KR200224820Y1

KR200224820Y1 - 코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프

Info

Publication number: KR200224820Y1
Application number: KR2020000036847U
Authority: KR
Inventors: 이수원
Original assignee: 고려제강주식회사
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2001-05-15

Abstract

본 고안은 코어와 최외층 스트랜드간의 접촉 압력이 최소화되도록 한 와이어 로프에 관한 것이다.

본 고안 코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프는 중심(14)상에 다수개의 외층 스트랜드(13)가 꼬여진 코어(11)와 상기 코어(11)을 감싸는 다수의 최외층 스트랜드(12)가 꼬여진 2층 구조의 와이어 로프에 있어서, 상기 코어(11)의 외층 스트랜드(13) 외주면에 이와 동일한 수의 최외층 스트랜드(12)가 1:1 대응되어 접하며 서로 인접하는 코어(11)의 외층 스트랜드(13)와 최외층 스트랜드(12)의 외주면에 둘러싸여 형성되는 대략 빈 공간(C)에 합성섬유심(15)이 삽입되어 연선된 구조로 이루어진다.

본 고안 코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프는 와이어 로프에 인장력 발생시 코어와 최외층 스트랜드간에 발생되는 접촉압력을 완화시켜 사용 수명을 향상시킴과 아울러 합성수지심에 의한 유연성이 향상되어 직경이 비교적 작은 드럼 및 시브의 반복 권취시 저항성이 증가될 수 있도록 한 이점이 있다.

Description

코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프{Wire rope having a relaxed a tangency pressure with core}

본 고안은 코어와 최외층 스트랜드간의 접촉 압력이 최소화되도록 한 와이어 로프에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 와이어 로프의 중앙부에 중심의 외주면으로 다수개의 외층 스트랜드가 꼬여진 코어와 그 외주면에 연선된 최외층 스트랜드들간의 접촉면 사이에 형성되는 빈 공간에 합성수지심이 삽입된 구조로써 와이어 로프에 인장응력 발생시 코어와 최외층 스트랜드의 접촉에 의해서 발생되는 접촉압력을 완화시킴과 아울러 유연성을 향상시켜 사용 수명이 연장될 수 있도록 한 코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프에 관한 것이다.

일반적으로, 다수의 금속 소선 또는 금속 소선을 꼬아 만든 스트랜드가 다층 연선된 와이어 로프는 기계, 건설, 선박, 공중 케이블 등의 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있으며, 통상적으로 크레인 등의 기계설비에 일반적으로 사용되고 있는 7 ×7 구조의 코어가 구비된 종래의 와이어 로프의 구조를 도1에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

도1은 종래 7 ×7구조의 코어가 구비된 와이어 로프의 사시도이고, 도2는 종래 7 ×7구조의 코어가 구비된 와이어 로프의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 7 ×7 구조의 코어가 구비된 종래의 와이어 로프(1)는 중심(4)의 외주면에 다수개의 외층 스트랜드(3)가 꼬여진 코어(2)와 이를 감싸며 연선된 다수의 최외층 스트랜드(5)가 꼬여진 2층 구조로 이루어지며, 이때 각 스트랜 드는 한 개의 심선을 중심으로 하여 여러 가닥의 소선들이 소정의 꼬임 피치로 연선된 구조로 이루어지고 꼬임의 방향이나 피치 또는 동원되는 스트랜드 수 및 꼬임 층수 등의 조건에 따라 다양한 종류의 규격을 가진 제품으로 분류된다.

상기 도1에 도시된 구조의 와이어 로프(1)는 코어(2) 외주면에 최외층 스트랜드(5)가 단일층으로 이루어진 구조이며, 최외층 스트랜드(5)가 복수개의 층으로 이루어진 구조 역시 일반적으로 사용되고 있다.

상기 코어(2)는 다시 1개의 중심 소선(3a)과 6개의 외층 소선(3b)으로 구성되는 외층 스트랜드(3)가 중심층과 외층의 2층을 이루는 7 ×7 구조로 되어 있으며, 6본의 최외층 스트랜드(5)는 각기 36본의 소선으로 구성되는 4층의 구조로 구성되어 있다.

