KR20090080170A

KR20090080170A - 엘리베이터용 와이어 로프

Info

Publication number: KR20090080170A
Application number: KR1020080006008A
Authority: KR
Inventors: 김종은
Original assignee: 고려제강 주식회사
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2009-07-24

Abstract

본 발명은 엘리베이터용 와이어 로프의 중심구조에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 본 발명은 엘리베이터용 와이어 로프의 중심에 있어서, 중심 스트랜드의 외주면에 6개의 외층 스트랜드가 연선된 구조로써, 이 때 중심 스트랜드가 섬유 심 스트랜드이고, 외층 각 스트랜드는 섬유 심 얀을 중심으로 외주에 6가닥의 스틸와이어가 연선되어, 중심구조가 FC+6×(FC+6)인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 와이어 로프에 관한 것이다.

와이어 로프, 섬유 심 스트랜드, 스틸 와이어, 로프경

Description

엘리베이터용 와이어 로프{Wire rope for use of elevetor}

본 발명은 엘리베이터용 와이어 로프에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 엘리베이터용 와이어 로프의 중심에 있어서, 중심 스트랜드의 외주면에 6개의 외층 스트랜드가 연선된 구조로써, 이 때 상기 중심 스트랜드가 섬유 심 스트랜드이고, 상기 외층 각 스트랜드는 섬유 심 얀을 중심으로 외주에 6가닥의 스틸와이어가 연선되어, 중심구조가 FC+6×(FC+6)인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 와이어 로프에 관한 것이다.

일반적으로 각종 기계나 장비의 조작용으로 사용되는 와이어 로프는 보통 인장 하중이 부여되는 상태에서 시브(sheave)나 롤러와 접촉하면서 이동을 하는 굴곡 운동을 반복하게 됨에 따라, 내피로성과 절단력 및 내마모성 등의 특성이 요구된다. 이와 같은 특성을 만족시키기 위하여 널리 사용되고 있는 엘리베이터용 와이어 로프는 중심이 사이잘(Sisal)(1)이며, 구조는 8×S(19)+사이잘(Sisal)로서, 외층 스트랜드의 구조는 1개의 심선(2)을 중심으로 그 외주면에 가는 와이어 9개를 씰 타입으로 둘러싸고, 씰 와이어 외주면에 다시 심선보다는 가늘지만, 씰 와이어(3)보다는 굵은 와이어(4) 9개로 둘러싼 3 스트랜드 구조이다. 이러한 스트랜드 8개와 중심에 사이잘 코어 심을 조합하여 연선한 것이 통상적으로 사용되는 엘리베이터용 와이어 로프의 구조로써, 도1에 도시되어 있다.

통상적으로 사용되는 엘리베이터용 와이어 로프인 로프경 12mm, 로프의 구조가 8×S(19)+사이잘(Sisal)인 A종의 절단력은 7.06톤 이상으로 규정되어 있으며, 이 경우에는 로프의 중심인 사이잘은 절단력 보강에 있어서는 기여하는 바가 매우 작다. 중심의 역할은 절단력의 향상을 위한 것이라기 보다는 주로 로프 그리스 유의 함침에 있는 것이다. 사이잘 중심은 사이잘 얀 6~12개 정도를 연선한 스트랜드를 다시 3개를 모아서 연선한 3본연이다. 엘리베이터 그리스 유의 함침은 얀 혹은 스트랜드 상태에서 함침을 시키는데, 최종 사이잘 중심의 그리스 함침량은 중심 전체 중량 대비하여 대략 중량%로 10~15% 이내로 제조한다. 이 때 함침된 그리스는 로프가 사용될 때 압착에 의해서 조금씩 빠져나오게 된다.

상술한 바와 같은 현재 사용되고 있는 엘리베이터용 와이어 로프의 절단력을 향상시키기 위해서, 중심 이외에 최외층 스트랜드의 구조나, 소선 와이어의 강도 및 설계 등을 변경함으로써 절단력을 높이는 것은 엘리베이터용 용도에 적합지 않으므로 적용하지 않고 있다. 따라서, 와이어 로프의 중심 구조를 종전과는 다르게 변경함으로써 절단력 상승을 가능하게 할 수 있는 것에 대한 연구가 진행되는 것이 고, 이와 같이 중심 구조 변경을 통하여 절단력이 향상되게 되면, 궁극적으로는 로프의 경을 작게 하여 현장에 적용할 수 있다.

