一种纤维绳索热处理装置及方法与流程

本发明涉及一种纤维绳索热处理装置及方法，属于纤维绳索热定型技术领域。

背景技术：

由化学纤维制成的绳索、缆绳，已广泛地用于航运、渔业、海军和各种海上作业平台，它们通常由丙纶、锦纶、乙纶、马尼麻等原料经拉丝、加捻、合股、编绳等工艺，制成三股、六股、八股、十二股或多股绳，这些绳索具有质地柔软、强度高、抗腐蚀等优点，因此得到广泛使用。我国已有各种规模的制绳厂数百家。目前的制绳机在编绳或捻绳完毕后，直接在卷绕机上捆绑成卷销售。大都没有进行定型等后处理。由于化纤弹性大，未经定型的绳索，因结构、性能不稳定，在外拉力作用下，绳索会发生很大变形，端点难以控制位置，影响了使用性能。而且，由于纤维比较松散，在使用中因摩擦、碰撞、撕扯、造成部分纤维断裂，使绳索的寿命降低。

绳索的热定型是谋求绳索结构稳定及性能改善的重要手段。未经热定型的绳索，因结构性能不稳定，导致绳索结构较为松软，容易发生弯曲和捻接，而且所制成的绳索在使用中，其性能会发生很大的变化,将直接影响实际使用情况。

为了达到消除绳索内应力，在一定程度上提高产品形状稳定性(尺寸稳定性)，改善绳索物理-机械性能，提高产品质量的目的；达到降低纤维绳索线密度，提高断裂强力，节约成本，提高产品质量的目的；达到提高纤维绳索断裂延伸率，增大弹性，提高缓冲能力的目的，本发明提供一种纤维绳索热处理装置。

技术实现要素：

本发明为解决上述现有技术的不足，提出了一种纤维绳索热处理装置及方法，具体技术方案如下：

一种纤维绳索热处理装置，包括热处理箱体，所述热处理箱体顶部设有与其铰接的盖板，所述热处理箱体内对称设置前牵引轮和后牵引轮，所述前牵引轮和后牵引轮的两端分别与热处理箱体的前壁和后壁轴承连接，所述前牵引轮的一端穿过热处理箱体的前壁，并与张力控制电机传动连接；所述热处理箱体的两侧板上设有成对角设置的绳索入口和绳索出口，所述绳索入口靠近前牵引轮，所述绳索出口靠近后牵引轮，所述前牵引轮和后牵引轮上分别设有若干沟槽，所述绳索入口处穿过纤维绳索，所述纤维绳索往复缠绕在前牵引轮和后牵引轮的沟槽内，并经过绳索出口穿出。

优选的，所述热处理箱体底部安装加热装置。

进一步的，所述加热装置与前牵引轮和后牵引轮之间设有固定连接在热处理箱体内壁上的筛网。

优选的，所述热处理箱体内部设有张力仪，位于前牵引轮和后牵引轮之间，所述纤维绳索穿过张力仪设置；所述盖板上设有与张力仪位置对应的可视窗口。

优选的，所述热处理箱体的两侧分别设有第一固定支架和第二固定支架，所述第一固定支架上安装转动卡盘，且靠近绳索入口设置，所述第二固定支架上安装绳索收盘，且靠近绳索出口设置，所述转动卡盘上缠绕未热处理的纤维绳索，所述绳索收盘上缠绕经热处理的纤维绳索。

