本發(fā)明涉及纜繩，特別是高性能的絞合纜繩、用于制造這種纜繩的方法以及這種纜繩的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

塑料浸漬的繩索被推薦用于嚴(yán)苛的采礦應(yīng)用，在這種應(yīng)用中繩索暴露于高水平的磨損和疲勞，并且特別是在正常操作期間磨屑、灰塵或腐蝕性材料可能滲透繩索的場合。

纜繩通過特殊工藝進行浸漬，由此繩索內(nèi)的單獨股間隙用密封熱塑性材料填充，該密封熱塑性材料在單獨股之間及圍繞著繩索芯形成保護層。

塑料浸漬保護繩索免受灰塵和塵埃及其他腐蝕性材料的滲透，并且還保護繩索免受來自股間摩擦的內(nèi)部磨損。因此，繩索的壽命被大大延長。另外，塑料浸漬的纜繩具有若干優(yōu)點。它不具有拉伸特性，因為熱塑性使股粘在一起；這對旋轉(zhuǎn)的繩索是也非常有益的，因為這一工藝防止繩索扭轉(zhuǎn)分開。另一益處是它們的彎曲特性：塑料的填充減少了絲接觸彎曲應(yīng)力，從而改進了絲與股之間的負載轉(zhuǎn)移和共享。浸漬塑料導(dǎo)致持久的柔性、更耐沖擊負載以及繩索使用壽命的大幅增加。

塑料浸漬的纜繩在更極端的條件(例如，灰塵、塵?；蚧瘜W(xué)環(huán)境)中是有用的。它還經(jīng)常用在煤炭或礦石工業(yè)、打樁操作和鏟式起重機中，以及具有很高的磨損水平的應(yīng)用中。

另一方面，繩索的常規(guī)塑料浸漬不是很受控制的工藝，因為難以控制繩索是如何被浸漬的。通常，塑料僅隨機地填充繩索內(nèi)部的空隙。在這一工藝期間，難以避免以下狀況：當(dāng)繩索在使用期間被彎折時，兩個或更多個外繩索股彼此接觸或外繩索股接觸芯的外股。在繩索的操作期間，這些接觸點成為鋼對鋼的磨損點，引起繩索的最后失效。

在塑料浸漬的繩索中維持股與股及股與芯的分隔是相當(dāng)困難的。在美國專利no.5,386,683和美國專利7,389,633中公開了一種這樣的方法，其中提供了特殊設(shè)計的塑料或纖維棒作為繞包(wormings)，以防止外股間的接觸。然而，這種系統(tǒng)要求精確的操作控制，并且仍然留有在塑料或纖維棒微動磨損后外股的絲之間接觸的可能性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提供一種具有高疲勞壽命和耐磨性的纜繩。

本發(fā)明的一個目的是提供一種適合于嚴(yán)苛的微動磨損操作的穩(wěn)定的纜繩。

本發(fā)明的又一目的是提供一種可通過常規(guī)沖壓和捻繩工藝產(chǎn)生的穩(wěn)定的纜繩。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種纜繩，其包括芯、捻在所述芯上的多個外股和多個分隔股(separatorstrand)、圍繞著所述多個外股和所述多個分隔股的第一塑料護套，其中所述多個分隔從所述芯延伸并在所述多個外股中的每對外股之間延伸，以便產(chǎn)生并維持所述多個外股的所述每對外股之間的間隙。

在本發(fā)明的內(nèi)容中，“分隔股”指代用作用于維持每對外股之間的間隙的繞包、間隔件或分隔部件的股。分隔股或繞包有別于現(xiàn)有技術(shù)中的填料。繞包的位置和功能與填料不同。分隔股或繞包位于每對外股之間，而填料將填充在股的兩個鄰近層間的空隙中。分隔股或繞包用于保持每對股之間的間隙，而填料通常用于填充在繩索中的間隙中以使繩索更圓。分隔股或繞包具有與它們相關(guān)聯(lián)的層相同的捻距，而填料具有與它們所接觸的單絲相同的捻距。

在本發(fā)明的內(nèi)容中，‘股’還可以被解釋為‘簾線’。它通常由若干單個單絲制成。在本上下文中，‘單個單絲’是單個不間斷長度的絲。在本文中，具有不間斷長度的單獨絲不必是相同的。絲中的每一個可以取決于其所需的性質(zhì)而是不同類型的。單絲或絲被以想要的捻距捻合，以形成股或簾線。所有單絲接受相同捻距，這樣的典型示例是壓緊簾線(其中所有單絲直徑相等)、瓦靈頓式(warrington)或西魯式(seale)股(其中單絲以某一樣式裝配在一起)。備選地，股可以以層制成，其中單絲的層圍繞中心單絲或前體股以層捻距進行捻合，形成層狀簾線(例如3+9+15簾線，其中3根單絲捻在一起的芯股被9根單絲的層圍繞，并最終具有15根單絲的層)。作為另一示例，鋼股是所謂的7ⅹ7簾線，由7根單絲的芯股組成，均包括7根單絲的6個股以相同捻距圍繞芯股捻合。

