KR100409105B1 - 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프 및 그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이어로프(Wire Rope)의 외부스트랜드(Strand)간의 내부공간에 그리스를 함유하면서 금속강선을 내재하는 섬유재질의 충전재가 삽입되어 별도의 급유없이 주행용으로 이용할 수 있는 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 중심부에 위치한 코어로프(2)의 외주면에 꼬여지면서 감기어 내부공간을 형성하는 다수개의 외부스트랜드(1)와, 상기 코어로프(2)와 상기 각각의 외부스트랜드(1) 사이에 형성된 상기 각각의 내부공간에 그리스가 함유된 합성섬유 또는 천연섬유(8)의 중앙부에 금속강선(9)이 삽입된 충전재(7)가 채워지는 일체형으로 구성되는 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프 및 그 제조방법을 제공한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프 및 그 제조방법은 종래의 와이어로프보다는 제조원가가 절감되고, 와이어로프의 유연성이 증가됨과 동시에 충전물의 파열현상 및 박리현상이 억제되어 와이어로프의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Description

내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프 및 그 제조방법{SELF-ANOINTING TYPE WIRE ROPE WITH IMPROVED WEAR-RESISTANCE, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 와이어로프(Wire Rope)의 외부스트랜드(Strand)간의 내부공간에 그리스를 함유하면서 금속강선을 내재하는 충전재가 삽입되어 별도의 급유없이 산업용, 기계장치용 및 운반용 용도로 광범위하게 이용될 수 있는 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 와이어로프는 강선으로 꼬여진 다수개의 외부스트랜드(1)와 코어로프(2)로 구성되기 때문에, 와이어로프가 사용될 때는 외부스트랜드(1)와 코어로프간(2)의 내부공간(3)이 존재함으로써 마찰 및 마모가 발생하고, 각각의 스트랜드(1) 및 코어로프(2)의 각 소선간의 마찰 및 마모와, 와이어로프가 사용되는 가이드 시브(Guide Sheeve;도시하지 않음)와의 외부스트랜드(1)와 마찰 및 마모, 외부스트랜드(1)간의 최외측 소선간의 마모 및 마찰로 인하여 굴곡응력, 인장응력, 압축응력 등이 수시로 작용되어 와이어로프를 구성하는 각 소선의 내구성이 저하하게 되어 결과적으로 와이어로프의 내구성이 감소하게 된다.

이러한 마찰 및 마모에 의한 외부응력으로부터 와이어로프를 보호하기 위하여 지속적인 그리스 도유가 이루어져야 하나, 종래의 와이어로프 구조상 설치초기의 와이어로프 각 소선간에 내재된 그리스 이외에는 그리스를 공급받을 수 없음에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 여러 가지 도유장치 및 강제 도포방법에 의하여 그리스 공급이 이루질 수밖에 없다.

상기의 종래 와이어로프의 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 제97-120021호 및 특허공보 제87-0004763호는 도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 코어로프(2)와 각각의 외부스트랜드(1) 사이의 내부공간에 열가소성수지(4)와 같은 물질을 충전재로서 충전하거나 보강재로서 보강코어(5)가 삽입된 열가소성수지(4)를 충전하여 이용하고 있으며, 또한 도 3c에 도시된 바와 같이, 열가소성수지(6)를 삽입 내지 전체 코팅하여 코어로프(2)와 외부스트랜드(1)의 전체에 대하여 포위하여 마찰 및 마모를 방지하도록 하고 있다.

이러한 상기 방법은 와이어로프 개체간의 내부간극에 열가소성수지와 같은 충전 내지 삽입 및 코팅물질을 충전하였거나 로프 전체를 코팅시키는 것은 충전재 코팅설비가 별도로 필요로 하다는 경제적 상승요인 뿐만 아니라 충전재 전체가 한덩어리를 이룸으로 인해 와이어로프 자체의 유연성이 저하되며, 특히 주행용 와이어로프로서 사용될 경우에는 충전물의 파열현상 및 박리현상이 발생되어 와이어 로프의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명의 목적은 그리스가 함유된 합성섬유 또는 천연섬유의 중앙부에 금속강선이 삽입된 충전재를 코어로프와 외부스트랜드 사이의 독립된 내부공간에 충전시킨 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 와이어로프의 구조를 나타내는 단면도,

도 2는 종래의 와이어로프에 윤활제를 급유하는 방법을 나타내는 개략도,

도 3a는 코어로프와 외부스트랜드 사이에 열가소성수지가 충전재로서 충전된 와이어로프의 단면도,

도 3b는 코어로프와 외부스트랜드 사이에 열가소성수지와 보강코어로 이루어진 충전재가 충전된 와이어로프의 단면도,

도 3c는 코어로프와 외부스트랜드 사이에 열가소성수지가 충전재가 충전되면서 와이어로프 전체에 코팅된 와이어로프의 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프를 구성하는 충전재의 다양한 형태를 나타내는 단면도 및 개략도,

