KR100291465B1 - 자기도유 특성이 우수한 와이어 로프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기도유 특성이 우수한 와이어 로프에 관한 것이다.

본 발명은 코어 또는 코어 스트랜드의 외주면에 다수의 외층 스트랜드가 연선되어진 와이어 로프에 있어서, 외층 스트랜드의 내층 소선 표면상에 타원형 오목요홈부로 이루어진 그리스 충전홈이 균일하게 형성되도록 하고 그 충전홈 내부로 그리스를 충전시켜 와이어 로프의 사용중에 원활한 자기윤활 작용이 이루어질 수 있도록 한 구조에 기술적 특징이 있다.

본 발명의 내층 소선은 그 표면상에 대략 타원형의 요입홈으로 이루어진 그리스 충전홈이 형성되어 그 내부에 그리스가 충전되도록 함으로써 본 발명의 내층 소선이 사용된 와이어 로프에서는 그리스 충전홈에 충전된 그리스가 지속적으로 그 공급되어 각 스트랜드간 및 스트랜드를 구성하는 소선간에 원활한 윤활작용이 지속적으로 이루어지도록 하는 효과와 함께 와이어 로프를 구성하는 각 소선의 표면에 윤활제 피막이 형성되도록 함으로써 대기나 습기와의 직접적인 접촉이 방지되도록 하여 각 소선 및 스트랜드의 방청이 이루어지도록 하는 효과도 아울러 지니고 있다.

Description

자기도유 특성이 우수한 와이어 로프{Wire rope having a superior self-greasing characteristic}

본 발명은 와이어 로프의 구조 개선에 관한 것으로, 보다 자세하게는 중심부를 구성하는 코어의 외측에 감겨지는 외층 스트랜드의 내층 소선 표면에 그리스 충전홈을 형성하여 그 내부에 그리스가 충전되도록 함으로써 와이어 로프의 사용중에 지속적인 도유에 의한 양호한 윤활작용으로 와이어 로프의 피로수명이 향상될 수 있도록 한 자기도유 특성이 우수한 와이어 로프에 관한 것이다.

일반적으로 금속재 와이어 로프는 기계, 건설, 선박, 어업, 임업, 광업, 공중 케이블을 비롯한 엘리베이터등의 광범위한 분야에서 널리 사용되고 있는 바, 이러한 와이어 로프의 기본적인 구조를 도1에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와같이, 일반적인 와이어 로프(R)는 안쪽에 위치하는 코어 또는 중심(1)의 외측으로 다수개의 외층 스트랜드(2)가 꼬여져 있는 구조이다. 이때, 각 외층 스트랜드(2)는 한 개의 심선(2a)을 중심으로 하여 여러가닥의 단위 소선(2b)이 소정의 피치로 연선되어진 구성으로서, 꼬임의 방향과 피치 및 동원되는 스트랜드 수와 꼬임층수 등의 조건에 따라 규격표시별로 구별되어 진다.

도시된 구조의 와이어 로프(R)는 외층 스트랜드(2)가 단일층으로 이루어진 구조이나 외층 스트랜드가 복수개의 층으로 이루어진 구조 역시 일반적이다.

한편, 와이어 로프의 경우에는 그 길이방향으로 하중에 의한 장력이 작용하거나 시브와의 접촉이동이 이루어지는 과정에서 스트랜드 상호간 및 각 스트랜드를 구성하는 소선간에 접촉마찰을 수반하는 하중의 작용이 반복됨에 따라 피로수명이 저하되고, 또한 방청용 도금층이 손상되어 녹이 발생하게 됨에 따라 이의 방지를 위해서 그리스등의 윤활제를 도유하고 있다.

와이어 로프를 구성하는 스트랜드의 도유는 대개 스트랜딩시 다이스 통과 직전의 내층 소선상에 적하식 또는 침적식으로 그리스의 도유가 이루어지도록 함으로써 다이스 통과후의 스트랜드를 구성하는 내층 소선의 표면에 그리스가 도포된 상태로 되도록 하고 있다.

그런데, 종래의 와이어 로프에 있어서는 각 스트랜드를 구성하는 소선 와이어의 표면이 매끈한 원통형 평탄면을 이루고 있음에 따라 도유시 그 표면에 잔류하는 그리스의 양이 매우 적고, 그나마 표면에 묻어 있던 그리스가 다이스를 통과하면서 연선이 이루어지는 과정에서 상당 부분 외부로 빠져나가게 된다.