상기 코어(2)의 7 ×7 구조는 비슷한 선경의 소선(3a)(3b)이 꼬인 구조로 각 외층 스트랜드(3)가 구성되어 동일한 직경의 스트랜드(3)를 이루게 됨으로써 내마모성이 양호하여 마모 조건이 가혹한 곳에서 유용하게 사용될 수 있으며 구조가 간단하여 형태 파괴를 일으키기 어렵다는 장점이 있다.

그러나, 상기 종래의 7 ×7 구조의 코어(2)로 이루어진 와이어 로프(1)는 동색(動索)용과 정색(靜索)용으로 공히 사용되고 있는 데, 크레인등의 기계설비에 사용되는 동색용 와이어 로프는 직경이 크지 않은 시브(sheave)나 드럼(drum)등에 권취된 상태에서 계속적인 회전 굴곡 운동이 이루어지게 되면 권취와 풀림을 반복하는 동안에 코어(2)의 유연성이 떨어지고 부족한 유연성 때문에 저항성이 감소되어 단선 횟수가 증가하게 되는 문제점이 지적되고 있다.

또한, 종래의 와이어 로프(1)를 이용하여 중량물의 이동이나 운반시 와이어 로프에 가해지는 인장력에 의해서 코어(2)과 최외층 스트랜드(5)는 각각 길이방향으로 늘어나게 되면서 로프(1) 내부에서 외주면이 접촉된 코어(2)와 최외층 스트랜드(5) 사이의 접촉 압력이 증가하게 됨으로써 로프 자체의 형태 변형을 초래하여 와이어 로프의 수명이 단축되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 와이어 로프에서 지적되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 와이어 로프 중앙부의 코어와 그 외주면에 감겨진 최외층 스트랜드들간의 접촉면 사이에 형성된 빈 공간에 폴리프로필렌 (Polypropylene)등으로 이루어진 합성수지심이 삽입된 구조로써 와이어 로프에 인장력 발생시 코어와 최외층 스트랜드간에 발생되는 접촉압력을 완화시켜 사용 수명을 향상시키고 합성수지심에 의한 유연성이 향상되어 직경이 비교적 작은 드럼과 시브 반복 권취시 저항성을 증가시킬 수 있도록 한 코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프를 제공함에 고안의 목적이 있다.

도1은 종래 7 ×7구조의 코어가 구비된 와이어 로프의 사시도.

도2는 종래 7 ×7구조의 코어가 구비된 와이어 로프의 단면도.

도3은 본 고안 접촉압이 완화된 와이어 로프의 사시도.

도4는 본 고안 접촉압이 완화된 와이어 로프의 단면도.

((도면의 주요부분에 대한 부호의 설명))

10. 와이어 로프 11. 코어

12. 최외층 스트랜드 13. 외층 스트랜드

14. 중심 15. 합성수지심

본 발명의 상기 목적은, 중심의 외주면에 다수개의 외층 스트랜드가 꼬여있는 코어와 이를 감싸며 다수의 최외층 스트랜드가 연선된 2층 구조로 이루어진 통상의와이어 로프에 있어서, 상기 코어와 최외층 스트랜드가 1:1 대응되어 접하고 양측 스트랜드와 외주면이 접하면서 형성되는 빈 공간에 소정 직경의 합성섬유심이 삽입된 상태로 연선이 이루어진 구조에 의해서 달성된다.

상기 합성섬유심은 폴리(Poly) 계열의 합성섬유로 구성됨이 바람직하며 그 중에서도 역학적 성질이 우수한 폴리프로필렌(Polyprophylene)등이 대표적으로 사용된다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 고안의 와이어 로프는 로프의 중심에 외층 스트랜드가 꼬여진 코어와 그 외주면에 접하며 연선되는 최외층 스트랜드가 와이어 로프의 단부에서 가해지는 하중에 의한 인장력을 받을 때 발생되는 접촉압력을 최소화시키기 위하여 고안되었다.

