阅读说明：本技术 一种用于航标锚系系统的复合缆绳及其制作方法 (Composite cable for navigation mark anchoring system and manufacturing method thereof ) 是由 姜润喜 宋炳涛 张樱花 邱延平 沈明 方文青 于 2020-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种用于航标锚系系统的复合缆绳,包括纤维支撑芯及与纤维支撑芯复合为一体的保护套；所述纤维支撑芯包括被纤维绳皮紧密包裹的单根纤维绳股或多根平行集束的纤维绳芯,所述纤维绳皮由相同数量的Z捻向绳皮股线和S捻向绳皮股线编织成型,所述纤维绳芯包括多根Z捻向绳芯股线和S捻向绳芯股线,所述纤维绳股包括交互编织的多根Z捻向绳芯绳股和S捻向绳芯绳股,所述绳芯绳股包括交互编织的多根Z捻向纤维绳芯和S捻向纤维绳芯。本发明的复合缆绳线密度小、断裂强度高,可以作为与航标链接钢制锚链的替代品,几乎可以免维护,耐磨、耐切割的保护套可保护内部纤维支撑芯免受侵害,并可防止水、泥和生物附着等对绳体的损伤。(The invention provides a composite cable for a navigation mark anchoring system, which comprises a fiber support core and a protective sleeve, wherein the protective sleeve is compounded with the fiber support core into a whole; the fiber support core comprises a single fiber rope strand or a plurality of parallel bundled fiber rope cores which are tightly wrapped by a fiber rope sheath, the fiber rope sheath is formed by weaving the same number of Z-direction rope sheath strands and S-direction rope sheath strands, the fiber rope core comprises a plurality of Z-direction rope core strands and S-direction rope core strands, the fiber rope strands comprise a plurality of Z-direction rope core strands and S-direction rope core strands which are woven in an alternating mode, and the rope core rope strands comprise a plurality of Z-direction fiber rope cores and S-direction fiber rope cores which are woven in an alternating mode. The composite mooring rope has small linear density and high breaking strength, can be used as a substitute of a steel anchor chain linked with a navigation mark, can almost avoid maintenance, and can protect an internal fiber supporting core from being damaged by a wear-resistant and cutting-resistant protective sleeve and prevent water, mud, organism adhesion and the like from damaging the rope body.)

一种用于航标锚系系统的复合缆绳及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种用于航标锚系系统的复合缆绳及其制作方法，属于纤维绳索技术领域。

背景技术

浮标是浮于水面的一种航标，是锚定在指定位置，用以标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。浮标在航标中数量最多，应用广泛，设置在难以或不宜设立固定航标之处。

锚系系统是航标的重要组成部分，例如，深海观测浮标的锚系系统长度可达几千米，为了控制锚系系统的重量，现有锚系系统采用链缆混合的结构形式，锚系系统的下部采用钢链，锚系系统中部的主体锚系部分使用纤维缆绳，锚系系统的上部锚系部分，即水下0～1000米部分，采用锚系缆绳。例如，浅海观测浮标的锚系系统也可以采用链缆混合的结构形式，锚系系统的下部采用钢链，锚系系统的上部锚系部分，即水下0～1000米部分，采用锚系缆绳。

目前大部分航标锚泊系统的锚链以船用锚链钢为主要原料，钢制锚链质量大，而且易腐蚀，使用寿命短，一般两年左右就需要进行更换维护，使用极其不便，还大大增加了成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出一种用于航标锚系系统的复合缆绳及其制作方法，技术方案如下，

一种用于航标锚系系统的复合缆绳，包括纤维支撑芯及与纤维支撑芯复合为一体的保护套；所述纤维支撑芯包括被纤维绳皮紧密包裹的单根纤维绳股或多根平行集束的纤维绳芯，所述纤维绳皮由相同数量的Z捻向绳皮股线和S捻向绳皮股线编织成型，所述纤维绳芯包括多根Z捻向绳芯股线和S捻向绳芯股线，所述纤维绳股包括交互编织的多根Z捻向绳芯绳股和S捻向绳芯绳股，所述绳芯绳股包括交互编织的多根Z捻向纤维绳芯和S捻向纤维绳芯。

优选的，所述纤维绳皮的质量含量小于等于纤维支撑芯的20％，纤维支撑芯的质量含量大于等于复合缆绳质量的60％，保护套的质量含量小于等于复合缆绳质量的40％。

优选的，保护套厚度与纤维支撑芯直径比例为0.1-0.5。

优选的，所述保护套为柔韧、耐磨、耐水、耐切割材料件，其耐温范围为-30℃--80℃。

优选的，所述纤维绳皮和纤维绳芯的材质相同，所述纤维绳皮的绳皮股线的数量包括48股、64股、96股。

优选的，所述纤维支撑芯与保护套的延伸率为20％，所述保护套的抗拉强度大于等于15MPa。

优选的，所述保护套通过挤塑或涂覆或包覆与纤维支撑芯紧密复合，保护套采用橡胶包覆，60-120℃硫化，1-12h。

优选的，所述纤维绳芯的绳芯股线由绳芯纤维经初捻、复捻制成，初捻的捻度为40～90捻/米，复捻的捻度为30～80捻/米；所述绳芯纤维为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维或超高分子量聚乙烯纤维。

