KR0124043B1 - 와이어로프 중심 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반용 와이어로프의 중심에 관한 것이다.

종래의 경우 와이어로프의 기본구성중 섬유중심은 천연섬유 혹은 표면이 매끄러운 합성섬유 소심으로 이루어져 있어서 윤활유에 해당하는 그리스(Grease)가 지속적으로 잔류 유지되어 있지 않은 관계로 윤활성이 낮았을 뿐만 아니라 로프사용시 생기게 되는 외부스트랜드의 압력에 취약한 결점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 합성섬유로 되는 소심의 전면에 걸쳐 우수한 요철을 형성하여 로프의 중심을 형성함으로써, 천연섬유 및 기존 합성섬유 소심의 장점을 채택한바, 그리스의 부착성 및 잔존율을 증대시켜 보다 양호한 윤활작용과 방청성을 제공토록 하고 더불어 외압에 대한 내구성을 향상시킨 것이다.

Description

와이어로프 중심

제1도는 본 발명을 설명하기 위한 와이어로프의 기본 구성도를 보여주는 사시도.

제2도는 종래의 합성섬유재로 된 와이어로프 중심을 구성하는 단위 섬유심의 확대도.

제3도는 본 발명에 의한 합성섬유재로 된 와이어로프 중심을 구성하는 단위 섬유심의 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 단위스트랜드 B : 단위소선

IC : 중심스트랜드 C : 중심

OA : 외부스트랜드 IB : 내충소선

OB : 외충소선 PC : 합성섬유 소심

R : 로프

본 발명은 기계, 건설, 선박, 어업, 임업, 광업, 공중케이블, 엘리베이터 등에 사용하는 일반용 와이어로프에 관한 것으로, 특히, 와이어로프를 이루고 있는 각 스트랜드간에 윤활 작용을 지속적으로 유지시킴과 내피로치를 증대시킨 내구성 있는 와이어로프의 중심에 관한 것이다.

와이어로프를 이루고 있는 기본구성은 도면 제1도에 도시된 바와 같은 구조를 지니게 되는 것으로서 일반구조에 대해 설명하기로 한다. 와이어로프(R)는 단위소선(B) 가닥 다수가 꼬임된 단위스트랜드(A) 다수개가 연선되어진 구조로서, 중심(C) 외곽으로 단층 내지 복수층으로 다수개의 외부 트랜드(OA)를 포위되게 연선하여 와이어로프를 구성하게 된다.

또한, 와이어로프(R)를 구성하는 각 단위스트랜드(A)는 내충소선(IB) 외곽으로 다수가닥의 외충소선(OB)이 포위되게 소정의 피치로 연선되어진 구조를 지니며, 꼬임의 방향과 피치 및 동원되는 단위스트랜드 수와 꼬임층수 등의 조건에 따라 규격표시로 구별된다.

앞서, 설명된 바와 같이 와이어로프는 단위스트랜드(A) 다수개가 중심(C) 외곽으로 포위되게 꼬여 구성된다.

그림 1에서와 같이 와이어로프에 축방향으로 하중(F)이 가해지면 이 하중은 스트랜드 접선방향과 중심방향으로 분해된다. 스트랜드 접선방향으로 분해되는 힘(F1)은 와이어로프를 형성한 꼬인 상태의 스트랜드를 풀리게 하려는 힘이 되고 중심방향으로 분해되는 힘(F2)은 각 스트랜드로 하여금 중심에 대하여 압착하는 힘이 되게 한다.

[그림 1]

이에 따라 와이어로프(R)가 고강도 요구조건에서 장시간 사용되면 중심방향으로 분해되는 힘(F2)에 의해 외부스트랜드(OA)가 중심(C)을 압착하여 중심의 형태 붕괴가 유발된다. 이와 같은 기본구조를 지니는 와이어로프는 고강도 하중하에서 장시간 사용함에도 내구성을 유지해야 하는 요구조건을 갖는다.

