專(zhuān)利名稱(chēng)：繩索的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種繩索的生產(chǎn)工藝，尤其是高性能船用纜繩的制造方法。
船用纜繩要求強(qiáng)度高，不易斷裂；直徑小，重量輕，便于操作；斷裂時(shí)反彈性低，操作安全性強(qiáng)；抗張力疲勞、抗彎曲疲勞性能好，使用壽命長(zhǎng)及不易老化，此外，繩索還應(yīng)有良好的成形性能。其中，斷裂強(qiáng)度是最重要的指標(biāo)之一，而斷裂強(qiáng)度除取決于繩索的制造原料外，繩索的生產(chǎn)制造工藝的正確安排也是一個(gè)至關(guān)重要不可忽視的影響因素。繩索制造過(guò)程中單絲的排列分布、繩紗、繩股的布置、捻度、捻距等對(duì)其中每根單絲受力影響巨大，對(duì)整根繩索的斷裂強(qiáng)度自然影響巨大，同時(shí)，它們對(duì)繩索的抗張力疲勞、抗彎曲疲勞及使用壽命的影響，同樣不可小視。
現(xiàn)有技術(shù)中的繩索的制造工藝如下(1)一根單絲初捻(捻度為70到140捻/m)(2)多股經(jīng)上述工藝初捻后的繩絲反向復(fù)捻(捻度為39～78捻/m)成繩線(xiàn)。
(3)多根繩線(xiàn)再反向復(fù)捻(捻度為32～64捻/m)成繩紗。
(4)多層繩紗(一般為3～4層)經(jīng)捻制成繩股，其股捻距為(直徑比xd)3.3。
(5)多股繩股合成編織為繩索，其繩捻距為(直徑比XD)為3.3。
以上述工藝制成的繩索，依材料不同，斷裂強(qiáng)度隨線(xiàn)密度增大而增大，成正比，但利用率(每米每克繩索所能承受的斷裂強(qiáng)力[KN(g/m)]一般不高且為定值，以Dyneema材料為例，其利用率一般為1.1±0.1。
本發(fā)明旨在提供一種繩索的生產(chǎn)工藝，它能使所生產(chǎn)的繩索具有較高的使用率。
本發(fā)明是通過(guò)生產(chǎn)工藝的調(diào)整使得繩索中各單絲的受力盡可能地均勻，從而使繩索整體達(dá)到最大的拉力強(qiáng)度，同時(shí)通過(guò)生產(chǎn)工藝各道工序中的捻度、捻距的調(diào)整增加繩索的抗張力疲勞、抗彎曲疲勞，從而提高繩索的使用壽命。
具體的技術(shù)解決方案為
本發(fā)明繩索的制造工藝為1、將單絲通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再多根捻為繩紗，其捻度為32.3±5％捻/m，所加張力分布于每根單絲的力為每根單絲斷裂強(qiáng)力的0.5～1.5％。
2、將上述繩紗通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再多層捻制成繩股，其股捻(直徑比xd)為6～18。
3、將上述繩股，通過(guò)張力裝置使之均勻受力，并多股合成編織為繩(其繩捻距(直徑比XD)為3.8～8，制得繩索。
進(jìn)一步的技術(shù)解決方案為上述制成的繩索在其外表面套裝有保護(hù)套，或在其表面涂有一層耐磨性能較好的保護(hù)層。
上述工藝有如下特點(diǎn)1、在每道工序上預(yù)加張力，使絲、繩紗、繩股的受力盡量均勻從而避免了繩索在受力時(shí)，由于單絲(紗、股)的受力不均而逐步斷裂，從而提高了繩索整體的斷裂強(qiáng)度。
2、省略了初捻工序。眾所周知，捻制工藝對(duì)繩絲的強(qiáng)度有破壞作用，初捻工序的省略提高了繩索的斷裂強(qiáng)度。
3、保護(hù)套(層)使繩索不易被鉤絲、磨損，從而延長(zhǎng)了繩索的使用壽命。
在繩索的制造過(guò)程中，既要考慮到繩索的斷裂強(qiáng)力及利用率外，而又必須考慮到繩索的成形性能，成形性能太差，既不便于使用，又易鉤絲磨損。
大量的試驗(yàn)表明，在上述工序2中，當(dāng)股捻距(直徑比xd)在8～16時(shí)，繩索既有好的成形性能，又能達(dá)到較大的利用率。
在上述的工序3中，當(dāng)繩捻距(直徑比XD)在4～7時(shí)，繩既有好的成形性能，又能達(dá)到較大的利用率。
此外，在上述的工藝中，股捻距與繩捻距間又相互關(guān)聯(lián)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)繩捻距的具體數(shù)值與股捻距的具體數(shù)值之比為1∶1.6±0.3時(shí)，繩索的綜合性能更佳。