优选的，所述纤维绳皮的绳皮股线由绳皮纤维经初捻制成，初捻的捻度为20～50捻/米；所述绳皮纤维为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维或超高分子量聚乙烯纤维。

一种用于航标锚系系统的复合缆绳的制作方法，包括如下步骤：

步骤一：多根绳芯纤维并丝初捻得到多根相同数量的Z捻向绳芯股线和S捻向绳芯股线，多根同向的绳芯股线并线复捻，得到相同数量的Z捻向纤维绳芯和S捻向纤维绳芯，初捻的捻度为40～90捻/米，复捻的捻度为30～80捻/米；

步骤二：选用多根Z捻向或S捻向纤维绳芯并丝加捻得到多根Z捻向或S捻向绳芯绳股，捻度设为50捻/米，或者选用多根Z捻向纤维绳芯和S捻向纤维绳芯集束成一根集束芯；选用多根绳皮纤维并丝初捻分别得到相同数量的Z捻向和S捻向的绳皮股线，初捻的捻度为20～50捻/米；

步骤三：将Z捻向和S捻向的绳皮股线与集束芯或Z捻向或S捻向绳芯绳股喂入编织机进行编织，得到纤维支撑芯；

步骤四：选定与纤维支撑芯复合为一体的包覆材料进行包覆，60-120℃硫化，1-12h，形成保护套，使得纤维支撑芯与包覆材料复合，得到复合缆绳。

本发明的复合缆绳线密度小、断裂强度高，可以作为与航标链接钢制锚链的替代品，几乎可以免维护，耐磨、耐切割的保护套可保护内部纤维支撑芯免受侵害，并可防止水、泥和生物附着等对绳体的损伤。

附图说明

图1是本发明一种用于航标锚系系统的复合缆绳的结构示意图。

图2是本发明一种用于航标锚系系统的复合缆绳的剖面图。

图中：1、纤维支撑芯；11、纤维绳芯；12、纤维绳皮；2、保护套。

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和2所示，一种用于航标锚系系统的复合缆绳，包括纤维支撑芯1及与纤维支撑芯1复合为一体的保护套2；所述纤维支撑芯1包括被纤维绳皮12紧密包裹的单根纤维绳股或多根平行的纤维绳芯11，所述纤维绳皮12由相同数量的Z捻向绳皮股线和S捻向绳皮股线编织成型，所述纤维绳芯11包括多根Z捻向绳芯股线和S捻向绳芯股线，多根Z捻向绳芯股线和S捻向绳芯股线平行集束成纤维绳芯11，所述纤维绳股包括交互编织的多根Z捻向绳芯绳股和S捻向绳芯绳股，所述绳芯绳股包括交互编织的多根Z捻向纤维绳芯和S捻向纤维绳芯11。复合缆绳的强度主要由纤维支撑芯提供，复合缆绳可以作为锚系系统的上部锚系连接部分。

所述纤维绳皮12的质量含量小于等于纤维支撑芯1的20％，纤维支撑芯1的质量含量大于等于复合缆绳质量的60％，保护套2的质量含量小于等于复合缆绳质量的40％。保护套2厚度与纤维支撑芯1直径比例为0.1-0.5。所述保护套2为柔韧、耐磨、耐水、耐切割材料件，其耐温范围为-30℃--80℃。所述保护套2通过挤塑或涂覆或包覆与纤维支撑芯1紧密复合，保护套2采用橡胶包覆，60-120℃硫化，1-12h。

所述纤维绳皮12与纤维绳芯11的材质相同，所述纤维绳皮12的绳皮股线的数量包括48股、64股、96股。

所述纤维支撑芯1与保护套2的延伸率为20％，所述保护套2的抗拉强度大于等于15MPa。保护套2在复合缆绳拉伸、收缩、变形等过程中，可以随着纤维支撑芯1的拉伸、收缩和变形等过程发生适当的变化，保持良好的形状和结构，并能有效降低船舶行进过程中对绳缆造成的切割、摩擦损伤。通常由橡胶、聚氨酯等柔韧、耐磨、耐水、耐切割的保护套2的厚度根据纤维支撑芯的直径而确定，一般地，保护套2的厚度不大于纤维支撑芯1的半径，以便性能与纤维支撑芯1匹配，既能保护纤维支撑芯1防止其变形严重而失去恢复能力，也不对其形变过程带来额外阻力。

所述纤维绳芯11的绳芯股线由绳芯纤维经初捻、复捻制成，初捻的捻度为40～90捻/米，复捻的捻度为30～80捻/米；所述绳芯纤维为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维或超高分子量聚乙烯纤维。

所述纤维绳皮12的绳皮股线由绳皮纤维经初捻制成，初捻的捻度为20～50捻/米；所述绳皮纤维为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维或超高分子量聚乙烯纤维。

