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专利名称:含有中断的长丝的金属股绳的制作方法
技术领域:
本发明涉及金属股绳和绳,尤其涉及保持在所述金属股绳或绳中含有中断的长丝的金属股绳的可加工性。
背景技术:
目前,在应用双捻或单捻操作构造股绳和绳时,股绳或绳的长丝断裂是个问题。通常,此类断裂产生两个从股绳或绳的轮廓突出的松散的长丝端头。
当所述股绳或绳用于后续加工时,所述股绳或绳的松散长丝端头可能造成麻烦。
当具有突出的长丝的此类股绳用于制造多股绳时,这些突出的长丝可能会在生产绳时导致加工问题。所述突出的端头可能会在孔眼中、导引部件中或小通道中导致堵塞。
由于机械部件和长丝端头之间的这种相互作用,破裂或断裂的长丝可能会“脱套”。在股绳相当长的一段距离内,长丝从股绳中被拔出。
当有突出的长丝的此类股绳或绳被用作比如控制电缆时,这些突出的长丝可能会导致使用该股绳或绳的加工过程的紊乱。
当此类有突出的长丝的股绳或绳被用于提供聚合物或橡胶产品时(如同步带,电梯带或起重带),突出的长丝可能会导致聚合物或橡胶基体的剪
切或失效。并且,突出的端头可能会导致加工股绳或绳的例如挤压机或其它机器的导引部件的堵塞。
因此,要避免有中断的长丝的或有从股绳或绳的轮廓突出的长丝端头的此类股绳或绳。
为了避免此类突出的长丝,含有这种突出的长丝端头的金属股绳或绳可以在凸出的长丝端头的位置截成两段。这样就提供了一段长度等于长丝断裂前的股绳或绳的长度的股绳或绳。
股绳端头或绳端头可以彼此焊接起来,焊接的股绳或绳在焊缝处具有相对相同的轮廓。这就是下文引用的“头对头焊接”股绳或绳。本方案的股绳或绳具有较差的机械性能,比如较低的断裂强度,较低的弹性(断裂应力),以及较高的弯曲刚性和较低的扭转韧性。
尽管头对头焊接的金属股绳可用于制造绳,但会造成金属绳机械性能的损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属股绳,所述金属股绳包括断裂的金属长丝,但没有从股绳轮廓突出的长丝端头,尽管有长丝的断裂,所述股绳能够被加工而没有“脱套”的风险。本发明所述金属股绳很大程度上确保了其机械性能。
本发明的金属股绳包括至少两根长丝,其中至少一根长丝是中断的,产生至少一个长丝端头。根据本发明,这个长丝端头使用一种固定物质被固定到所述股绳的未中断的长丝上。长丝端
头与股绳的未中断的长丝固定处即为下文引用的“固定点”。
可能造成此类长丝中断的原因有,例如在双捻或单捻操作中在加捻点处的长丝断裂,长丝线轴空转;或在搁置长丝线轴的经轴架处长丝的断裂。
可以理解,虽非必需,长丝中断产生两个长丝端头,每个长丝端头在一个不同的固定点,通过使用一种固定物质被固定到股绳的未中断的长丝上。
在这种情况下,一定的中断区长度可被定义为最大股绳长度,所述长度含有两个固定点。通常,两个长丝端头在端头处不会再次相遇。即使如此,通常中断区长度在几毫米到几米之间。
固定物质可以是胶水或胶粘浆,聚合物材料,但优选焊接材料。所述焊料优选银,锡或锡银合金。
在使用胶水时,优选金属间胶合剂。
固定物质应用时的温度,例如聚合物或焊料的熔化温度,优选低于金属合金长丝的相变温度,以保持长丝的机械和物理性能。最优选的是,低于700℃的温度,此范围最优选低于350℃的温度。当使用钢时,这个相变温度可知为这样一个温度,高于该温度钢合金转变为奥氏体组织。
,。,。最优选的是,固定点直径与股绳直径基本上相等。
“股绳直径”定义为股绳径向截面最小圆的直径。长丝端头被固定到中断区的M长丝的位置的直径是包围长丝端头被固定到中断区的M长丝的位置处的最小圆的直径。