以下對(duì)同種材料采用新舊工藝以不同規(guī)格生產(chǎn)所獲得繩索進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)下表
根據(jù)上表中所列試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析及試制繩索結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)(1)非常明顯的是，新工藝所生產(chǎn)出的繩索較老工藝相比，利用率有了驚人的提高，提高幅度為8-60％。
(2)在保持繩股捻距不變的情況下，股繩捻距越大，利用率越高。
(3)在保持繩捻距不變的情況下，股捻距越大，繩索成型性能越差。
(4)在保持繩捻距不變的情況下，股捻距在6～18時(shí)，繩索利用率較高，成形性能尚可。
(5)在保持繩捻距不變的情況下，股捻距在8～16時(shí)，繩索利用率較高，成形性能好。
(6)在保持股捻距不變的情況下，繩捻距越大利用率越高。
(7)在保持股捻距不變的情況下，繩捻距超過(guò)8，繩索松散，成形性能差。
(8)在保持股捻距不變的情況下，繩捻距小于3.8，繩索利用率太低。
(9)在保持股捻距不變的情況下，繩捻距在4～7.5，繩索利用率較高，成形性能好。
(10)當(dāng)股捻距為12同時(shí)繩捻距為5.5～7時(shí)利用率高，且成形好。
實(shí)際上對(duì)繩索的斷裂強(qiáng)力進(jìn)行分析，我們可知(1)每道捻制對(duì)強(qiáng)力起負(fù)面作用，其下降幅度為9～13％。(2)繩索除了需獲得較好的利用率，即較高的斷裂強(qiáng)度外，還必須有一定的成形性能，保證繩索不影響使用，且不影響其耐磨性能，因此加捻是必需的又不能過(guò)多以免影響其斷裂強(qiáng)度。(3)繩索在獲得較高的斷裂強(qiáng)度，對(duì)于一定的原料而言，必須盡量使繩索中的各單絲(繩紗、繩股)均勻受力。
本發(fā)明通過(guò)各工序間預(yù)加張力，使繩索中的各單絲(繩紗、繩股)均勻受力，從而使繩索獲得較好的斷裂強(qiáng)度，通過(guò)繩捻距、股捻距的調(diào)整，使得繩索在獲得較高的斷裂強(qiáng)度的同時(shí)，又有足夠的成形性能；而保護(hù)套(層)的加裝不僅使成形性能好，又提高了繩索的耐磨性能。
以下將結(jié)合發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述。
實(shí)施例1以如下的工藝Dyneema絲制造繩索(1)將單絲通過(guò)張力裝置，單根初捻(捻度為140捻/m)(2)將3股經(jīng)上述工藝初捻后的繩絲通過(guò)張力裝置反向復(fù)捻(捻度為78捻/m)成繩線(xiàn)。
(3)將上述繩線(xiàn)5根通過(guò)張力裝置再反向復(fù)捻(捻度為過(guò)58捻/m)繩紗。
(4)將上述繩紗3層通過(guò)張力裝置捻制(股捻距(直徑比xd)為3.3)成繩股。
(5)將上述繩股合成編織為繩索，其繩捻距(直徑比XD)為3.3，制成繩索。
上述制成的繩索其斷裂強(qiáng)力為820KN其利用率為1.03KN(g/m)，繩索成形好。
實(shí)施例2以如下的工藝以Dyneema絲制造繩索(1)將單絲通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再15根捻為繩紗，其捻度為32.3捻/m，所加張力分布于每根單絲的力為每根單絲斷裂強(qiáng)力的1％，(2)將上述繩紗通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再3層捻制成繩股，排列為3-9-15，其股捻距(直徑比xd)為12，(3)將上述繩股，通過(guò)張力裝置使之均勻受力，并8股合成編織為繩(其繩捻距(直徑比XD)為5.5，制得繩索。
上述制成的繩索其斷裂強(qiáng)力為985KN其利用率為1.45KN(g/m)，繩索成形好。
實(shí)施例3以如下的工藝以Dyneema絲制造繩索(1)將單絲通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再15根捻為繩紗，其捻度為32.3捻/m，所加張力分布于每根單絲的力為每根單絲斷裂強(qiáng)力的0.5％，(2)將上述繩紗通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再3層捻制成繩股，排列為3-9-15，其股捻距(直徑比xd)為1.0，(3)將上述繩股，通過(guò)張力裝置使之均勻受力，并8股合成編織為繩(其繩捻距(直徑比XD)為5.5，制得繩索。