특히, 와이어 로프중에서 압연가공을 거치게 되는 압축형 로프(Compacted Rope, 통상 와이어 로프 업계에서는 'CMP'로 불리워지고 있음)의 경우에는 압연시에 로프의 중심방향으로 가해지는 하중에 의해서 스트랜드를 구성하는 각 소선의 소성변형이 이루어지면서 소선간에 공간이 줄어드는 과정에서 각 소선의 표면에 잔류하고 있던 대부분의 그리스가 외부로 빠져나와 배출되어 버리기 때문에 각 소선의 접촉부에는 윤활유층이 개재되지 않은 채 소선의 표면들이 서로 직접 접촉하게 됨으로써 윤활작용이 제대로 이루어지지 못하여 내피로 특성이 현격히 떨어지는 문제점이 있다.

다시말하면, 와이어 로프의 피로 수명연장을 위해서는 와이어 로프의 제작단계에서 각 스트랜드를 구성하는 소선들의 표면에 그리스의 잔류량이 많이 유지된 상태로 스트랜딩이 이루어지도록 함으로써 와이어 로프의 사용중에 기 도유된 그리스의 윤활작용이 원활하도록 하여야 할 것이나, 종래 와이어 로프, 특히 압축형 와이어 로프의 경우에는 스트랜드 내부에 잔류하고 있는 그리스의 양이 매우 적기 때문에 로프의 사용중에 각 소선의 원활한 윤활작용을 기대할 수 없게 된다.

그리고, 와이어 로프의 제작이 완료된 후 또는 와이어 로프의 사용중에 그리스의 도유를 하고자 할 경우에는 서로 밀착상태로 결합된 스트랜드 및 각 소선의 사이로 그리스가 침투하여 와이어 로프 내부로까지 그리스가 도유되도록 하는 데는 상당한 어려움이 따르고 있거나 아예 거의 불가능한 상태이므로 와이어 로프의 제작단계에서 각 소선이나 스트랜드에 충분한 도유가 이루어지도록 하는 것이 와이어 로프의 피로수명에 상당한 영향을 미치게 된다.

따라서, 본 발명은 종래 와이어 로프에서 지적되고 있는 상기의 단점을 해결하기 위한 것으로 신선기를 빠져나온 소선 와이어의 표면상에 인덴트(indent) 성형롤러를 이용하여 그리스등의 윤활제가 충전될 수 있는 그리스 충전홈을 형성하고 그 그리스 충전홈에 그리스가 충전된 소선 와이어를 이용하여 와이어 로프의 스트랜드를 제작함으로써 와이어 로프의 사용중에 각 스트랜드로 지속적이고 효과적인 도유가 이루어질 수 있도록 하여 와이어 로프의 수명이 연장될 수 있도록 한 자기도유 특성이 우수한 와이어 로프를 제공함에 발명의 목적을 두고 있다.

도1은 일반적인 와이어 로프의 전체 구조를 보인 정면도.

도2는 본 발명에 따른 외층 스트랜드용 내층 소선의 제조공정도.

도3은 본 발명의 외층 스트랜드용 내층 소선에 대한 확대 사시도.

도4는 본 발명에 따른 외층 스트랜드용 내층 소선이 포함된 압축형 와이어 로프에 대한 단면도.

도5는 본 발명에 따른 외층 스트랜드용 내층 소선이 포함된 와이어 로프에 대한 단면도.

(( 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ))

10. 신선기 12. 내층 소선

13. 성형롤러 14. 그리스 공급대

15. 그리스 충전홈 16. 그리스

17. 압축형 와이어 로프 18. 코어 스트랜드

19. 외층 스트랜드 20. 외층 소선

본 발명의 자기도유 특성이 우수한 와이어 로프는, 코어를 중심으로 하여 그 주위에 다수의 외층 스트랜드가 연선되어진 와이어 로프에 있어서 외층 스트랜드의 내층 소선 표면에 그리스가 충전되는 그리스 충전홈이 형성된 와이어 로프 구조에 기술적 특징이 있다.

상기 외층 스트랜드의 내층 소선 표면부에 형성되는 그리스 충전홈은 소선 와이어의 신선을 위한 신선기의 후방에 설치되는 한쌍의 성형롤러에 의해서 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 신선기를 통과하여 선경의 축소가 이루어진 소선 와이어의 이동경로상에 그리스 충전홈 성형롤러를 설치함으로써 이동중에 있는 소선 와이어가 성형롤러를 통과하는 과정에서 그리스 충전홈이 얻어지게 된다.

