6.根据权利要求5所述纤维链条，其特征在于，所述结束位置通过高强缝纫线穿透直线段(1)多层固定。

7.根据权利要求2所述纤维链条，其特征在于，所述纤维链条中依次相连的4个独立的所述纤维链环中所述扭转段(3)分别朝向4个不同的方向。

8.根据权利要求2所述纤维链条，其特征在于，所述合成纤维带表面涂覆树脂。

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