KR100318184B1 - 플래스틱 코팅된 코어 로프를 갖는 와이어 로프의제조방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플래스틱 코팅된 코어 로프를 갖는 와이어 로프에 관한 것이다.

본 발명은 통상의 와이어 로프 연선장치에 있어서, 코어로프 공급대(1) 와 회전연선체(14) 사이의 코어 로프(12) 이동로상에 중공의 원통형 히터(21)와 도유조(22)가 순차적으로 설치된 구조로서, 이때 히터(21)는 각기 코어로프 인입구(23a)와 인출구(23'a)가 구비된 양 측면판(23)(23') 사이에 원통형의 케이싱(24)이 설치되고 그 케이싱의 내부에 단열재(25)와 지지바(26)및 가열용 히터(27)가 장착된 구성이고, 상기 도유조(22)는 상단부에 개구부(28a)가 형성된 원통형의 도유조 본체(28)와 도유조 본체의 양측 단부에 형성된 집유실(29)(29')과 집유실에 모여진 그리스를 받아들여저장하는 저유조(30)와 저유조에 저장된 그리스를 상기 도유조 본체(28) 내부로 공급하여 그리스의 순환이 이루어지도록 하는 순환펌프(31)로 구성됨에 기술적 특징이 있다.

본 발명에서는 보이스에 도달하기 전에 히터에 의한 코어 로프의 저온 예비가열 과정과 일정수준 이상의 온도로 유지된 그리스가 채워진 도유조에서의 도유과정에 의해 플래스틱 코팅층이 연화됨과 아울러 그 표면에는 그리스가 도포되므로 후속되는 보이스에서의 크로싱 과정의 결과로 얻어지는 와이어 로프는 와이어 로프의 사용중에 외측 스트랜드로 지속적인 도유가 이루어지도록 하여 와이어 로프의 수명을 연장시키게 되며,낮은 온도에서 코어 로프의 플래스틱 코팅층에 대한 연화가 이루어지도록 함으로써 그리스의 성상이 변화되는 것이 방지되는 이점이 있다.

Description

플래스틱 코팅된 코어 로프를 갖는 와이어 로프의 제조방법 및 그 장치 {Method for making a wire rope having a plastic coated independant wire rope core and its apparatus for making the same}

본 발명은 플래스틱으로 코팅된 외주면을 갖는 코어 로프의 주위로 다수개의 외측 스트랜드가 스트랜딩되어 구성된 와이어 로프에 관한 것으로, 보다 자세하게는 플래스틱 코팅된 코어 로프를 원통형 히터 내부로 통과시켜 플래스틱 코팅층을 연화시키고 이어서 일정한 온도로 유지된 용융 도유조를 지나도록 하여 그 표면에 그리스가 도포된 상태로 보이스로 향하도록 해서 외측 스트랜드와의 크로싱이 이루어지도록 한 플래스틱 코팅된 코어 로프를 갖는 와이어 로프의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 금속재 와이어 로프는 기계, 건설, 선박, 어업, 임업, 광업, 공중 케이블을 비롯한 엘리베이터등의 광범위한 분야에서 널리 사용되고 있는 바, 이러한 와이어 로프의 기본적인 구조를 도1에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와같이, 일반적인 와이어 로프(R)는 안쪽에 위치하는 코어 또는 중심(1)의 외측으로 다수개의 외층 스트랜드(2)가 꼬여져 있는 구조이다. 이때, 각 외층 스트랜드(2)는 한 개의 심선(2a)을 중심으로 하여 여러가닥의 단위 소선(2b)이 소정의 피치로 연선되어진 구성으로서, 꼬임의 방향과 피치 및 동원되는 스트랜드 수와 꼬임층수 등의 조건에 따라 규격표시별로 구별되어 진다.

도시된 구조의 와이어 로프(R)는 외층 스트랜드(2)가 단일층으로 이루어진 구조이나 외층 스트랜드가 복수개의 층으로 이루어진 구조 역시 일반적이다.