상기 코어와과 최외층 스트랜드간에 발생되는 접촉압력을 최소화시켜야 하는 이유는 와이어 로프가 정색(靜索)용인 경우 정적인 상태에서 와이어 로프 단부에서 일정한 하중이 가해지게 되면 와이어 로프 전체에 인장력이 발생되고 상기 인장력에 의해서 코어와 최외층 스트랜드가 길이방향으로 늘어나려는 성질에 기인하여 외주면의 접촉부분에 접촉압력이 상승하게 됨으로써 발생되는 와이어 로프의 형태 변형이나 조기 단선등을 방지하기 위함이다.

또한, 와이어 로프가 동색(動索)용일 경우에는 로프 단부에서 가해지는 하중과 동시에 비교적 직경이 작은 시브(sheave)나 드럼(drum)등에 권취되면서 밴딩(bending)이 가해지게 되며, 상기 와이어 로프의 밴딩을 받는 부위 역시 코어와 최외층 스트랜드간의 접촉압력 상승에 의해서 스트랜드간의 피로도가 증가됨으로써 조기 단선등이 발생하게 된다.

본 고안의 코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프는 다수의 외층 스트랜드가 중심의 외주면에 꼬인 구조의 코어와 그 외주면에 꼬임을 이룬 최외층 스트랜드의 접촉면 사이에 소정 직경의 합성섬유심이 최외층 스트랜드 수(數)와 동일하게 삽입됨으로써 와이어 로프에 인장응력 발생시 코어와 최외층 스트랜드의 접촉 압력이 완화되도록 함에 기술적 특징이 있다.

본 고안 코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

도3은 본 고안 접촉압이 완화된 와이어 로프의 사시도이고, 도4는 본 고안 접촉압이 완화된 와이어 로프의 단면도로서, 도시된 바와같이 본 고안 코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프(10)는 중심(14)상에 다수개의 외층 스트랜드(13)가 꼬여진 코어(11)와 상기 코어(11)을 감싸는 다수의 최외층 스트랜드(12)가 꼬여진 2층 구조의 와이어 로프에 있어서, 상기 코어(11)의 외층 스트랜드(13) 외주면에 동일한 수의 최외층 스트랜드(12)가 1:1 대응되어 접하고 있으며 이와 인접한 양측의 외층 스트랜드(13)와 최외층 스트랜드(12)의 측면이 접하면서 형성되는 대략 마름모 형상의 빈 공간(C)에 합성섬유심(15)이 삽입되어 연선된 구조로 이루어진다.

상기 합성섬유심(15)는 폴리(Poly) 계열의 합성섬유로 구성되는 데, 그 중에서도 내마모성과 내약품성등의 역학적 성질이 우수한 폴리프로필렌 (Polyprophylenr)으로 형성된다.

또한, 상기 합성섬유심(15)는 본 고안 와이어 로프(10)의 중앙부에 형성된 코어(11) 외주면을 따라 공급되어 그 외층에 연선되는 최외층 스트랜드(12)와 함께 코어(11) 외주면상에서 꼬임을 이루게 된다.

즉, 7×7 구조로 이루어진 코어(12)를 구성하는 중심(14)과 각 외층 스트랜드(13)는 외층 스트랜드(13)가 동일한 수로 연선되는 최외층 스트랜드(12)에 1:1 대응되어 접하고 이와 인접한 양측의 외층 스트랜드(13)와 최외층 스트랜드(12)의 측면이 접하면서 이루어진 대략 마름모 형상의 공간(C)에 합성섬유심(15)가 각각 개재된 구조이다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 고안의 접촉압이 완화된 와이어 로프에 있어서, 코어(11)와 최외층 스트랜드(12) 사이에 삽입되는 합성섬유심(15) 직경의 설계식은 다음과 같다.

