PL195002B1 - Lina transportowa z włókien syntetycznych - Google Patents

Abstract

1. Lina transportowa z wlókien syntetycznych do napedu za pomoca tarczy linowej lub bebna linowego, skladajaca sie z co najmniej jednej wewnetrznej i jednej zewnetrznej wspólosiowej warstwy skreconych ze soba nosnych splotek z wlókien syntetycznych oraz umieszczonego pomiedzy wewnetrzna warstwa splotek i ze- wnetrzna warstwa splotek, otaczajacego we- wnetrzna warstwe splotek, rekawowego plaszcza posredniego, znamienna tym, ze plaszcz po- sredni (13) ma boczne powierzchnie, dopaso- wane do zewnetrznego zarysu stykajacych sie z nim warstw (8, 12) splotek. PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest lina transportowa z włókien syntetycznych, korzystnie z poliamidu aromatycznego.

Liny ruchome, stosowane w technice transportowej, zwłaszcza w dźwigach, w budowie suwnic i w górnictwie, stanowią istotny, silnie obciążony element maszyn. Szczególnie skomplikowane jest obciążenie lin napędowych lub prowadzonych na krążkach linowych, jakie stosuje się na przykład w budowie dźwigów.

W typowych urządzeniach dźwigowych rama kabiny prowadzonej w szybie dźwigu oraz przeciwciężar są połączone ze sobą za pomocą liny. Aby podnosić i opuszczać kabinę oraz przeciwciężar, lina przechodzi przez tarczę napędową, napędzaną przez silnik napędowy. Moment napędowy jest nadawany na zasadzie połączenia tarciowego odcinkowi liny, przylegającemu na kącie opasania. Lina podlega przy tym dużym naprężeniom poprzecznym. Przy przegięciu liny na tarczy napędowej pod obciążeniem splotki wykonują ruchy względem siebie, aby wyrównać różnice w naprężeniach rozciągających. To samo dotyczy lin nawiniętych na bębny, jakie stosuje się w budowie dźwigów i suwnic.

Z drugiej strony w instalacjach dźwigowych niezbędne są znaczne długości lin, zaś ze względów energetycznych obowiązuje wymóg jak najmniejszych mas. Wysokowytrzymałe liny z włókien syntetycznych, na przykład z poliamidów aromatycznych lub aramidów o wysokim stopniu orientacji łańcuchów cząsteczek spełniają powyższe wymagania.

Liny z włókien aramidowych mają w porównaniu do zwykłych lin stalowych, przy takim samym przekroju, znacznie większą nośność, zaś ich ciężar wynosi jedną piątą lub jedną szóstą zwykłych lin stalowych. W przeciwieństwie do stali włókno aramidowe, z uwagi na swą budowę atomową, wykazuje jednak niewielkie wydłużenie przy zerwaniu i niewielką wytrzymałość w kierunku poprzecznym.

Z europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP 0 672 781 Al znana jest lina z włókien aramidowych o równoległym skręcie. Pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną warstwą splotek umieszczony jest płaszcz pośredni, który zapobiega stykaniu się splotek różnych warstw i zmniejsza w ten sposób ich zużycie wskutek wzajemnego tarcia. Opisana tutaj lina aramidowa daje wprawdzie zadowalające wyniki pod względem okresu użytkowania, wysokiej odporności na ścieranie i wytrzymałości na przegięcia o zmiennym kierunku, jednak w skręconej linie z włókien syntetycznych istnieje możliwość, że splotki będą się przesuwać względem płaszcza pośredniego, powodując nierównomierne obciążenie splotek. Ta zmiana budowy liny może pociągać za sobą zmniejszenie wytrzymałości liny aż do jej przerwania.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad znanej liny z włókien syntetycznych i polepszenie przenoszenia sił w linie z włókien syntetycznych.

Pod pojęciem liny transportowej należy rozumieć napędzaną linę ruchomą, nazywaną również zależnie od potrzeb liną pociągową lub liną napędową.

Lina transportowa z włókien syntetycznych do napędu za pomocą tarczy linowej lub bębna linowego, składająca się z co najmniej jednej wewnętrznej i jednej zewnętrznej współosiowej warstwy skręconych ze sobą, nośnych splotek z włókien syntetycznych oraz umieszczonego pomiędzy wewnętrzną warstwą splotek i zewnętrzną warstwą splotek, otaczającego wewnętrzną warstwę splotek, rękawowego płaszcza pośredniego, odznacza się według wynalazku tym, że płaszcz pośredni ma boczne powierzchnie, dopasowane do zewnętrznego zarysu stykających się z nim warstw splotek.

Korzystnie współczynnik tarcia pomiędzy splotkami i płaszczem pośrednim jest większy niż u = 0,15.

Korzystnie całkowite wydłużenie płaszcza pośredniego jest większe niż maksymalne występujące przemieszczenie splotek względem siebie.

Korzystnie boczne powierzchnie są rowkowane.