상기 코어는 크게 다수개의 금속소선을 연선시킨 구조와 천연섬유나 합성섬유를 서로 꼬은 구조의 두가지 형태로 대별되는 데, 이들은 제각기 장단점을 지님에 따라 와이어 로프의 용도 및 요구되는 특성에 따라 구별되어 사용되고 있다.

한편, 종래 와이어 로프 코어의 또 다른 형태의 하나로 여러 가닥의 금속소선 와이어로 이루어진 코어 로프(또는 스트랜드)의 외주면을 플래스틱으로 코팅한 이른바 'PCIR' (Plastic Coated Independent Wire Rope Core)이 알려져 있다.

코어 로프의 플래스틱 코팅층을 구성하는 재료의 구체적인 예로는 열가소성 수지인 폴리프로필렌(PP), 피브이씨(PVC) 또는 폴리에틸렌(PE)등을 들 수 있다.

도2는 종래의 플래스틱 코팅된 코어 로프를 포함하는 와이어 로프의 단면구조를 보인 것으로, 도시된 바와같이 코어 로프(CR)는 그 주위를 덮고 있는 플래스틱 코팅층(PC)에 의해서 완전히 차단되므로 코어 로프 내부로 물기나 공기가 유입되는 것이 차단되어 코어 로프의 방청성이 향상되고, 또한 플래스틱 코팅층의 일부가 외층 스트랜드(OS)의 연선과정에서 삼각핀(TP) 형상으로 변형되어 코어 로프(CR)와 외층 스트랜드(OS) 사이의 공간을 메움과 함께 외층 스트랜드 상호간의직접적인 접촉(치합)이 방지되도록 함으로써 와이어 로프(WR)의 내마모성 향상에 기여하는 것으로 알려져 있다.

한편, 와이어 로프의 경우에는 그 길이방향으로 하중에 의한 장력이 작용하거나 시브와의 접촉이동이 이루어지는 과정에서 스트랜드 상호간 및 각 스트랜드를 구성하는 소선간에 접촉마찰을 수반하는 하중의 작용이 반복됨에 따라 피로수명이 저하되고, 또한 도금층이 손상되어 녹이 발생하게 됨에 따라 이의 방지를 위해서 그리스등의 윤활제를 도유하고 있다.

이와같이, 윤활제의 도유에 의한 와이어 로프의 수명향상 효과는 일반적인 사실로서, 문제는 상기 플래스틱 코팅층으로 이루어진 코어 로프를 중심으로 그 외주에 외측 스트랜드가 꼬여져 이루어진 와이어 로프 구조하에서는 코어 로프의 플래스틱 코팅층과 외측 스트랜드 사이에 그리스를 도포하기가 매우 까다롭다는 문제점이 지적되고 있다.

한편, 종래에 플래스틱 코어 로프를 포함하는 와이어 로프의 제조방식에서는 보이스 통과에 의해 코어 로프의 주위로 외측 스트랜드의 크로싱이 이루어지도록 한 연후에 고주파 열처리로 플래스틱 코팅층을 연화시켜 삼각핀이 형성되도록 함으로써 스트랜드 사이의 공간이 메워지도록 하는 형태와 보이스 전방에서 코어 로프의 주위에 불꽃을 가하여 플래스틱 코팅층을 연화시켜 보이스를 통과하는 과정에서 그 주위로 외측 스트랜드의 크로싱이 이루어지도록 하는 형태가 주로 행해지고 있다.

그런데, 상기 종래의 와이어 로프 제조방식에서는 로프의 중심, 즉 코어 로프의 외면에 그리스를 도포하는 것이 거의 매우 까다롭고, 플래스틱 코팅층의 표면에 그리스를 도포하는 경우라도 이후의 불꽃가열 과정에서 그리스의 성상이 변화하거나 연소되어 버리는 문제점이 있다.

그리고, 불꽃을 이용하여 플라스틱 코팅층을 연화시킴에 있어서는 플래스틱이 적정한 연화상태가 되도록 하는 불꽃의 세기 및 가열시간 등을 조절하는 정밀한 제어 및 상당한 숙련이 필요로 하고 자칫하면 플래스틱 코팅층이 과열되어 녹아내리거나 발화되는 등의 치명적인 불량이나 사고가 발생하게 된다.