도 5는 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프의 단면도이다.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

1:외부스트랜드 2:코어로프 3:내부공간 4:충전된 열가소성수지

5:보강코어 6:코팅된 열가소성수지 7:충전재

8:합성섬유 내지 천연섬유 9:금속강선

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 산업용, 기계장치용, 운반용 등으로 광범위하게 사용되는 주행용 와이어로프에 있어서,

그리스가 함유된 합성섬유 또는 천연섬유의 중앙부에 금속강선이 삽입된 충전재를 코어로프와 외부스트랜드 사이의 독립된 내부공간에 충전시킨 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프를 제공하며,

또한, 본 발명은 상기 충전재를 상기 코어로프와 외부스트랜드 사이의 독립된 내부공간의 크기 및 형태에 따라 한 가닥 내지 그 이상의 가닥으로 꼬아서 제조하여 충전되는 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프를 제공한다.

한편, 본 발명은 합성섬유 또는 천연섬유 재질의 구조물에 금속강선을 삽입하여 충전재를 제조하여 그리스에 함침시킴과 동시에 외부스트랜드와 함께 코어로프에 꼬여지게 하는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프의 제조방법을 제공하게 된다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명은 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프를 구성하는 충전재의 다양한 형태를 나타내는 단면도 및 개략도이며, 도 5는 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프의 단면도이다.

도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프에 있어서, 코어로프(2)와 외부스트랜드(1) 사이에 형성된 공간의 형태와 크기를 고려하여 금속강선(9)이 천연섬유 또는 합섬섬유(8)의 중앙부에 삽입된 형태의 충전재(7)를 한 가닥 내지 그 이상의 가닥으로 꼬아서 충전재(7)를 제조하게된다.

또한, 금속강선(9)이 충전역할 및 그리스함유역할을 하는 천연섬유 또는 합섬섬유(8)의 중앙부에 삽입되는 것이 아니라 천연섬유 또는 합섬섬유(8)가 세 가닥 이상으로 꼬여짐과 동시에 그 중심에 금속강선(9)을 삽입하여 제조하기도 한다.

상기와 같은 방법으로 충전재(7)는 여러 가지 형태와 크기로 제조될 수 있으며, 제조된 충전재(7)가 코어로프(2)와 외부스트랜드(1) 사이에 형성되는 공간에 충전됨으로써 코어로프(2) 외부에 함침된 충전재(7)는 사용중 코어로프(2)와 외부스트랜드(1)간의 마찰에 의한 마찰열을 제거하여 주며, 윤활성을 증대시켜 외부응력에 의한 코어로프(2)의 소선 및 스트랜드(1) 외부소선의 강성저하를 방지하고, 외부스트랜드(1)의 내부에 내재된 그리스의 외부유출을 막아줌과 동시에 가이드시브와 같은 가이드와의 접촉에 의한 굴곡변형시 외부 불순물의 유입을 방지하는 역할을 하게된다.

또한, 본 발명은 합성섬유 또는 천연섬유 재질의 구조물(8)에 금속강선(9)을 삽입하여 제조된 상기 충전재(7)를 그리스에 함침시켜 외부 합성섬유 또는 천연섬유(8)가 그리스를 함유하도록 한 다음, 외부스트랜드(1)와 함께 코어로프(2)에 꼬여지게 하여 상기 외부스트랜드(1)와 코어로프(2) 사이에 형성된 공간을 충전시킴으로써 와이어로프가 장기간에 걸쳐 사용할 경우에도 지속적인 그리스의 공급이 와이어로프의 내부 자가적으로 도유될 수 있도록 하여 와이어로프의 내식성, 방청성, 윤활성, 내피로성, 내마모성을 증대시키고자 하였으며,

또한, 본 발명에 따른 와이어로프의 내부공간에 삽입되는 충전재(7)는 한 가닥 이상의 천연섬유 또는 합성섬유(8)를 꼬아서 만들며 내부에 금속강선(9)을 삽입함으로써 스트랜드(1)간의 압력, 스트랜드(1)와 코어로프(2)의 압력 및 시브와 같은 가이드와의 접촉에 의한 굴곡변형시에도 충전재(7)의 형태변형을 방지하여 장기간에 걸쳐 계속적인 그리스의 배출이 가능토록 하였다.

이하, 실시예에 의거하여 본 발명은 보다 상세하게 설명한다.