Korzystnie rowki mają ukształtowanie spiralne, przy czym kierunek skrętu rowków na zewnętrznej powierzchni bocznej jest przeciwny do kierunku skrętu rowków na wewnętrznej powierzchni bocznej.

Korzystnie grubość płaszcza w najcieńszym miejscu wynosi s = 0,1 mm.

Zalety osiągnięte dzięki wynalazkowi polegają na tym, że płaszcz pośredni o powierzchniach bocznych, dopasowanych do stykających się z nim profili warstw splotek, ma większą powierzchnię styku w porównaniu do splotek. Stałe połączenie wewnętrznych i zewnętrznych warstw splotek zapewnia wyższą wytrzymałość na skręcanie. Przy obciążonej linie wyprofilowany według wynalazku płaszcz pośredni zapobiega skręcaniu liny niezależnie od rodzaju działającego momentu obrotowego.

PL 195 002 B1

Płaszcz pośredni pokrywa przestrzenie między splotkami stykających się z nim warstw splotek i powoduje zwiększenie podtrzymującej i/lub nośnej powierzchni bocznej w obciążonym stanie liny. To z kolei powoduje bardziej równomierne wprowadzanie momentu przez całą boczną powierzchnię liny do jej wnętrza. Siła skręcenia warstwy zewnętrznych splotek nie działa jak dotychczas, głównie jak siła poprzeczna, na wypukłości poszczególnych splotek, lecz jest rozłożona na całej bocznej powierzchni obwodowej. Dzięki swej elastyczności płaszcz pośredni może przejmować różne przemieszczenia wzdłużne sąsiednich splotek, bez przesuwania splotek względem płaszcza pośredniego, co poprawia giętkość i wytrzymałość liny na przegięcia o zmiennym kierunku.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia linę dźwigową z płaszczem pośrednim według wynalazku, w widoku perspektywicznym, zaś fig. 2 - linę dźwigową z fig. 1 w przekroju poprzecznym.

Na fig. 1 przedstawiona jest lina 1, stosowana jako element nośny i transportowy w instalacjach dźwigowych. Lina 1 składa się ze splotki rdzeniowej 2, wokół której w pierwszym kierunku 3 skrętu ułożonych jest spiralnie pięć jednakowych splotek 4 pierwszej warstwy 5, z którymi splecionych jest dziesięć splotek 4, 7 drugiej warstwy 8 w równoległym skręcie, przy wyważonym stosunku pomiędzy skrętem splotek i liny.

Druga warstwa 8 splotek składa się z ułożonych naprzemiennie po pięć, jednakowych splotek 4, 7 dwóch rodzajów. W przedstawionym na fig. 2 przekroju liny ukazanych jest następnych pięć splotek 7 o większej średnicy, które spoczywają spiralnie w zagłębieniach podtrzymującej je pierwszej warstwy 5, natomiast pięć splotek 4 o średnicy splotek 4 pierwszej warstwy 5 spoczywa na wypukłościach podtrzymującej je pierwszej warstwy 5, wypełniając jednocześnie luki pomiędzy sąsiednimi splotkami 7 o większej średnicy. W ten sposób dwukrotnie równolegle skręcony rdzeń 9 liny uzyskuje drugą warstwę 8 splotek, która ma w przybliżeniu kołowy zarys zewnętrzny i w połączeniu z płaszczem pośrednim 13 przynosi opisane poniżej korzyści. Pod wzdłużnym obciążeniem liny 1 równoległy skręt rdzenia 9 liny wytwarza moment obrotowy, skierowany przeciwnie do kierunku 3 skrętu. Z rdzeniem 9 skręconych jest podwójnym skrętem w drugim kierunku 11 skrętu, przeciwnym do pierwszego kierunku 3 skrętu, siedemnaście splotek 10, tworzących zewnętrzną warstwę 12 splotek. Stosunek długości skrętu leżących na zewnątrz splotek 10 ze splotkami 4, 7 wewnętrznych warstw 5, 8 wynosi w przedstawionym przykładzie wykonania 1,6. Skręt zewnętrznej warstwy 12 splotek wytwarza pod obciążeniem moment obrotowy, powodujący obrót w kierunku przeciwnym do drugiego kierunku 11 skrętu.

Pomiędzy skręconą w drugim kierunku 11 zewnętrzną warstwą 12 splotek oraz splotkami 4, 7 drugiej warstwy 8 znajduje się płaszcz pośredni 13. Płaszcz pośredni 13 jest wykonany z odkształcalnego sprężyście materiału, takiego jak na przykład elastomery poliuretanowe lub poliestrowe, i jest nałożony na skręcony rdzeń 9 liny za pomocą wtrysku lub wytłaczania. Świeżo nałożony płaszcz pośredni 13 ulega przy tym odkształceniu plastycznemu, przy czym przylega on ciasno do zarysu obwodowego warstw 8 i 12 splotek oraz wypełnia wszystkie przestrzenie pośrednie, zachowując odciśnięte rowki 18, 19 przylegających do niego warstw 8, 12 splotek.