와이어로프의 중심(C)은 도면 제1도에서와 같은 와이어로프(R)의 기본 구조를 유지하면서 사용중 외부 스트랜드(OA)에 그리스(Grease)를 공급하여 외부환경으로부터의 내식성을 유지함과, 윤활성을 부여하는바 중심의 재질로서 천연섬유 또는 합성섬유가 사용된다.

천연섬유 소심으로 된 중심을 사용하는 경우에는 중심에 그리스(Grease)를 흡유시켰을 때 그리스에 대한 함침률이 양호하여 연선된 외부스트랜드에 대해 지속적으로 그리스를 공급하여 장시간 윤활성이 양호하나, 가혹조건에서 사용되면 외부스트랜드(OA)의 압력에 의해 일정형상을 유지하지 못하고 쉽게 변형되어 와이어로프의 형태유지에서 취약함이 있는 결점이 있다.

한편, 합성섬유 소심(PC)으로 된 중심을 사용하는 경우에는 상기 천연섬유 소심으로 된 중심보다 그리스 함침률이 낮아 외부스트랜드에 대한 방청성 및 윤활성이 낮은 반면에 천연섬유와 비교할 때 강성이 높은 특성을 지녀 장시간 사용중 외부스트랜드의 압력에 대한 형상유지 능력면에서 유리하다.

상기에서와 같이 와이어로프의 중심으로서 요구되는 여러 조건중에서 각 단위트랜드(A)에 그리스를 지속적으로 공급하는 윤활기능과, 단위스트랜드의 외압에 견디는 내구성 증대를 위한 기술개발이 계속되고 있으나 그 한계가 있었다.

따라서 본 발명에서는 상기 종래의 와이어로프 구조에서 문제점으로 대두되고 있는 각 단위스트랜드의 지속적인 윤활작용과 내구성 증대를 가져올 수 있는 중심을 개발하게 된 것으로서 그 구성 및 실시예에 의한 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

와이어로프 중심은 수요자가 특별히 지정하지 않는 한 보통 3개의 중심스트랜드(IC)가 일정피치 간격으로 연선된다. 종래의 중심스트랜드는 필름(Film) 형태로 압출된 합성섬유 재질을 꼬아서 만든 소심(PC) 다수개가 연선된 구조였는바, 본 발명에서는 합성섬유 재질을 필름 형태로 압출, 꼬는 대신에 일정 폭, 두께의 밴드(band) 형태로 압출한 후 그 표면에 일정 깊이로 요철을 형성하였다. 즉 표면에 요철(EM)이 형성된 일정두께의 합성섬유 소심(PC)을 꼬아서 중심스트랜드(IC)를 만들고 다수의 중심스트랜드를 일정피치 간격으로 연선하면 본 발명의 와이어로프 중심이 된다. 본 발명의 중심을 구성하는 일정두께의 표면요철 소심은 종래의 필름 형태로 압출되어 꼬인 소심에 비해 2배 이상의 강성을 지닌다. 또한 본 발명의 표면요철 중심은 종래의 표면이 매끈한 중심보다 5-10% 높은 수준의 단위중량을 갖는다.

따라서 높은 강성을 갖는 표면요철 소심으로 구성된 본 발명품 중심이 단위중량에서도 종래의 표면이 매끈한 중심보다 무거운바 와이어로프 중심으로서 외부스트랜드에 대한 지지능력이 뛰어 남은 주지의 사실이다. 다시 말하면, 표면에 요철(EM)이 형성된 일정두께의 합성섬유 소심(PC)을 꼬은 중심스트랜드(IC)를 연선한(꼬임) 중심(C)이 당해 중심외곽으로 포위되게 연선되는 외부스트랜드(OA)에 대한 지지능력이 뛰어나 와이어로프(R)의 형태유지 측면에서 우수한 특성을 지닌다. 여기서 합성섬유는 중심 제조공정 및 와이어로프 현장 사용조건을 감안하여 열가소성 수지계통에서 적정 재질을 선택한다. 즉 기본적으로 용이한 성형성을 지님이 바람직하고 인장강도와 내열성이 우수해야 함은 물론 내마모성이 뛰어나고 충격강도가 높아야 한다. 또한, 상기 단위소심(PC)에 형성되는 우수한 요철(EM)은 그 형상을 원형, 사각형 및 기타의 형상으로 할 수 있으며 각형상으로 할 경우 마찰력을 더욱 증대시킬 수 있다.