본 발명은 종래 플래스틱 코팅된 코어 로프를 포함하는 와이어 로프의 제조시에 발생되는 상기의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코어 로프 공급대와 연선기 보이스 사이의 코어 로프 이동경로상에 중공 원통형의 히터와 일정온도 이상으로 유지된 그리스가 순환하는 도유조를 순차적으로 설치하여 코어 로프의 이동간에 히터에 의한 플래스틱 코팅층의 연화 및 연화된 코팅층 표면에 대한 그리스 도포가 이루어지도록 하여 보이스에서 외측 스트랜드와의 크로싱시에 플래스틱 코팅층의 소성변형에 의한 삼각핀 형성이 자연스럽게 이루어지도록 한 플래스틱 코팅된 코어 로프가 구비된 와이어 로프의 제조방법 및 그 장치를 제공하는 데 발명의 목적을 두고 있다.

도1은 일반적인 와이어 로프의 구조를 보인 정면도.

도2는 플래스틱 코팅된 코어로프를 갖는 와이어 로프의 단면구조도.

도3은 본 발명에 따른 와이어 로프의 제작장치에 대한 개략구조도.

도4는 본 발명에 따른 코어로프 가열용 히터에 대한 일부절결 정면도.

도5는 도4의 A-A선 단면도.

도6은 본 발명에 따른 도유조 구조를 보인 종단면도.

도7은 도6에 도시된 도유조에 대한 측면도.

(( 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ))

11. 코어로프 공급대 12. 코어 로프

14. 회전 연선체 17. 보이스

18. 와이어 로프 21. 원통형 히터

22. 도유조 23, 23'. 측면판

24. 케이싱 25. 단열재

26. 지지바 27. 히터

28. 도유조 본체 29, 29. 집유실

30. 저유조 31. 순환펌프

본 발명의 플래스틱 코팅된 코어 로프가 구비된 와이어 로프의 제조방법은, 플래스틱 코팅된 코어 로프를 연선장치의 보이스로 연속적으로 공급시키는 단계와, 코어 로프의 이동중에 히터에 의한 가열이 이루어지도록 하여 플래스틱 코팅층을 연화시키는 단계와, 연화된 플래스틱 코팅층의 표면에 일정온도 이상으로 유지된 그리스의 도포가 이루어지도록 하는 단계와, 보이스 통과과정에서 그리스가 도포되고 연화된 상태에 있는 코어 로프의 주위로 외측 스트랜드의 크로싱에 의해 플래스틱 코팅층의 변형과 함께 와이어 로프의 꼬임이 이루어지도록 하는 단계로 구성된다.

이때, 상기 코어 로프의 플래스틱 코팅층 가열을 위한 히터의 가열온도는 히터의 길이 및 코어 로프의 이동속도 등을 고려하여 적절한 범위로 유지되어야 하는 데, 그 구체적인 온도범위로는 80 ∼ 100℃ 정도가 바람직하다.

다음, 상기 히터를 통과하여 나온 코어 로프는 그 이동로의 직전방에 설치된 도유조를 지나면서 그 표면에 그리스의 도유가 이루어지게 되는 데, 이를 위해 도유조는 로프 코어의 이동방향을 따라 설치됨에 있어 로프 코어의 입구측과 출구측으로 그리스의 오버 플로우가 이루어지도록 구성하고 내부에는 히터를 내장하여 도유조를 순환하는 그리스가 일정온도 이상을 유지하도록 하여야 한다.

상기 도유조 내부의 그리스 온도는 그 성상의 변화를 초래하지 않으면서 플래스틱 코팅층의 연화상태가 유지되도록 할 정도가 바람직한 바, 보다 구체적으로는 80 ∼ 150℃ 정도가 유지되도록 하는 것이 유리하다.