상기 소선 와이어 표면에 형성되는 그리스 충전홈의 크기는 소선의 직경을 감안하여 적정한 깊이가 될 수 있도록 설정하는 한편, 그 형상은 소선의 길이방향과 평행한 방향의 장축을 갖는 타원형 오목홈이 되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 그리스 충전홈의 배열상태 및 단위 표면적당 갯수는 성형롤러위 접촉면에 형성되는 돌기와 성형롤러를 통과하는 신선선의 이동속도에 의해서 정해지게 되는 데, 성형롤러는 그리스 충전홈이 신선선의 전체 외주면에 걸쳐 균일하게 분포되도록 함과 아울러 인접하는 그리스 충전홈간의 간격이 스트랜드로의 연선시 주위의 소선 및 스트랜드에 고르게 도유가 이루어질 수 있도록 하는 거리가 유지되도록 설계하여야 할 것이다.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에따른 작용효과에 대한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 보다 명확하게 이해될 것이다.

도2는 본 발명에 따른 내층 소선의 제조공정도이고, 도3은 본 발명의 일실시예 내층 소선에 대한 확대 사시도로서, 먼저 본 발명의 그리스 충전홈을 갖는 와이어 내층 소선의 제조과정을 살펴보면 다음과 같다.

통상의 신선기(10)와 권취기(11) 사이의 내층 소선(12) 이동경로상에 한쌍의 그리스 충전홈 성형롤러(13)를 설치하고 그 성형롤러와 권취기 사이에는 그리스 공급대(14)를 설치하여 신선기(10)를 빠져나온 내층 소선(12)의 표면에 그리스 충전홈(15)이 일정한 형태와 배열상태로 형성되도록 하고 그 그리스 충전홈(15)에 그리스 공급대(14)로부터 적하되는 그리스(16)가 충전되도록 한다.

이때, 내층 소선(12)의 표면에 형성되는 그리스 충전홈(15)의 형상과 배열간격은 성형롤러(13)의 접촉면상에 형성된 돌기(도면 미도시)의 형상과 돌기간의 상대적인 위치에 의해 결정되는 데, 성형롤러(13)의 설계시에는 내층 소선(12)의 표면에 형성되는 그리스 충전홈(15)의 형상과 배열상태가 내층 소선의 직경등을 고려하여 적정한 상태로 유지되도록 유의하여야 한다.

한편, 상기 도2에서는 내층 소선(12)의 이동경로 상부에 그리스 공급대(14)를 설치하여 그로부터 적하되는 그리스(16)가 내층 소선의 그리스 충전홈(15)에 채워지도록 하고 있는 바, 또 다른 방식으로는 내층 소선이 그리스가 채워진 그리스 챔버를 통과하도록 하는 침적식을 채택하여 도유가 이루어 지도록 할 수도 있을 것이다.

그리고, 내층 소선(12)에의 그리스 도유는 상기와 같이 그리스 충전홈(15) 형성 직후에 행하지 않고 내층 소선(12)을 포함하는 각 소선을 서로 연선시켜 외층 스트랜드를 성형하는 스트랜딩시에 행할 수도 있을 것이다.

상기와 같이 내층 소선(12)의 표면에 묻혀지는 그리스는 소선의 전체 표면에 도포가 이루어지게 될 것이나 특히 그리스 충전홈(15)에 상대적으로 많은 양의 그리스가 잔류하게 될 것이다. 그리고, 상기 내층 소선(12)의 표면 및 그리스 충전홈(15)에 일단 묻혀진 그리스(16)는 자체 점성에 의해 특별한 사정이 없는 한 내층 소선(12)에 그대로 잔류하는 특성을 갖는다.

다음, 도4는 상기 도2의 제조과정을 거쳐 얻어진 본 발명의 그리스 충전홈(15)이 구비되고 그 그리스 충전홈(15)에 그리스(16)가 충전된 내층 소선(12)을 이용하여 제작된 압축형 와이어 로프(17)의 단면구조를 보인 것으로, 이는 코어 스트랜드(18)의 외측으로 6개의 외층 스트랜드(19)가 연선되어진 기본 구조를 취하고 있다.

이때, 상기 코어 스트랜드(18)와 각 외층 스트랜드(19)는 연선 후 압축이 행해짐으로써 스트랜드를 구성하는 각 소선이 소성변형되어 소선간의 공간부가 최소화된 상태로서 인접하는 소선들간에 면접촉을 이루고 있음을 알 수 있다.

이와같은 외층 스트랜드(19)의 연선과정에서 가해지게 되는 압착(compression) 및 그에 따른 각 소선의 소성변형 과정에서 내층 소선(12)의 표면에 잔류하고 있던 그리스는 상당 부분이 외부로 빠져나가 제거되어 지나, 그리스 충전홈(15) 내부에 충전된 그리스는 대부분이 그대로 잔류한 상태로 유지된다.