上述制成的繩索其斷裂強(qiáng)力為934KN其利用率為1.45KN(g/m)，繩索成形好。
實(shí)施例4以如下的工藝以Dyneema絲制造繩索
(1)將單絲通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再15根捻為繩紗，其捻度為32.3捻/m，所加張力分布于每根單絲的力為每根單絲斷裂強(qiáng)力的1.5％，(2)將上述繩紗通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再3層捻制成繩股，排列為3-9-15，其股捻距(直徑比xd)為14，(3)將上述繩股，通過(guò)張力裝置使之均勻受力，并8股合成編織為繩(其繩捻距(直徑比XD)為5.5，制得繩索。
上述制成的繩索其斷裂強(qiáng)力為1018KN其利用率為1.60KN(g/m)，繩索成形好。
實(shí)施例5以如下的工藝以Dyneema絲制造繩索(1)將單絲通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再15根捻為繩紗，其捻度為32.3捻/m，所加張力分布于每根單絲的力為每根單絲斷裂強(qiáng)力的0.5％，(2)將上述繩紗通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再3層捻制成繩股，排列為3-9-15，其股捻距(直徑比xd)為16，(3)將上述繩股，通過(guò)張力裝置使之均勻受力，并8股合成編織為繩(其繩捻距(直徑比XD)為7.5，制得繩索。
上述制成的繩索其斷裂強(qiáng)力為1053KN，其利用率為1.74KN(g/m)，繩索成形好。
實(shí)施例6以如下的工藝以Dyneema絲制造繩索(1)將單絲通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再15根捻為繩紗，其捻度為32.3捻/m，所加張力分布于每根單絲的力為每根單絲斷裂強(qiáng)力的1％，(2)將上述繩紗通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再3層捻制成繩股，排列為3-9-15，其股捻距(直徑比xd)為18，(3)將上述繩股，通過(guò)張力裝置使之均勻受力，并8股合成編織為繩(其繩捻距(直徑比XD)為8，制得繩索。
上述制成的繩索其斷裂強(qiáng)力為1065KN其利用率為1.793KN(g/m)，繩索成形好。
實(shí)施例7以如下的工藝以Dyneema絲制造繩索(1)將單絲通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再20根捻為繩紗，其捻度為32.3捻/m，所加張力分布于每根單絲的力為每根單絲斷裂強(qiáng)力的0.5％，(2)將上述繩紗通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再3層捻制成繩股，排列為2-8-14，其股捻距(直徑比xd)為10，(3)將上述繩股，通過(guò)張力裝置使之均勻受力，并8股合成編織為繩(其繩捻距(直徑比XD)為5.5，制得繩索。
上述制成的繩索其斷裂強(qiáng)力為1154KN，其利用率為1.457KN(g/m)，繩索成形好。
實(shí)施例8以如下的工藝以Dyneema絲制造繩索(1)將單絲通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再20根捻為繩鈔，其捻度為32.3捻/m，所加張力分布于每根單絲的力為每根單絲斷裂強(qiáng)力的1.5％，(2)將上述繩紗通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再3層捻制成繩股，排列為2-8-14，其股捻距(直徑比xd)為14，(3)將上述繩股，通過(guò)張力裝置使之均勻受力，并8股合成編織為繩(其繩捻距(直徑比XD)為5.5，制得繩索。
上述制成的繩索其斷裂強(qiáng)力為1164KN，其利用率為1.52KN(g/m)，繩索成形好。