纜繩的芯還可以是絲股或獨立的纜繩。作為一個示例，所述芯可以是諸如由聚丙烯、尼龍、聚酯的纖維制成的合成繩索。優(yōu)選使用高模量纖維的紗線，例如液晶聚合物、諸如聚對苯二甲酰對苯二胺(已知為)的芳族聚酰胺、高分子量聚乙烯(hmwpe)、諸如和pbo(聚對苯撐苯并二唑)的超高分子量聚乙烯(uhmwpe)的纖維的紗線。優(yōu)選地，所述芯是獨立的纜繩。

多個外股和多個分隔股可以由諸如銅、鋁或鋼的金屬或金屬合金制成。優(yōu)選地，所述多個分隔股的硬度小于纜繩的所述多個外股的硬度。作為一個示例，所述芯、所述多個外股及所述多個分隔股全部由鋼制成。優(yōu)選地，所述芯和所述多個外股由碳含量在0.2至1.5的重量百分比范圍中的高碳鋼制成，而所述多個分隔股由碳含量在0.02至0.2的重量百分比范圍中的低碳鋼制成。作為一個示例，高碳鋼可以具有范圍在0.2wt％與0.8wt％之間的碳含量、從0.3wt％到0.80wt％的錳含量、范圍從0.10wt％到0.50wt％的硅含量、0.05wt％的最大硫含量、0.05wt％的最大磷含量，其余是鐵及可能微量的銅、鉻、鎳、釩、鉬或硼。備選地，外股的絲還可以具有以下成分：范圍在0.8wt％與1.0wt％之間的碳含量，從0.5wt％到0.8wt％的錳含量，范圍從0.1wt％到5.0wt％的硅含量，范圍從0.1wt％到0.5wt％的鉻含量，從0.02wt％到0.2wt％的釩含量，其余是鐵及可能的微量物。作為一個示例，外股的絲具有0.84wt％的碳、0.67wt％的錳、0.23wt％的硅、0.24wt％鉻、0.075wt％的釩、其余是鐵及可能的微量物的成分。低碳鋼成分是如下的鋼成分，其中可能除了硅和錳以外所有元素均具有按重量小于0.50％的含量，例如按重量小于0.20％，例如按重量小于0.10％。例如，硅以按重量最大1.0％的量存在，例如按重量最大0.5％，例如按重量0.3％，或按重量0.15％。例如，錳以按重量最大2.0％的量存在，例如按重量最大1.0％，例如按重量0.50％或按重量0.30％。對于低碳鋼分隔股的一個示例，碳含量范圍高達按重量0.20％，例如范圍高達按重量0.06％。最小的碳含量可以約為按重量0.02％。

作為一個備選解決方案，所述芯和所述多個外股由鋼(高碳鋼或低碳鋼)制成，而所述多個分隔股由銅制成。將銅用作分隔股的材料，或?qū)⒌吞间撚米鞣指艄傻牟牧贤瑫r將高碳鋼用作外股的材料具有如下優(yōu)點：當(dāng)出現(xiàn)微動磨損時，因為這些分隔股是相對軟的，所以這些分隔股可以是“弱的”部分。以這種方式，歸因于金屬分隔股，外股不經(jīng)受巨大微動磨損。

根據(jù)本發(fā)明，包括第一塑料護套的所述纜繩在所述多個外股與所述多個分隔股之間滲透。纜繩的外股之間的分隔部件呈股的方式，允許塑料圍繞分隔股分配，因此塑料不被分隔部件或繞包阻斷。塑料護套可以滲透到所述多個分隔股中。這比纖維繞包是有利的，因為相對于塑料滲透，纖維繞包沒有空間或沒有充足空間。另一方面，從制造的角觀點來看，在纜繩的沖壓和捻繩期間，分隔股可以比具有相同直徑的單個絲更好處理，因為股具有比單個絲更好的柔性。

分隔股的應(yīng)用一方面提供了比塑料或纖維棒分隔件更好的耐微動磨損性，且另一方面確保了在外股間存在最小間隔，以促進塑料在施加護套期間流動并經(jīng)過分隔股，以便具有完全的塑料滲透。因此，受益于塑料護套完全滲透，繩索的性能可以得到顯著提高。