优选的是,每个固定点的长丝端头数目小于4,优选小于3或小于2。最优选每个固定点只有一个长丝端头。
本发明的金属股绳的优点为,被固定到未中断金属长丝上的长丝端头不影响此类股绳在诸如布线工序或挤压工序等后续工序中的使用,例如脱套。
与“头对头”焊接的股绳相比,在中断区末端的长丝端头固定也不会在金属股绳中产生僵硬区。另外与“头对头”焊接的股绳相比,本发明所述金属股绳还改善了中断的长丝处的机械性能。
既然优选只有几个甚至一个长丝端头固定于固定点,股绳不会被削弱太多。股绳或绳在中断的长丝处的断裂载荷接近金属股绳中非焊接金属长丝断裂载荷的总和。
对于本发明所述的金属股绳的一个样品,其断裂强度通常超过没有中断的长丝的金属股绳的一个样品的断裂强度/力的50%,例如大于60%或甚至大于80%。对于本发明所述的金属股绳的一个样品,其断裂时的伸长率通常超过没有中断的长丝的金属股绳的一个断裂伸长率的
30%,例如大于50%或甚至大于60%。由于股绳加载的安全系数较高,股绳中的焊区不会产生附加风险。
当本发明所述的金属股绳用于制造聚合物或橡胶产品(例如同步带,电梯带或起重带)时,消除了聚合物或橡胶基体发生剪切或失效的风险,因为不存在突出的长丝。也不再有加工所述股绳的如挤压机或其它机器的导引部件的堵塞现象。
“股绳”可理解为由一些金属长丝相互捻合而成,具有由外表面长丝构成的外表面的股绳。所有外表面长丝构成股绳的外表面。有时股绳可能会具有也包括金属长丝的芯。这种芯没有长丝出现在股绳的外表面。
举个例子,一根包括两层金属长丝的股绳,一层形成芯,一层形成外表面。这种股绳属于n×a+m×b结构,n和m为长丝的数目,而a和b表示长丝的直径,单位为毫米,例如1×+6××+6×。通常,在n或m等于1时,n或m在产品名中不出现。
芯本身也可能是金属长丝多层结构。例如,n1×a1+n2×a2+m×b结构,包括一个n1×a1+n2×a2两层结构的芯,围绕芯是m×b根金属长丝的第三层即外层。其中n1,n2和m代表长丝的数目,而a1,a2和b分别表示长丝的直径,单位为毫米。例如1×+6×+12×
3×+9×+15×。
长丝端头被固定到其它未中断的长丝上,要么是未中断的长丝之一,要么是多于一根的未中断的长丝。
本发明所述金属股绳,优选由钢合金制成,%%%的碳钢,或是不锈钢合金。
股绳可能包括具有完全相同直径的金属长丝。但是,本发明所述的股绳的长丝通常具有不同的直径。,,,,,。举个例子,。
可以理解,一根股绳可以包括不同的长丝,比如具有不同的直径,不同的合金或不同的涂层。
本发明所述股绳的直径优选小于5mm,,,。所述股绳直径是围绕所述股绳径向截面的最小虚拟圆的直径。举个例子,。
此外,根据本发明可以获得一种金属绳,所述金属绳通过使用至少一根但是优选仅仅一根金属股绳,所述股绳的长丝端头固定到未中断的长丝上,如本发明所述。同时,当生产所述金属绳时,如果所述金属绳的一根股绳的一根或多根长丝断裂,可实施使用固定物质将长丝端头固定到所述股绳的未中断的长丝上的方法。
两种情况下,金属绳包括至少一根本发明所述的股绳,所述股绳具有固定到这种股绳的未中断的长丝上的长丝端头。
一根金属绳可以有任意的结构,所述结构包括至少两根股绳,每根股绳包括至少两根金属长丝。
举个例子,可使用“n×m”结构,如3×3,7×3,4×7,7×4,7×7或7×19。n为所述绳中股绳的数目,每根股绳有m根长丝。可以理解,每根股绳可包括不同的长丝,例如不同的直径,不同的合金或不同的涂层。
此外,优选“m1+(n×m2)”的结构。围绕一根有m1根长丝的芯股绳,设有m2根长丝的n根股绳。例如一根3+5×7的绳,是这样一种绳,其中一根芯股绳有3根长丝,围绕芯是5根每根有7根长丝的股绳。长丝m1和m2的直径可能相同或不同。可以理解,每根股绳可以包括不同的长丝,比如不同的直径,不同的合金或不同的涂层。