优选的，所述前牵引轮和后牵引轮的直径为200-1000mm，厚度为300-800mm；所述沟槽的数量为7-12个，沟槽的宽度为7-52mm。

一种纤维绳索热处理方法，包括张紧热处理方法，包括如下步骤：

步骤一，准备：将纤维绳索缠绕在转动卡盘上，然后固定在第一固定支架上；

步骤二，缠绕：打开盖板，将纤维绳索经过热处理箱体的绳索入口分别往复缠绕在前牵引轮和后牵引轮的沟槽内，并穿过张力仪，经绳索出口与绳索收盘连接，然后盖上盖板；

步骤三，张力调节：选取纤维绳索断裂强力的5％-30％作为热牵伸张力，启动张力控制电机，结合张力仪显示的数值，将热牵伸张力调节到所需力值；

步骤四，热处理：使用加热装置，使热处理箱体内温度达到设定值，结合热牵伸传输速度进行热定型处理；

步骤五，收盘：纤维绳索热处理完毕后，纤维绳索经过绳索出口缠绕到绳索收盘上。

优选的，所述热牵伸传输速度为0.5m/min-60m/min。

一种纤维绳索热处理方法，包括松弛热处理方法，包括如下步骤：

步骤一，准备：将纤维绳索缠绕在转动卡盘上，然后固定在第一固定支架上；

步骤二，铺绳：将纤维绳索松弛铺设在热处理箱体内的筛网上，纤维绳索均匀分布；

步骤三，热处理：使用加热装置，使热处理箱体内温度达到设定值，进行热定型处理；

步骤四，收绳：纤维绳索热处理完毕后，打开盖板，将定型后的纤维绳索取出。

本发明能够有效的消除绳索内应力，在一定程度上提高产品形状稳定性，改善绳索物理-机械性能，提高产品质量；张紧热处理后纤维绳索线密度下降，断裂强力提高，节约了成本，提高了产品质量；松弛热处理后纤维绳索断裂延伸率增大，弹性增大，提高了缓冲能力。本发明设计简单，易于安装，使用方便，设备成本低，效率高。

附图说明

图1是本发明一种纤维绳索热处理装置的结构示意图。

图2是本发明热处理箱体的内部结构示意图。

图3是本发明热处理箱体的左视图或右视图。

图4是本发明前牵引轮或后牵引轮的结构示意图。

图中：1、热处理箱体；2、盖板；3、前牵引轮；4、后牵引轮；5、张力控制电机；6、绳索入口；7、绳索出口；8、纤维绳索；9、沟槽；10、加热装置；11、筛网；12、张力仪；13、第一固定支架；14、第二固定支架；15、转动卡盘；16、绳索收盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，一种纤维绳索热处理装置，包括热处理箱体1，所述热处理箱体1顶部设有与其铰接的盖板2，所述热处理箱体1内对称设置前牵引轮3和后牵引轮4，所述前牵引轮3和后牵引轮4的两端分别与热处理箱体1的前壁和后壁轴承连接，所述前牵引轮3的一端穿过热处理箱体1的前壁，并与张力控制电机5传动连接，可通过皮带连接张力控制电机5的传动轮和前牵引轮3；所述热处理箱体1的两侧板上设有成对角设置的绳索入口6和绳索出口7，所述绳索入口6靠近前牵引轮3，所述绳索出口7靠近后牵引轮4，所述前牵引轮3和后牵引轮4上分别设有若干沟槽9，所述绳索入口6处穿过纤维绳索8，所述纤维绳索8往复缠绕在前牵引轮3和后牵引轮4的沟槽9内，并经过绳索出口7穿出。

所述热处理箱体1底部安装加热装置10。所述加热装置可以为微波加热装置、红外线加热装置、热风加热装置、电磁加热装置，所述加热装置10与前牵引轮3和后牵引轮4之间设有固定连接在热处理箱体1内壁上的筛网11。加热装置10设有温度控制功能，可进行温度设定，并控制温度。热处理箱体1和盖板2均具有保温隔热功能，避免热处理箱体1内部温度大量散失。

所述热处理箱体1内部设有张力仪12，位于前牵引轮3和后牵引轮4之间，所述纤维绳索8穿过张力仪12设置；所述盖板2上设有与张力仪12位置对应的可视窗口，用以观察张力仪12的张力显示值。

所述热处理箱体1的两侧分别设有第一固定支架13和第二固定支架14，所述第一固定支架13上安装转动卡盘15，且靠近绳索入口6设置，所述第二固定支架14上安装绳索收盘16，且靠近绳索出口7设置，所述转动卡盘15上缠绕未热处理的纤维绳索8，所述绳索收盘16上缠绕经热处理的纤维绳索8。

所述前牵引轮3和后牵引轮4的直径为200-1000mm，厚度为300-800mm；所述沟槽9的数量为7-12个，沟槽9的宽度为7-52mm。所述纤维绳索8直径范围为6-50mm，纤维绳索8结构可以为编绳或捻绳，编绳包括8编、12编、16编、24编、32编、48编、64编结构；捻绳包括三股捻绳、四股捻绳和六股捻绳；纤维绳索8的材料可以为涤纶、锦纶、丙纶、超高分子量聚乙烯纤维等。沟槽9的宽度处于稍大于纤维绳索8直径的状态，确保纤维绳索8能够安装在沟槽9内，且可避免在沟槽9内晃动，影响张紧热处理效果。