상기의 도유조를 거치면서 그 표면에 그리스의 도포가 이루어진 상태의 코어 로프는 연선기의 보이스에 도착되는 시점에서 플래스틱 코팅층의 온도가 약간 떨어지기는 하나 여전히 연화된 상태(말랑말랑한 상태)를 유지함에 따라 보이스 통과과정에서 외측 스트랜드와의 크로싱 시에 플래스틱 코팅층의 외곽부가 삼각핀 형상으로 소성변형되고 그 결과로 코어 로프와 외측 스트랜드 사이의 공간이 플래스틱 코팅층으로 메워져서 와이어 로프의 내부식성과 내충격성의 향상을 도모하게 되고 그에 따라 로프의 수명을 연장시키게 된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성, 단계별 구체적인 제조공정 및 작용효과 등에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 상세한 설명과 실시예에 의해서 보다 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도3은 본 발명에 따른 와이어 로프의 제작장치에 대한 개략구조도이다.

통상의 와이어 로프 제조방식에서, 코어로프 공급대(11)로부터 공급되는 플래스틱 코팅된 코어 로프(12)는 다수개의 외측 스트랜드 공급보빈(13)이 장착된 회전 연선체(14)의 중심을 지난 후 경판(15)에 안내되어 외측 스트랜드(16)들과 함께 보이스(17)에서 한곳으로 모여지게 되며, 보이스(17)를 통과하는 과정에서 코어 로프(12)의 주위로 상기 외측 스트랜드(16)의 꼬임이 이루어지게 되고, 이렇게 연선된 와이어 로프(18)는 인출드럼(19)에 안내되어 권취기(20)에서 권취됨으로써 와이어 로프로의 제작이 완료되는 과정을 취하고 있다.

본 발명에서는 상기 종래의 와이어 로프 제조과정에서 코어로프 공급대(1)와 회전연선체(14) 사이의 코어 로프(12) 이동로상에 중공의 원통형 히터(21)와 도유조(22)를 순차적으로 설치하여 코어 로프(12)의 연속적인 이동간에 플래스틱 코팅층의 가열에 의한 연화와 연화된 코팅층 표면에 대한 그리스의 도포가 이루어지도록 한 데에 기술적 특징이 있다.

도4는 본 발명에 따른 코어로프 가열용 원통형 히터에 대한 일부절결 정면도이고, 도5는 도4의 A-A선 단면도로서, 도시된 바와같이 본 발명의 히터(21)는 각기 코어로프 인입구(23a)와 인출구(23'a)가 구비된 양 측면판(23)(23') 사이에 길다랗게 연장된 원통형의 케이싱(24)이 설치되고 그 케이싱의 내부로 세라믹 울(ceramic wool)등으로 이루어진 단열재(25)와 지지바(26)및 가열용 히터(27)가 장착된 구조로 이루어져 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하자면, 양 측면판(23)(23')상에 단부가 고정된 지지바(26)에 의해서 중공원통형의 단열재(25)가 지지되고, 그 원통형 단열재의 내주면과 인접한 위치의 다수곳에 원통형 단열재와 평행하게 히터(27)가 장착된 구성으로서, 히터(27)로부터 발생된 열은 그 주위를 둘러싸고 있는 원통형 단열재(25)에 의해서 외측으로의 열전달이 차단된 채 모든 열기는 원형으로 배열된 히터의 내부를 통과하는 코어 로프(12)로 향하게 된다.

이때, 각 히터(27)는 코어 로프(12)로부터 일정한 간격만큼 떨어져 위치함에 따라 코어 로프의 플래스틱 코팅층에 대하여 간접가열을 하게 되고, 그로 인해 플래스틱 코팅층의 과열을 피하고 일정온도 이하의 예열상태로만 유지되도록 한다.

다음, 도6은 본 발명에 따른 도유조 구조를 보인 종단면도이고, 도7은 도6에도시된 도유조에 대한 측면도로서, 이들 도면에 의거하여 도유조의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와같이, 도유조(22)는 상단부에 길이방향을 따라 개구부(28a)가 형성된 원통형의 도유조 본체(28)와, 도유조 본체의 양측 단부에 마련되어 도유조 본체로부터 오버 플로우된 그리스가 모여들도록 하는 집유실(29)(29')과, 집유실에 모여진 그리스를 받아들여 저장하는 저유조(30)와, 저유조에 저장된 그리스를 상기 도유조 본체(28) 내부로 공급하여 그리스의 순환이 이루어지도록 하는 순환펌프(31)로 이루어져 있다.