이상과 같이 구성되어진 본 발명의 작용효과를 그 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

본 발명의 와이어로프를 구성하는 중심으로서 표면에 요철(EM)이 형성된 일정두께의 소심으로 꼬임된 중심(도면 제3도)과 종래의 표면이 매끄러운 필름 형상의 소심(PC)으로 꼬임된 중심(도면 제2도) 즉, 표면의 상태가 다른 두 종류의 합성섬유 중심에 대한 시험을 통해 로프 윤활작용 및 방청성 유지를 위해 사용되는 그리스(Grease)와의 부착성 및 박리성 차이를 확인했다.

·시험조건 : 용해된 그리스(규격 DX-11, 온도 120℃)에 2분 동안 침적시킨 후 염수용액에서 일정시간 탈유경과 후 잔존하는 그리스량 측정

표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 동일시험조건에서 본 발명품과 종래품의 그리스 부착률 비교에 있어서 본 발명품이 종래품 보다 1.4∼1.5배(=20%/14%∼18%/12%) 가량 높게 나타남이 확인되었다.

또한 본 발명품과 종래품에 대해 와이어로프 사용 현장과 유사한 분위기에서 그리스(Grease) 박리성을 동일조건으로 시험 실시한 바 표 2와 같은 결과를 확인할 수 있었다.

·시험조건 : 동일량의 그리스를 도포시켜 5% 염수용액에 1500시간 침적시킨후 드라이오븐(DRY OVEN)에서 60℃, 24시간 동안 건조후 중량을 체크하여 그리스 잔존비율을 산출한 것임.

표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명품이 종래품보다 그리스 잔존비율이 25%(=65%-40%) 높은 것으로 나타났다.

상기한 바와 같이 와이어로프를 구성하는 중심으로서 표면이 매끄러운 합성섬유 소심으로 된 종래품(도면 제2도 소선구조)과, 표면요철이 형성된 합성섬유 소심으로 된 본 발명품(도면 제3도 소선구도)을 와이어 로프를 구성하는 중심으로 각각 이용할 때, 그리스(Grease)의 부착성(점착성) 및 박리성(잔존율)이 표 1, 표 2에서 확인되는 바와 같이 본 발명품의 경우 종래품보다 그리스에 대한 악조건상황(염수용액분위기)에서도 외부스트랜드에 미치는 윤활작용 및 방청성이 훨씬 우수한 것으로 판단할 수 있다. 이러한, 그리스에 대한 부착성 및 잔존비율이 높은 본 발명품을 와이어로프의 중심으로 이용했을 때, 각 단위 스트랜드에 지속적인 그리스의 공급으로 윤활작용과 방청성에서 우수함을 기대할 수 있게 된 것이다.

[실시예 2]

본 발명에 의한 표면요철 형상의 합성섬유를 중심으로 이용한 와이어로프와, 종래품에 해당하는 표면이 매끈한 합성섬유 중심의 와이어로프를 동일조건으로 제조하여 피로시험한 결과 표 3과 같이 나타났다.

상기 표 3의 피로시험내역은 다음과 같다.

※ 피로시험기명 : LONG-CYCLE ALTERNATING BENDING TESTING MACHINE FOR WIREROPES(독일 FORM+TEST SEIDNER사 제품)

(1) 해당시료

(2) 시험조건

※ 종래품 로프는 표면이 매끄러운 합성섬유 중심을 사용한 상기 구조.