優(yōu)選地，所述纜繩進一步包括在所述芯或纜繩上的第二塑料護套。在所述纜繩上的第一塑料護套及在所述芯上的第二塑料護套可以由聚酰胺(pa)、聚乙烯(pe)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚丙烯(pp)、聚氨酯(pu)、聚砜(pes)、乙烯四氟乙烯共聚物(etfe)等制成。第一和第二塑料護套可以由相同或不同材料制成。塑料護套被形成為沿著纜繩的外周以優(yōu)選在0.5mm到5mm范圍(例如2mm到4mm)的厚度延伸。當(dāng)芯是獨立的纜繩時，其上的第二塑料護套可以產(chǎn)生更圓的橫截面，并且分隔股可以被精確地捻在塑料護套上并置于外股之間。另外，可以避免芯與分隔股以及外股之間的緩沖(cushion)。

作為一個示例，所述多個分隔股中的每一個可以用第三塑料護套包覆，以減少分隔股與外股之間的緩沖。優(yōu)選地，塑料涂層是與第一及第二塑料護套相同的材料。

第一、第二和/或第三塑料護套可以通過任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ瞥桑瑑?yōu)選地通過擠塑制成。

多個外股和多個分隔股兩者可以具有近似圓形的橫截面。優(yōu)選地，多個外股具有相同尺寸，而多個分隔股也是相同的。所述多個外股的直徑與所述多個分隔股的直徑之比在3到10的范圍中，例如6到10。這一比值起到控制外股之間的間隙大小和纜繩中的金屬填充率的作用。

作為一個示例，所述多個外股的直徑在2mm到40mm的范圍中，例如在10mm到30mm的范圍中或在15mm到25mm的范圍中。所述纜繩的直徑在5mm到200mm的范圍中，例如在10mm到100mm的范圍中或在30mm到50mm的范圍中。金屬或金屬增強的分隔股可以特別用于大直徑繩索，其中分隔股與繩索之間的間隙相當(dāng)大(例如，約1mm，或約2mm，甚至更大)并因此允許塑料容易地圍繞分隔件分配。對于中小直徑的繩索，當(dāng)需要通過完全滲透來施加護套時這將是非常重要的。在施加護套期間，為了塑料的良好流動，要求最小間隙。如果間隔過小，則要求非常高的壓力。通過使用分隔股，外股之間的間隙得以維持并且塑料仍然可以從旁經(jīng)過。即使對于具有涂覆的芯股的繩索而言，這也是重要的優(yōu)點。

附圖說明

參考詳細描述，當(dāng)結(jié)合非限制性示例及隨附的附圖來考慮時，本發(fā)明將得以更好地理解，在附圖中：

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的纜繩的一個示例。

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的纜繩的另一示例。

具體實施方式

圖1中圖示了本發(fā)明的纜繩的一個結(jié)構(gòu)。該纜繩具有44mm或71mm的直徑，及ep8ⅹk36ws+iwrc(1+6-8-8+8)的配置。在此，ep指代用聚合物包覆的纜繩。該纜繩具有8根壓緊的外股，外股具有以組合平行捻距捻合的36根絲，由8ⅹk36ws指示。芯是獨立纜繩(iwrc)。整個繩索具有瓦靈頓結(jié)構(gòu)(1+6-8-8+8)，即是平行捻距股結(jié)構(gòu)，具有交替地包含大簾線和小簾線的絲外層，外層中簾線的數(shù)目是下層中簾線的數(shù)目的兩倍。

如圖1中所示的，纜繩10具有獨立絲芯(iwrc)12，其被提供有塑料護套14。優(yōu)選地，塑料護套14由諸如聚酰胺的硬塑料材料制成。獨立纜繩12可以是合成繩索。獨立繩索12優(yōu)選是鋼纜繩，并且更優(yōu)選地，纜繩12的內(nèi)部例如通過常規(guī)瀝青潤滑劑16潤滑，常規(guī)瀝青潤滑劑16被塑料護套14包埋在芯12內(nèi)。

在塑料護套14的外周上，布置有由金屬或合金制成的8根分隔股17和8根壓緊的外股18。優(yōu)選地，分隔股17和外股18由鋼制成。更優(yōu)選地，用于外股18的鋼的碳含量比用于分隔股17的鋼的碳含量高。分隔股17被設(shè)置在壓緊的外股18之間，以在捻在塑料護套14上的壓緊的外股18中的每一對外股之間創(chuàng)建間隙。

纜繩10被用塑料護套19圍住。優(yōu)選地，塑料護套19由聚丙烯制成，并且更優(yōu)選地通過擠塑生成。塑料護套19被擠塑以沿著纜繩的外周以在1mm到2mm范圍(例如1.50mm)的厚度延伸。

這樣的纜繩在gap均勻分布方面提供在5％到10％的可觀改進。

圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的纜繩的另一示例。纜繩20具有7ⅹ7+7ⅹ19w結(jié)構(gòu)。鋼簾線27被插入作為分隔件，從芯22延伸并在多個外股28中的每一對外股之間延伸，以便產(chǎn)生并保持多個外股28中的每一對外股之間的間隙。