Profilowany płaszcz pośredni 13 otacza zatem drugą warstwę 8 splotek na kształt rękawa i uniemożliwia stykanie się splotek 4, 7 ze splotkami 10. W ten sposób eliminuje on zużywanie się splotek 4, 7, 10 wskutek wzajemnego tarcia podczas ruchu liny 1 na tarczy linowej lub napędowej (nie przedstawionej) i występującego przy tym przesuwu splotek 4, 7, 10 względem siebie. Ponadto płaszcz pośredni 13 zapewnia tarciowe i kształtowe przenoszenie, wytworzonego pod obciążeniem liny 1 w zewnętrznej warstwie 12 splotek, momentu obrotowego na drugą warstwę 8 splotek, a co za tym idzie, na rdzeń 9 liny, którego równoległy skręt wytwarza moment obrotowy, skierowany przeciwnie do kierunku 3 skrętu.

Jednocześnie opór tarcia pomiędzy splotkami 4, 7, 10 i płaszczem pośrednim 13, mający współczynnik u > 0,15, jest tak dobrany, że pomiędzy splotkami i płaszczem pośrednim nie zachodzi w przybliżeniu żaden ruch względny, lecz płaszcz pośredni 13 wykonuje ruchy kompensujące, ulegając odkształceniu plastycznemu. Elastyczność płaszcza pośredniego jest większa niż elastyczność impregnacji splotek oraz nośnego materiału splotek, co zapobiega ich przedwczesnemu uszkodzeniu. Z drugiej strony całkowite wydłużenie wybranego materiału płaszcza pośredniego 13 jest w każdym przypadku większe niż maksymalne występujące przemieszczenie splotek 4, 7, 10 względem siebie.

Na grubości 20 płaszcza pośredniego 13 można w sposób kontrolowany regulować promieniowy odstęp zewnętrznej warstwy 12 splotek względem osi obrotu liny 1, aby tym samym zneutralizować stosunek działających w obciążonej linie 1, przeciwnie skierowanych momentów obrotu zewnętrznej warstwy 12 splotek i równolegle skręconego rdzenia 9 liny. Grubość 20 płaszcza pośredniego 13 po4

PL 195 002 B1 winna być coraz większa wraz ze wzrostem średnicy splotek 10 względnie splotek 4 i 7. W każdym przypadku grubość 20 płaszcza pośredniego 13 należy dobrać tak, by w stanie obciążonym, przy całkowicie wypełnionych przestrzeniach 21,22 pomiędzy splotkami, zapewniona była resztkowa grubość płaszcza równa 0,1 mm pomiędzy splotkami 4, 7 i 10 sąsiednich warstw 8 i 12 splotek. Odkształcony plastycznie płaszcz pośredni 13 powoduje równomierne przenoszenie momentu na całej powierzchni obwodowej. Objętość przestrzeni pomiędzy splotkami można zminimalizować poprzez naprzemienne ułożenie splotek 7 o większej średnicy i splotek 4 o mniejszej średnicy drugiej warstwy 8 splotek.

Linę można stosować w najróżniejszych urządzeniach techniki transportowej, na przykład do dźwigów, szybowych instalacji transportowych w górnictwie, suwnic budowlanych, przemysłowych lub okrętowych, kolejek linowych i wyciągów narciarskich, a także jako element cięgnowy w schodach ruchomych. Napęd może się odbywać zarówno poprzez połączenie tarciowe za pomocą tarcz napędowych lub tarcz systemu Koepego, jak też poprzez obracające się bębny linowe, na które nawinięta

Claims (6)

1. Lina transportowa z włókien syntetycznychdo napędu za pomocą tarczy Ilnowej lub bębna llnowego, składająca się z co najmniej jednej wewnętrznej i jednej zewnętrznej współosiowej warstwy skręconych ze sobą nośnych splotek z włókien syntetycznych oraz umieszczonego pomiędzy wewnętrzną warstwą splotek i zewnętrzną warstwą splotek, otaczającego wewnętrzną warstwę splotek, rękawowego płaszcza pośredniego, znamienna tym, że płaszcz pośredni (13) ma boczne powierzchnie, dopasowane do zewnętrznego zarysu stykających się z nim warstw (8, 12) splotek.

2. Lina według zastrz. 1, tym, że współczynniktarcia pomiędzy splotkami (4, 7, 10) i płaszczem pośrednim (13) jest większy niż u = 0,15.

3. Lina według zastrz. 1, znamienna tym, że całkowite wydłużenie płaszcza pośredniego (13) jest większe niż maksymalne występujące przemieszczenie splotek (4, 7, 10) względem siebie.

4. Lina według zastrz. 1, znamienna tym, że boczne powierzchnie są rowkowane.

5. Lina według zas^z. 1, znamienna tym, że rowki (18, 19) mają spiralne, przy czym kierunek (11) skrętu rowków (18) na zewnętrznej powierzchni bocznej jest przeciwny do kierunku (3) skrętu rowków (19) na wewnętrznej powierzchni bocznej.

6. Lina według zas^z. 1, znamiennatym, że grubość |20) płaszczawnajcieńszym miejscu wynosi s = 0,1 mm.