이때, 상기 도유조 본체(28)의 양 측면과 집유실(29)(29')의 외측벽에는 동일한 수직높이를 갖는 코어 로프 통과홈(28b)(28b')(29a)(29'a)이 각각 형성되어 그 홈들을 통해서 코어 로프(12)가 통과하도록 구성되어 있다. 한편, 상기 도유조 본체(28)의 양측면에 형성된 코어 로프 통과홈(28b)(28b')의 하단부는 도유조 본체로 공급된 그리스(G)가 흘러넘치는 오버 플로우 격벽으로서 작용하게 된다.

즉, 도유조 본체(28) 내의 그리스는 양측벽의 코어로프 통과홈(28a)(28b)을 통해 오버 플로우되어 양 집유실(29)(29')로 흘러든 다음 집유실과 저유조(30)사이에 연결된 관로(32)(32')를 통해서 저유조(30)로 향하게 된다.

한편, 저유조(30)에 저장된 그리스는 순환펌프(31)의 구동에 의해 그리스 공급관(33)을 타고 도유조 본체(28)로 공급됨으로써 그리스의 연속적인 순환이 이루어지게 된다.

그리고, 도유조 본체(28)의 내부로는 그리스의 온도를 일정한 수준으로 유지시키기 위한 히터(34)가 침적 설치되어 있다.

이와같은 구조로 이루어진 도유조(22)를 통과하게 되는 코어 로프(12)는 도유조 본체(28)에 채워진 그리스(G)중에 침적상태로 이동하는 과정에서 그 표면에 그리스의 도포가 이루어짐과 함께 도유조 본체(28) 내부의 그리스 온도에 의해서 플래스틱 코팅층이 연화된다.

도유조 본체(28) 내부의 그리스 온도는 이전단계의 히터(21)에 의한 예비가열시 온도보다도 높게 유지되도록 하는 것이 요구되는 데, 이때 그리스의 성상에 변화를 초래하는 온도로까지는 승온되지 않도록 주위하여야 한다.

본 발명에 따른 코어 로프의 예비가열, 코어 로프 외주면에 대한 그리스 도포 및 외부 스트랜드와의 크로싱으로 이어지는 와이어 로프 제조과정에 대한 구체적인 실시예는 다음과 같다.

먼저, 본 발명 실시예의 와이어 로프 제작에는 도3 내지 도7에 도시된 바와같은 장치가 사용되었다.

코어로프 공급대로부터 공급되어 보이스를 거쳐 권취기로 연속이동되도록 함에 있어서, 코어 로프의 예비가열을 위한 히터의 전체 길이는 1.7m이었고, 도유조의 길이는 2.0m 였다.

그리고, 히터의 온도는 80℃로 유지시키고 도유조 내부의 그리스 온도는 110℃가 유지되도록 한 가운데 코어 로프가 통과하도록 하였는 바, 이때 히터 구간 통과시간은 17초이고, 도유조 구간 통과시간은 20초였다.

한편, 도유조를 막 빠져나온 코어 로프의 플래스틱 코팅층에 대한 온도를 측정하여 보았던 바, 그 온도는 60 ∼ 65℃ 였으며, 보이스 직전에서의 플래스틱 코팅층 온도는 42 ∼ 46℃로서 도유조를 막 빠져나왔을 때에 비해서는 약간 온도가 떨어지긴 하였으나 여전히 말랑말랑한 연화상태로 유지되고 있음을 알 수 있었다.

도유조를 빠져나온 코어 로프가 보이스에 도달하기까지의 소요시간은 140초 정도였으며, 코어 로프가 히터를 통과하여 보이스에 도달하기까지의 총 소요시간은 약 3분 정도였다.