사이잘 중심이 아닌, 스틸 로프 코어(IWRC, Indepent Wire Rope Core)는 대략 7X7 혹은 8X7 등의 여러 가지 구성으로 제조가 가능하다. 스틸 로프 코어는 사이잘 중심과는 달리 로프의 절단력에 큰 영향을 준다. 특히 엘리베이터용 로프와 같이 8개의 스트랜드 구조의 로프에서는 절단력이 사이잘 중심에 비하여 최대 30% 까지도 향상이 된다. 스틸 로프 코어의 경우에는 절단력 향상을 가져온다는 장점이 있으나, 이에 반하여 로프 그리스 유의 함침은 불리하다는 단점이 있다. 즉, 로프 그리스를 주입하면 코어의 빈 공간에 들어 있다가 사용 초기나 과도한 부하 하중이 부과되면 일시에 빠져 나오기 때문이다. 이는 중심의 소재가 섬유 심이 아닌 스틸이기 때문이다. 엘리베이터용 와이어 로프에서의 과도한 그리스 분출은 로프와 쉬브의 미끄러짐 현상이 발생할 뿐만 아니라, 그리스가 엘리베이터실 내부로 비산할 수 있기 때문에 이를 피하는 것이 바람직하다. 또한 초기의 그리스의 과도한 분출로 인하여 윤활제 역할을 하는 그리스가 소모됨으로써, 로프의 사용 수명이 단축될 수 있다는 단점도 지적되고 있다.

즉, 통상적으로 사용되고 있는 엘리베이터용 와이어 로프인 로프 경 12mm, 구조가 8×S(19)+사이잘(Sisal)은 중심에 천연섬유가 배치되어 있으므로, 일반 스틸 재질에 비하여 유연하고 그리스 함침에는 유리하다는 장점은 있지만, 절단력 및 로프 형태 변형의 측면에서 취약하다는 단점이 있고, 스틸 로프 코어를 중심으로 갖는 엘리베이터용 와이어 로프는 그리스의 함침에 불리하다는 단점이 있다.

본 발명은 이러한 종전 기술의 문제점에 착안하여, 천연 섬유를 중심으로 갖는 엘리베이터용 로프의 장점인 유연성과 그리스 함침이 용이하다는 것은 대등한 수준으로 유지하면서, 종전의 기술의 문제점으로 지적되고 있는 절단력의 약화와 로프의 형태 변형이 잘 일어난다는 단점을 방지하고, 스틸 로프 코어가 그리스유의 함침에 곤란하다는 점을 감안하여, 와이어 로프의 중심 구조 및 재질을 변경한 것이다. 이와 같이 중심 구조 및 재질을 변경함으로써, 절단력 향상의 효과 뿐만 아니라, 형태 변형이 적게 일어날 수 있는 한편, 로프 그리스 함침량 또한 우수한 엘리베이터용 와이어 로프를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명에서는 기존의 와이어 로프의 중심이 가지고 있는 장점 즉 로프 그리스의 함침 기능뿐만 아니라 스틸 로프 코어(IWRC)가 가지고 있는 장점인 고 절단력, 낮은 신율, 단단한 로프의 형태 유지 등의 장점을 갖도록 하기 위해서 와이어 로프의 중심을 특수한 구조의 IWRC(Independent Wire Rope Core)로 변경하였다. 변경된 중심의 구조는 도2에서 보는 바와 같이 FC+6×(FC+6) 형태이다.

본 발명의 일 측면은 엘리베이터용 와이어 로프의 중심에 있어서, 중심 스트랜드의 외주면에 6개의 외층 스트랜드가 연선된 구조로써, 이 때 상기 중심 스트랜 드가 섬유 심 스트랜드이고, 상기 외층 각 스트랜드는 섬유 심 얀을 중심으로 외주에 6가닥의 스틸와이어가 연선되어, 중심구조가 FC+6×(FC+6)인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 와이어 로프를 제공하는 것이다.

상기 섬유 심은 사이잘, 폴리 프로필렌인 것이 바람직하고, 상기 스틸 와이어의 인장강도는 165~180kgf/mm² 인 것이 바람직하며, 상기 섬유 심의 로프 그리스 함침량은 중심 전체 중량 대비하여 10~15중량%인 것이 바람직하다.