한편, 본 발명의 그리스 충전홈(15)이 구비된 내층 소선(12)은 상기 외층 스트랜드(19)의 외층 소선(20)으로 둘러싸인 내부에 위치하게 된다. 그리고, 내층 소선(12)의 그리스 충전홈(15)에 충전된 그리스(16)는 인접하는 내층 소선의 표면이나 외층 소선(20)의 표면과 직접 접촉하는 상태로 된다.

이와같은 구조의 압축형 와이어 로프(17)에서는 로프의 사용중에 외층 스트랜드(19)의 내층 소선(12) 표면부상에 형성된 그리스 충전홈(15)에 채워진 그리스(16)가 외부로 흘러나와 서로 인접하는 각 소선의 접촉면으로 스며들게 됨으로써 와이어 로프를 구성하는 각 소선간 및 각 스트랜드간의 원활한 윤활작용이 가능하도록 함과 동시에 각 소선의 표면에 그리스 피막이 코팅되도록 함으로써 방청이 확실하게 이루어지도록 하게 된다.

한편, 도5는 본 발명의 내층 소선을 포함하는 다른 실시예 구조의 와이어 로프 구조를 보인 단면도로서, 도시된 바와같이 본 실시예의 와이어 로프(21)는 코어 스트랜드(22)의 주위에 다수개의 외층 스트랜드(23)가 연선되어진 일반적인 와이어 로프에 있어서, 상기 각 외층 스트랜드(23)는 본 발명의 표면에 그리스 충전홈(12)이 형성되고 그 내부에 그리스(16)가 충전된 내층 소선(12)이 외층 소선(24)으로 둘러싸인 구성을 취하고 있다.

상기 와이어 로프(21)는 앞서 살펴본 바의 압축형 와이어 로프(17)에 비해 압축과정을 거치지 않거나 상대적으로 덜 압축된 상태이기 때문에 내층 소선(12)의 표면에 잔류하는 그리스의 양이 압축형 와이어 로프에 비해 상대적으로 많다는 점에서 차이를 보이고 있다. 본 실시예의 와이어 로프는 종래의 와이어 로프에 비해 내층 소선(12)의 그리스 충전홈(15)에 충전된 그리스 양만큼의 그리스를 더 많이 포함하고 있음에 기인하여 종래 와이어 로프에 비해 상대적으로 더 긴 시간에 걸쳐 그리스의 도유가 가능해지게 된다.

상기 실시예에서는 본 발명의 코어 스트랜드에 6개의 외층 스트랜드가 연선된 구조의 압축형 와이어 로프 및 통상의 와이어 로프를 예로들어 설명하고 있으나, 본 발명의 그리스 충전홈이 구비된 내층 소선은 그 외에 다양한 구조를 갖는 와이어 로프의 외층 스트랜드 성형용 소선으로 사용될 수 있음은 물론이고, 내층 소선의 표면에 형성되는 그리스 충전홈의 형상 및 배열상태는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변화될 수 있을 것이다.

이상에서 살펴본 바와같이, 본 발명의 내층 소선은 그 표면상에 대략 타원형의 요입홈으로 이루어진 그리스 충전홈이 형성되어 그 내부에 그리스가 충전되도록 함으로써 본 발명의 내층 소선이 사용된 와이어 로프에서는 그리스 충전홈에 충전된 그리스가 지속적으로 그 공급되어 각 스트랜드간 및 스트랜드를 구성하는 소선간에 원활한 윤활작용이 지속적으로 이루어지도록 하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 내층 소선을 포함하여 구성된 와이어 로프에서는 상기와 같은 원활한 윤활작용과 더불어 와이어 로프를 구성하는 각 소선의 표면에 윤활제 피막이 형성되도록 함으로써 대기나 습기와의 직접적인 접촉이 방지되도록 하여 각 소선 및 스트랜드의 방청이 이루어지도록 하는 효과도 아울러 지니고 있다.

이상의 사실을 종합하여 볼 때, 본 발명의 와이어 로프는 와이어 로프에 윤활유의 지속적인 공급이 이루어지도록 하여 원활한 윤활작용과 효과적인 방청의 결과로 와이어 로프의 피로수명이 증대될 수 있도록 하는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 코어 또는 코어 스트랜드의 외측에 다수개의 외층 스트랜드가 연선되어 이루어진 와이어 로프에 있어서, 상기 외층 스트랜드의 내층 소선은 그 표면에 그리스 충전홈이 구비되어 그 내부에 그리스가 충전된 것을 특징으로 하는 자기도유 특성이 우수한 와이어 로프.
2. 제1항에 있어서, 상기 와이어 로프는 압축형 와이어 로프인 것을 특징으로 하는 자기도유 특성이 우수한 와이어 로프.