상기와 같은 작업조건하에서 제작된 본 발명의 실시예 와이어 로프에 대한 단면을 살펴보았던 바, 코어 로프의 플래스틱 코팅층이 충분한 소성변형을 일으켜서 코어 로프와 각 외측 스트랜드 사이의 공간마다에 삼각핀 형상의 플래스틱 코팅층으로 메워짐과 아울러 플래스틱 코팅층의 표면에는 그리스가 고르게 도포된 상태를 그대로 유지하고 있음이 확인되었다.

이상에서 살펴본 바와같이, 본 발명의 플래스틱 코팅된 코어 로프를 갖는 와이어 로프는 보이스에 도달하기 전에 히터에 의한 저온 예비가열 과정과 일정수준 이상의 온도로 유지된 그리스가 채워진 도유조에서의 도유과정에 의해 플래스틱 코팅층이 연화됨과 아울러 그 표면에는 그리스가 도포되므로 후속되는 보이스에서의 크로싱 과정의 결과로 얻어지는 와이어 로프는 다음과 같은 여러가지 장점이 기대되고 있다.

먼저, 코어 로프의 플래스틱 코팅층 외면에 그리스가 충분히 도포된 상태이므로 와이어 로프의 사용중에 외측 스트랜드로 지속적인 도유가 이루어지도록 하여 와이어 로프의 수명을 연장시키게 된다.

다음, 낮은 온도에서 코어 로프의 플래스틱 코팅층에 대한 연화가 이루어지도록 함으로써 그리스의 성상이 변화되는 것이 방지되고, 또한 종래의 불꽃가열 방식등과 같이 플래스틱 코팅층에 직접 불꽃을 가하여 가열하는 과정에서 발생되는 화재발생이나 코팅층의 용용현상 등이 배제되어 작업의 안전성 확보 및 제품의 신뢰성 향상을 도모할 수 있다.

Claims (3)

1. 플래스틱 코팅된 코어 로프를 연선장치의 보이스로 연속적으로 공급시키는 단계와, 코어 로프의 이동중에 히터에 의한 예비가열이 이루어지도록 하여 플래스틱 코팅층을 연화시키는 단계와, 연화된 플래스틱 코팅층의 표면에 일정온도 이상으로 유지된 그리스의 도포가 이루어지도록 하는 단계와, 보이스 통과과정에서 그리스가 도포되고 연화된 상태에 있는 코어 로프의 주위로 외측 스트랜드의 크로싱에 의해 플래스틱 코팅층의 변형과 함께 와이어 로프의 꼬임이 이루어지도록 하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 플래스틱 코팅된 코어 로프를 갖는 와이어 로프의 제조방법.
2. 와이어 로프 연선장치에 있어서, 코어로프 공급대(11) 와 회전연선체(14) 사이의 코어 로프(12) 이동로상에 중공의 원통형 히터(21)와 도유조(22)가 순차적으로 설치된 구조로서, 이때 히터(21)는 각기 코어로프 인입구(23a)와 인출구(23'a)가 구비된 양 측면판(23)(23') 사이에 원통형의 케이싱(24)이 설치되고 그 케이싱의 내부에 단열재(25)와 지지바(26)및 가열용 히터(27)가 장착된 구성이고, 상기 도유조(22)는 상단부에 개구부(28a)가 형성된 원통형의 도유조 본체(28)와 도유조 본체의 양측 단부에 형성된 집유실(29)(29')과 집유실에 모여진 그리스를 받아들여저장하는 저유조(30)와 저유조에 저장된 그리스를 상기 도유조 본체(28) 내부로 공급하여 그리스의 순환이 이루어지도록 하는 순환펌프(31)로 구성됨을 특징으로 하는 플래스틱 코팅된 코어 로프를 갖는 와이어 로프의 제조장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 도유조 본체(28)의 양 측면과 집유실(29)(29')의 외측벽에는 동일한 수직높이를 갖는 코어로프 통과홈(28b)(28b')(29a)(29'a)이 각각 형성되어 그 홈들을 통해서 코어 로프(12)가 통과하도록 구성됨을 특징으로 하는 플래스틱 코팅된 코어 로프를 갖는 와이어 로프의 제조장치.