먼저, 본 고안의 와이어 로프(10)에서 최외층 스트랜드(12)의 개수가 6개일 경우에는,

합성섬유심의 직경 = 최외층 스트랜드 실직경 × 0.25 ~ 0.35

의 직경으로 형성된 합성섬유심(15)이 삽입되는 것이 적절한 데, 이때 상기 합성섬유심(15) 직경이 상기 수학식1에 의한 결과치보다 크게 형성될 경우에는 와이어 로프(10)를 이루는 코어(11)와 최외층 스트랜드(12)가 합성수지심(15)에 밀리면서 최외층 스트랜드(12)간의 간격이 벌어지게 됨으로써 서로 접촉하지 못하여 기 밀성과 인장 능력이 현저히 감소하게 된다.

또한, 상기 합성섬유심(15) 직경이 수학식1의 결과치보다 작게 형성될 경우에는 합성섬유심(15) 원주면에 코어(11)의 외층 스트랜드(13)와 최외층 스트랜드(12)가 접하지 못하게 됨으로써 그 사이 공간에서 유동이 이루어지게 되며 합성섬유심(15)을 삽입한 효과가 나타나지 않게 된다.

한편, 상기 와이어 로프(10)를 이루는 외층 스트랜드가 8개로 구성된 경우에는 수학식2에 의해서 설계된다.

합성섬유심의 직경 = 최외층 스트랜드 실직경 × 0.23 ~ 0.33

상기 수학식2를 만족하는 필요충분 조건은 앞서 설명된 수학식1의 경우와 동일하게 적용된다.

상기 수학식1 및 수학식2를 만족하는 본 고안의 접촉압이 완화된 와이어 로프는 와이어 로프의 단부에 일정량의 하중이 가해져 인장력이 발생될 때 코어(11)와 최외층 스트랜드(12)가 길이방향으로 늘어나면서 발생되는 접촉압력을 일부분 상쇄시키게 됨에 기술적 특징이 있다.

이상에서 설명한 바와같이, 본 고안 코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프 는 와이어 로프 중앙부의 코어와 그 외주면에 감겨진 최외층 스트랜드들간의 접촉면 사이 공간에 폴리프로필렌(Polypropylene)등으로 이루어진 합성수지심이 삽입된 구조로써 와이어 로프에 인장력 발생시 코어와 최외층 스트랜드간에 발생되는 접촉압력을 완화시켜 사용 수명을 향상시킴과 아울러 합성수지심에 의한 유연성이 향상되어 직경이 비교적 작은 드럼 및 시브의 반복 권취시 저항성이 증가될 수 있도록 한 이점이 있다.

Claims

중심(14)상에 다수개의 외층 스트랜드(13)가 꼬여진 코어(11)와 상기 코어(11)을 감싸는 다수의 최외층 스트랜드(12)가 꼬여진 2층 구조의 와이어 로프에 있어서, 상기 코어(11)의 외층 스트랜드(13) 외주면에 이와 동일한 수의 최외층 스트랜드(12)가 1:1 대응되어 접하며 서로 인접하는 코어(11)의 외층 스트랜드(13)와 최외층 스트랜드(12)의 외주면에 둘러싸여 형성되는 대략 빈 공간(C)에 합성섬유심(15)이 삽입되어 연선됨을 특징으로 하는 코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프.
제1항에 있어서, 상기 최외층 스트랜드(12)의 수가 6개일 경우 내측에 삽입되는 합성섬유심(15)의 직경은 다음의 수학식1에 따라 정해짐을 특징으로 하는 코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프.

수학식 1

합성섬유심의 직경 = 최외층 스트랜드 실직경 × 0.25 ~ 0.35
제1항에 있어서, 상기 최외층 스트랜드(12)의 수가 8개일 경우 내측에 삽입 되는 합성섬유심(15)의 직경은 다음의 수학식1에 따라 정해짐을 특징으로 하는 코어와의 접촉압이 완화된 와이어 로프.

수학식 2

합성섬유심의 직경 = 최외층 스트랜드 실직경 × 0.23 ~ 0.33