一根金属绳的直径优选小于14mm,例如小于12mm或小于9mm或甚至小于7mm,,,。举个例子,。
“绳直径”定义为包围所述绳径向截面的最小圆的直径。中断区的直径是包围所述绳截面的最小圆的直径,所述绳截面为存在本发明所述股绳的中断区的绳截面。
由于可避免长丝从绳的轮廓突出,对于本发明所述的股绳可获得相同优点。没有突出的长丝端头就不会造成由于脱套产生的工序中断或干扰,很大程度上也不会影响绳的机械性能。
对于包括一根本发明所述的股绳的金属绳样品,其断裂强度/力通常超过没有本发明所述的股绳的金属绳的一个样品的断裂强度的75%,例如大于80%或甚至大于90%。对于包括一根本发明所述的股绳的金属绳样品,其断裂时的伸长率通常超过没有本发明所述的股绳的金属绳的一个样品的断裂伸长率的30%,例如大于50%或甚至大于60%或甚至大于70%,对于大于70%而言,比如大于80%。由于股绳加载的安全系数较高,在股绳级别上本发明所述股绳不会产生附加风险。
对于包括中断区的金属绳样品,其断裂时的伸长率通常比在绳的整个截面上焊接的金属绳的样品的断裂伸长率要大。
当包括一根本发明所述的股绳的绳用于制造聚合物或橡胶产品(例如同步带,电梯带或起重带)时,所述聚合物或橡胶的基体发生剪切或失效的风险被最小化。也不会再有加工所述绳的挤压机或其它机器的导引部件发生堵塞的现象,同时享有改善的机械性能。
因此本发明所述的金属绳和金属股绳可被用于例如,强化诸如同步带,电梯带或起重带,传送带的聚合物或橡胶带;或可用于控制电缆,电梯索或提升索,悬索或应用于汽车方面,诸如轮胎强化或车窗提升缆绳。
由于包括本发明所述的股绳的股绳或绳,克服了现知的技术缺点,股绳或绳制造商能够降低浪费率,从而股绳或绳能以更经济的方式生产。目前制造商不得不生产整根没有中断的长丝的股绳或绳,这也是这些制造商面对的一个缺点。
本发明参考附图将进行更具体描述—图1为本发明所述绳和股绳的示意图。
—图2a为有长丝断裂的股绳的示意图。
—图2b为图2a所示股绳的示意图,其中长丝端头根据本发明被固定。
—图3为图1所示绳的AA’面的径向截面图。
—图4为包括本发明所述的绳的聚合物带。
具体实施例方式
图1所示为本发明所述的金属绳和金属股绳的实施例。金属绳100,%的钢制成,结构为“(+6×)+6×(+6×)”。所述绳包括7根股绳(101a,101b,101c,101d,101e,101f和101g),每根股绳包括芯长丝102和构成所述股绳外层的长丝103。
,所述芯长丝被
。其它外层股绳101b,101c,101d,101e,,。
,外层股绳101b,101c,101d,101e,101f和101g的捻距104为8mm。芯股绳101a和金属绳本身为同向(S或Z方向)加捻,而股绳101b,101c,101d,101e,101f和101g为反向(Z向,分别为S向)加捻。
如图2a和图2b所示,股绳101d有一根中断的长丝105。金属长丝105是股绳101d外层的长丝。如图2a所示,这根中断的长丝产生两个从股绳外轮廓凸出的长丝端头107a和107b。
根据本发明,如图2b所示,两个长丝端头107a和107b均被固定,优选焊接到有两个固定点106的股绳101d的未中断的长丝上。股绳101d的中断区长度如箭头108所示。中断区少了一根长丝,所以本实施例中6根长丝保持不中断状态。
对于固定物质,优选焊料,所述焊料选自银,锡或银锡合金,最优选锡银合金。
如图3所示,图3为图1AA’方向的截面图,股绳101d的直径表示为301,基本上等于在中断区的每侧的固定点106处的直径,表示为302。股绳101d和绳100的断裂强度/力和断裂伸长率如表