[실시예]

본 발명에 따른 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프와, 충전물이 삽입되지 않은 일반구조의 와이어로프인 종래예 ①, 와이어로프에 보강코어가 없는 충전재를 삽입시킨 구조의 와이어로프인 종래예 ② 및 보강코어가 삽입된 충전재를 삽입시킨 구조의 와이어로프인 종래예 ③에 대한 사용수명 평가를 위한 로프 내구성 시험결과를 대비하였다.

시험대상 와이어로프의 규격은 발명예 및 종래예 ①, ②, ③ 모두 표 1에 나타낸 바와 같이, [6×WS(36)+7×7]의 규격의 제품을 사용하였으며, 내구성 시험에 대한 피로시험의 조건은 표 2에 나타내었다.

상기의 제품규격인 "[6×WS(36)+7×7]"에서 '[6×WS(36)]'은 36개의 소선으로 이루어진 6개의 외부스트랜드를 의미하는 것이고, '[7×7]'은 7개의 소선으로 이루어진 7개의 코어로프를 의미하는 것이다.

여기에서, 발명예는 도 5에 도시된 세 가닥으로 꼬인 충전재를 적용한 것이고, 종래예 ①은 도 1에 도시한 통상적인 와이어로프이며, 종래예 ②는 도 3a에 도시된 보강코어가 삽입되지 않은 충전재가 적용된 와이어로프이며, 종래예 ③은 도 3b에 도시된 보강코어가 삽입되어 있는 충전재를 삽입한 구조의 와이어로프이다.

상기와 같은 발명예 및 종래예에 대한 내구성 시험을 위한 피로시험 결과를 표 3에 나타내었는데, 와이어로프의 내구성은 초기단선 발생횟수에서 확인되는 바와 같이 발명예는 종래예 ①을 기준(100%)으로 하였을 때, 종래예 ①보다는 71% 정도 향상된 것으로 나타났으며, 종래예 ②보다는 34%, 종래예 ③보다는 18% 정도 향상된 것으로 나타났으며, 10,000회 피로시험 실시한 후 1 핏치 내의 단선수를 비교하면 발명예는 종래예 ①을 기준(100%)으로 하였을 때, 종래예 ①보다는 69% 정도 감소하였으며, 종래예 ②보다는 32%, 종래예 ③보다는 20% 정도 감소하였다.

또한, 잔존 그리스 함유량은 수학식 1에 나타낸 바와 같이 계산하여 비교한 결과, 발명예는 종래예 ①을 기준(100%)으로 하였을 때, 종래예 ①보다는 74% 정도 향상된 것으로 나타났으며, 종래예 ②보다는 32%, 종래예 ③보다는 11% 정도 향상되었으며,

와이어로프 절단하중 손실결과를 비교하면, 발명예는 종래예 ①보다는 5.8%, 종래예 ②보다는 3.3%, 종래예 ③보다는 2.8% 정도 감소됨을 피로시험을 통해 확인할 수 있었다.

본 발명은 그리스가 함유된 합성섬유 또는 천연섬유의 중앙부에 금속강선이 삽입된 충전재를 코어로프와 외부스트랜드 사이의 독립된 내부공간에 충전시켜 주행용 와이어로프를 제조함으로써 종래의 자가도유식 와이어로프보다는 제조원가가 절감되고, 와이어로프의 유연성이 증가됨과 동시에 충전물의 파열현상 및 박리현상이 억제되어 와이어로프의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 중심부에 위치한 코어로프(2)와,

   상기 코어로프(2)의 외주면에 꼬여지면서 감기어 내부공간을 형성하는 다수개의 외부스트랜드(1)와,

   상기 코어로프(2)와 상기 각각의 외부스트랜드(1) 사이에 형성된 상기 각각의 내부공간에 그리스가 함유된 합성섬유 또는 천연섬유(8)의 중앙부에 금속강선(9)이 삽입된 충전재(7)가 채워지는 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 충전재(7)는 상기 코어로프(2)와 상기 각각의 외부스트랜드(1) 사이에 형성된 각각의 독립된 내부공간의 크기 및 형태에 따라 적어도 하나 이상의 가닥으로 꼬여서 제조되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프.
3. 합성섬유 또는 천연섬유 재질의 구조물(8)에 금속강선(9)을 삽입하여 적어도 하나 이상의 가닥으로 꼬아서 충전재(7)를 제조하는 단계와,

   상기 제조된 충전재(7)를 그리스에 함침시킴과 동시에 다수개의 외부스트랜드(1)와 함께 코어로프(2)에 꼬여지게 하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는내마모성이 우수한 자가도유식 주행용 와이어로프의 제조방법.