一种用于航标锚系系统的复合缆绳的制作方法，包括如下步骤：

步骤一：多根绳芯纤维并丝初捻得到多根相同数量的Z捻向绳芯股线和S捻向绳芯股线，多根同向的绳芯股线并线复捻，得到相同数量的Z捻向纤维绳芯和S捻向纤维绳芯11，初捻的捻度为40～90捻/米，复捻的捻度为30～80捻/米；

步骤二：选用多根Z捻向或S捻向纤维绳芯11并丝加捻得到多根Z捻向或S捻向绳芯绳股，捻度设为50捻/米，或者选用多根Z捻向纤维绳芯11和S捻向纤维绳芯11集束成一根集束芯；选用多根绳皮纤维并丝初捻分别得到相同数量的Z捻向和S捻向的绳皮股线，初捻的捻度为20～50捻/米；

步骤三：将Z捻向和S捻向的绳皮股线与集束芯或Z捻向或S捻向绳芯绳股喂入编织机进行编织，得到纤维支撑芯1；

步骤四：选定与纤维支撑芯1复合为一体的包覆材料进行包覆，60-120℃硫化，1-12h，形成保护套2，使得纤维支撑芯1与包覆材料复合，得到复合缆绳。

实施例1：

制作直径为25.8mm复合缆绳的方法为：

选用1680D聚酰胺66纤维复丝为原料，纤维复丝的断裂强度≥8.5cN/dtex，断裂伸长率等于22％；

采用15根1680D聚酰胺66纤维复丝并为1根绳芯股线，并丝过程中进行初捻，捻度为60捻/米，分别制得75根S捻向和Z捻向的绳芯股线，再将同向的3根绳芯股线并为一根纤维绳芯11，并线过程中复捻，捻度为50捻/米，分别得到25根S捻向和Z捻向的纤维绳芯11；

将25根S捻向和Z捻向的纤维绳芯11集束成一根集束芯；采用2根1680D聚酰胺66纤维复丝并为1根绳皮股线，并丝过程中进行初捻，捻度为30捻/米，分别制得24根S捻向和Z捻向的绳皮股线；

采用平行捻线芯结构，将集束芯从编织机中心喂入，采用48股绳皮股线编织绳索夹芯，得到纤维支撑芯1；

将纤维支撑芯1采用NR/BR包塑，120℃硫化1h，包塑厚度为6mm,得到的复合缆绳直径为25.8mm，线密度为330g/m，断裂强力为80.3KN。

实施例2：

制作直径为39.9mm复合缆绳的方法为：

选用1260D聚酰胺6纤维复丝为原料，纤维复丝的断裂强度≥8cN/dtex，断裂伸长率等于20％；

采用8根1260D聚酰胺6纤维复丝并为1根绳芯股线，并丝过程中进行初捻，捻度为90捻/米，分别制得24根S捻向和Z捻向的绳芯股线，再将同向的3根绳芯股线并为一根纤维绳芯11，并线过程中复捻，捻度为80捻/米，分别得到8根S捻向和Z捻向的纤维绳芯11；

取15根纤维绳芯并为1根绳芯绳股，结构为中间一股周围14股结构，即14+1结构，并线过程中加捻，捻度为50捻/米，分别得到6根Z捻向和S捻向的绳芯绳股；

采用4根1260D聚酰胺6纤维复丝并为1根绳皮股线，并丝过程中进行初捻，捻度为50捻/米，分别制得48根S捻向和Z捻向的绳皮股线；

采用12股编织结构，将绳芯绳股编织成单根纤维绳股，在制绳过程中，将纤维绳股从编织机中心喂入，采用96股编织绳索夹芯，得到纤维支撑芯1；

将纤维支撑芯1采用硬度为邵氏A80聚氨酯橡胶涂覆,60℃硫化12h，涂覆厚度为8mm,得到的复合缆绳直径为39.9mm，线密度为1000g/m，断裂强力为196KN。

实施例3：

制作直径为35.6mm复合缆绳的方法为：

选用1680D聚酰胺66纤维复丝为原料，纤维复丝的断裂强度≥8.7cN/dtex，断裂伸长率等于23％；

采用18根1680D聚酰胺66纤维复丝并为1根绳芯股线，并丝过程中进行初捻，捻度为40捻/米，分别制得90根S捻向和Z捻向的绳芯股线，再将同向的3根绳芯股线并为一根纤维绳芯11，并线过程中复捻，捻度为30捻/米，分别得到30根S捻向和Z捻向的纤维绳芯；

将30根S捻向和Z捻向的纤维绳芯11集束成一根集束芯；采用2根1680D聚酰胺66纤维复丝并为1根绳皮股线，并丝过程中进行初捻，捻度为20捻/米，分别制得32根S捻向和Z捻向的绳皮股线；

采用平行捻线芯结构，将集束芯从编织机中心喂入，采用64股绳皮股线编织绳索夹芯，得到纤维支撑芯1；

将纤维支撑芯1采用NR/BR包塑，120℃硫化1h，包塑厚度为6mm,得到的复合缆绳直径为35.6mm，线密度为340g/m，断裂强力为125.6KN。

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。