이때, 종전의 사이잘 중심과 스틸 로프 코어의 장점을 모두 갖기 위해서, 섬유 심과 스틸 와이어를 대략 단면적 비율 대비하여 30:70 정도로 유지하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하는 경우에는 로프의 절단력에 있어서는 종전 섬유 심에 비해서는 대략 15~25% 정도의 향상 효과가 있으며, 로프 그리스의 함침량 또한 종전과 비슷한 수준인 중심 전체 중량 대비하여 중량%로 10~15% 정도로 그리스가 함유된다. IWRC 스트랜드 작업시 로프 그리스의 함침량을 대략 20~25%가 적당하다. 이것은 스트랜딩과 크로싱 공정에서 로프 그리스가 일부 분출되기 때문이며 20~25%로 제조하여야만 최종 완제품의 IWRC의 그리스 함유량이 대략 10~15% 정도를 유지할 수 있다.

본 발명에 의한 특수한 구조의 IWRC는 도2에서 나타난 바와 같이, 코어 로프 의 중심 스트랜드는 섬유 심 스트랜드(11)이며, 외층 스트랜드는 중앙에 섬유 심 얀(12)이 심선으로 구성되고, 그 외주에 6가닥의 스틸 와이어(13)가 연선된 것으로 구성되고, 이러한 외층 스트랜드 6개를 다시 연선한 FC+6×(FC+6)의 중심 구조이다.

본 발명에 따른 중심 구조를 갖는 엘리베이터용 와이어 로프는 종전의 사이잘 중심 구조의 와이어 로프에 비해 대략 15~25% 정도의 절단력 향상을 갖게 되고, 특수한 IWRC 구조를 갖게됨으로써 로프 스트랜드의 함몰이나 형태 변형의 여지가 적게 되며, 로프 그리스유의 함침에도 유리하다는 효과를 얻을 수 있다.

-파단시험

기존의 엘리베이터용 와이어 로프와 본원 발명에서와 같은 중심구조를 갖는 와이어 로프에 대하여 절단 하중 측정을 위한 파단시험을 하였다. 파단시험을 위한 비교재는 직경이 6.2mm인 와이어 로프로써, 8×S(19)+사이잘(Sisal) 구조를 갖는 것이고, 발명재는 상기 비교재와 동일한 직경을 갖는 것으로써, 8×S(19)+ (FC+6×(FC+6))의 구조를 갖는 것으로 시험을 하였다. 절단하중의 측정을 위하여 인장 시험기(Zwick)를 사용하였고, 총 2회를 실시하였다. 결과는 하기〔표1〕과 같다.

	절단력(kN,1회)	절단력(kN,2회)	절단력(kN, 평균값)
비교재	20.20	19.70	19.95
발명재	24.16	23	23.58

상기〔표1〕에서의 절단력을 비교해보면, 본원 발명재가 비교재에 비하여 절단력이 대략 18% 향상되었음을 알 수 있다.

도 1은 8×S(19)+Sisal 구조의 종전의 엘리베이터용 로프를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 FC+(FC×6)의 중심구조를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 사이잘 중심 2. 심선

3. 씰와이어

11. 섬유 심 스트랜드 12. 섬유 심 얀

13. 스틸 와이어

Claims

엘리베이터용 와이어 로프의 중심에 있어서, 중심 스트랜드의 외주면에 6개의 외층 스트랜드가 연선된 구조로써, 이 때 상기 중심 스트랜드가 섬유 심 스트랜드이고, 상기 외층 각 스트랜드는 섬유 심 얀을 중심으로 외주에 6가닥의 스틸와이어가 연선되어, 중심구조가 FC+6×(FC+6)인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 와이어 로프.
제1항에 있어서, 상기 중심 전체의 로프 그리스 함유량이 상기 중심 전체 중량 대비 10~15중량%인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 와이어 로프.
제1항에 있어서, 상기 섬유 심은 사이잘(Sisal) 또는 폴리 프로필렌인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 와이어 로프.
제1항에 있어서, 상기 스틸 와이어의 인장강도가 165~180kgf/mm² 인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 와이어 로프.
제1항에 있어서, 상기 섬유 심 스트랜드의 직경이 2.0~2.5mm이고, 상기 섬유 심 얀의 직경이 0.7~1.0mm인 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 와이어 로프.