热处理原理为：先将温度加热到所用合成纤维玻璃化温度以上，纤维内大分子之间的结合力减弱，分子链段开始自由运动，纤维变形能力增大，然后对纤维施加一定外力产生变形，大分子将原来的结合点拆开，在新的位置上重建达到平衡，然后冷却(到玻璃化温度以下)并去除外力后，纤维变形保持下来。

一种纤维绳索热处理方法，包括张紧热处理方法，包括如下步骤：

步骤一，准备：将纤维绳索8缠绕在转动卡盘15上，然后固定在第一固定支架13上；

步骤二，缠绕：打开盖板2，将纤维绳索8经过热处理箱体1的绳索入口6分别往复缠绕在前牵引轮3和后牵引轮4的沟槽9内，并穿过张力仪12，经绳索出口7与绳索收盘16连接，然后盖上盖板2；

步骤三，张力调节：选取纤维绳索8断裂强力的5％-30％作为热牵伸张力，启动张力控制电机5，结合张力仪12显示的数值，将热牵伸张力调节到所需力值；

步骤四，热处理：使用加热装置10，使热处理箱体1内温度达到设定值，结合热牵伸传输速度进行热定型处理，温度设定为50-180℃，所述热牵伸传输速度为0.5m/min-60m/min，处理时间为0.66min-80min；

步骤五，收盘：纤维绳索8热处理完毕后，纤维绳索8经过绳索出口7缠绕到绳索收盘16上。

一种纤维绳索热处理方法，包括松弛热处理方法，包括如下步骤：

步骤一，准备：将纤维绳索8缠绕在转动卡盘15上，然后固定在第一固定支架13上；

步骤二，铺绳：将纤维绳索8松弛铺设在热处理箱体1内的筛网11上，纤维绳索8均匀分布；

步骤三，热处理：使用加热装置10，使热处理箱体1内温度达到设定值，进行热定型处理，温度设定为50-180℃，处理时间为20min-100min；

步骤四，收绳：纤维绳索8热处理完毕后，打开盖板2，将定型后的纤维绳索8取出。

实施例一：

张紧热处理方法，具体操作步骤为：

1)准备：取直径11.1mm，长度100m的纤维绳索8，将纤维绳索8缠绕在转动卡盘15上，然后固定在第一固定支架13上；

2)缠绕：打开盖板2，将纤维绳索8经过热处理箱体1的绳索入口6分别缠绕在直径为500mm，厚度为300mm，沟槽数量为7个，沟槽宽度为11mm的前牵引轮6、后牵引轮7上，并穿过张力仪12，经绳索出口7与绳索收盘16连接，然后盖上盖板2；

3)张力调节：根据原材料及纤维绳索断裂强力等性能指标，结合定型需要，选取纤维绳索断裂强力的5％作为热牵伸张力，开动张力控制电机5，接通电源之前检查线路安全状况，确保无任何安全隐患，结合张力仪12显示的数值，将热牵伸张力调节到所需力值；

4)热处理：选择使用热风加热装置，热处理箱体1内温度要求设定为100℃,处理时间2min，进行热定型处理；

5)收盘：纤维绳索热8处理完毕后，纤维绳索8经过绳索出口7缠绕到绳索收盘16上。

实施效果如下表所示：

经过张紧热定型后，11.1mm涤纶三股绳线密度降低了5.01％，断裂强力提高了7.08％，提高了产品质量，降低了产品成本。

实施例二：

松弛热处理方法，具体操作步骤为：

1)准备：取直径12.1mm，长度50m的纤维绳索8，将纤维绳索8缠绕在转动卡盘15上，然后固定在第一固定支架13上；

2)铺绳：打开盖板2，将纤维绳索8松弛铺设在热处理箱体1内的筛网11上，尽可能保证绳索均匀分布，然后关闭盖板2；

3)热处理：选择使用电磁加热装置，热处理箱体1内温度要求设定为120℃,处理时间20min，进行热定型处理；

4)收绳：纤维绳索8热处理完毕后，打开盖板2，将定型后的纤维绳索8取出。

实施效果如下表所示：

经过松弛热定型后，12.1mm纤维绳索密度增加了4.9％，断裂延伸率提高了71.8％，弹性增大，提高了缓冲能力，提高了产品质量。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。