※ 본 발명품 로프는 표면요철형상의 합성섬유 중심을 사용한 상기 구조.

이상의 피로시험 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명품에 의한 와이어로프가 종래의 와이어로프보다 피로시험치 비교에서 46%{(275000-188000)÷188000×100} 상승됨을 확인할 수 있었다.

[실시예 3]

상기 실시예 2에서 본 발명에 의한 로프(표면요철 PP 중심이 채용된 것)와 종래 로프(표면매끄러운 PP중심이 채용된 것)의 피로시험후 로프의 중심에 잔존하는 그리스(Grease)량을 체크한 결과 표 4와 같이 나타났다.

상기 표 4에서 확인되는 바와 같이 각 단위스트랜드(중심 외곽에 층상으로 연선되는 외부스트랜드)에 대해 그리스(Grease)가 중심에 지속적으로 잔류하면서 윤활작용 및 방청성을 부여하는 정도에 해당하는 중심의 그리스 부착성(잔존율)이 본 발명품의 경우 종래품보다 2.4∼3.3배(=12%/15%∼10%/3%) 가량 높게 나타나므로서 결국 실시예 2에서와 같이 피로치 상승 역할을 하는 것이다.

본 발명의 특징은 상기 실시예 1, 2, 3에서 언급한 바와 같이 단위스트랜드의 윤활작용 및 방청성 부여를 증대시키기 위해 표면요철(EM)이 형성된 합성섬유 재질을 중심(C)으로 채용하므로서 그리스에 대한 부착률(잔존율)을 증대시켰고, 또한, 로프사용중 외압에 의한 내구성을 증대시켜 로프로 하여금 수명연장 효과를 갖게 한 것이다. 최근에 와이어로프가 취부되는 각종 설비의 고도화, 대형화 추세에 맞춰 종래 구조의 와이어로프를 이용하기 위해서는 사용처의 높은 절단하중 규격에 맞는 스트랜드경을 크게 한 것을 이용하거나, 혹은 로프경을 유지하면서 잘단하중을 증대시킬 수 있도록 보다 고강도의 외부스트랜드를 이용해야 되지만 그 변화는 로프사양에 맞는 적정 중심을 선정해야 하는 문제가 있었는바 본 발명에서는 보다 강화된 외부스트랜드에 대응할 수 있는 중심을 개발하여 문제점 해결을 가져오게 된 것이다. 즉 본 발명품인 와이어로프 중심은 내구성이 뛰어나 고강도의 외층스트랜드를 지지할 수 있으며 표면요철 현상으로 인해 그리스 함유능력이 뛰어나고 외층스트랜드에 대한 지속적인 윤활작용으로 내식성이 증대되어 가혹조건의 환경에서도 수명연장 효과를 가져오게 된것이다.

Claims (5)

1. 외부스트랜드(OA)가 포위되게 층상으로 연선되는 중심부에 위치하여 합성섬유재질의 소심으로 꼬임형성되는 와이어로프 중심에 있어서, 상기 중심은 전면에 걸쳐 요철이 무수히 형성된 일중두께의 단위소심(PC)으로 중심스트랜드(IC)를 꼬은 후 2개 이상의 스트랜드가 일정피치 간격으로 연선되어 있는 것을 특징으로 하는 와이어로프 중심.
2. 제1항에 있어서, 중심(C)를 구성하는 단위소심(PC)은 열가소성 수지계통(폴리에틸렌 : Polyethylene, 폴리프로필렌 : Polypropylene, 폴리에틸렌+폴리프로필렌 등)의 소재로 된 것을 특징으로 하는 와이어로프 중심.
3. 제1항에 있어서, 상기 단위소심에 형성된 요철은 사각형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 와이어로프 중심.
4. 제1항에 있어서, 상기 단위소심에 형성된 요철은 원형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 와이어로프 중심.
5. 제1항에 있어서, 상기 단위소심에 형성된 요철은 삼각돌기형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 와이어로프 중심.