實(shí)施例9以如下的工藝以Dyneema絲制造繩索(1)將單絲通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再20根捻為繩紗，其捻度為32.3捻/m，所加張力分布于每根單絲的力為每根單絲斷裂強(qiáng)力的0.5％，(2)將上述繩紗通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再3層捻制成繩股，排列為2-8-14，其股捻距(直徑比xd)為12，(3)將上述繩股，通過(guò)張力裝置使之均勻受力，并8股合成編織為繩(其繩捻距(直徑比XD)為7，制得繩索。
上述制成的繩索其斷裂強(qiáng)力為1138KN，其利用率為1.52KN(g/m)，繩索成形好。
權(quán)利要求
1.一種繩索的生產(chǎn)工藝，包括(1)一根單絲初捻(捻度為70到140捻/m)，(2)多股經(jīng)上述工藝初捻后的繩絲反向復(fù)捻(捻度為39～78捻/m)成繩線(xiàn)，(3)多根繩線(xiàn)再反向復(fù)捻(捻度為32～64捻/m)成繩紗，(4)多層繩紗(一般為3～4層)經(jīng)捻制成繩股，其股捻距(直徑比xd)為3.3，(5)多股繩股合成編織為繩索，其繩捻距(直徑比XD)為3.3，制成繩索。其特征在于在各道工序間，均通過(guò)張力裝置給各單絲(繩紗、繩股)均勻加力，使各單絲(繩紗、繩股)受力均勻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繩索的生產(chǎn)工藝，其特征在于省略了工序1即單絲初捻工藝，即該工藝為(1)將單絲通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再多根捻為繩紗，其捻度為32.3±5％捻/m，所加張力分布于每根單絲的力為每根單絲斷裂強(qiáng)力的0.5～1.5％，(2)將上述繩紗通過(guò)張力裝置使之均勻受力，再多層捻制成繩股，其股捻距(直徑比xd)為6～18，(3)將上述繩股，通過(guò)張力裝置使之均勻受力，并多股合成編織為繩，其繩捻距(直徑比XD)為3.5～8，制得繩索。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繩索的生產(chǎn)工藝，其特征在于上述制成的繩索在其外表面套裝有保護(hù)套，或在其表面涂有一層耐磨性能較好的保護(hù)層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3任一所述的繩索的生產(chǎn)工藝，其特征在于捻制為繩股時(shí)股捻距(直徑比xd)為8～16。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3任一所述的繩索的生產(chǎn)工藝，其特征在于捻制為繩索時(shí)繩捻距(直徑比XD)為4～7。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3任一所述的繩索的生產(chǎn)工藝，其特征在于此時(shí)股捻距的具體數(shù)值與繩捻距的具體數(shù)值之比為1∶1.6±0.3。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的繩索的生產(chǎn)工藝，其特征在于捻制為繩股時(shí)股捻距(直徑比xd)為12，同時(shí)，捻制為繩索時(shí)捻距(直徑比XD)為5.5～7。
全文摘要
一種繩索的生產(chǎn)工藝,通過(guò)在生產(chǎn)工藝各道工序中預(yù)加張力,使繩索中各單絲的受力盡可能地均勻,提高了繩索整體的斷裂強(qiáng)度;通過(guò)生產(chǎn)工藝中省略了初捻工序,提高了繩索整體的斷裂強(qiáng)度;通過(guò)生產(chǎn)工藝中的捻度、捻距的調(diào)整增加繩索的使用率和斷裂強(qiáng)度;通過(guò)在繩索的外表面加裝有保護(hù)套(層),增加繩索的成形性能及耐磨性能。該生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的繩索其利用率有了驚人的提高,斷裂強(qiáng)度、抗張力疲勞、抗彎曲疲勞性能及使用壽命都有了顯著的改善。同時(shí)成形性能也很好。
文檔編號(hào)D07B1/16GK1372037SQ0110829
公開(kāi)日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者薛金城 申請(qǐng)人:(中外合資)泰州宏達(dá)化纖繩網(wǎng)有限公司