Канат стальной
По сочетанию направлений свивки проволок в прядях и прядей в канатах различают канаты односторонней и крестовой свивки. В канатах односторонней свивки направления навивки проволок в наружном слое прядей и прядей в канате одно и то же. В канатах крестовой свивки эти направления противоположны. Канаты односторонней свивки имеют более ровную поверхность, площадь сечения в них заполнена лучше, они более гибки и долговечны вследствие увеличенной поверхности соприкосновения проволок с поверхностью блока или барабана. Их срок службы на 25-50% больше срока службы канатов крестовой свивки. В канатах крестовой свивки наружные проволоки смежных прядей соприкасаются по отдельным точкам, что увеличивает контактные напряжения, повышает износ и снижает долговечность каната.
Канаты односторонней и крестовой свивки
Из-за стремления к раскручиванию под действием растягивающей нагрузки канаты односторонней свивки непригодны к использованию в тех случаях, когда груз свободно подвешивают на одной ветви. В этих случаях применяют канаты крестовой свивки, а канаты односторонней свивки используют при движении груза в направляющих или при применении подвижных блоков, препятствующих раскручиванию каната. Благодаря большей структурной прочности, то есть лучшему сохранению формы под воздействием внешней радиальной нагрузки от вышерасположенных слоев, канаты крестовой свивки применяются не только при однослойной, но и при многослойной навивке на барабан.
Направление свивки имеет большое значение при наматывании каната на барабан. За каждый оборот барабана канат смещается на размер своего диаметра и деформация изгиба каната дополняется деформацией кручения. В зависимости от принятого направления вращения барабана, а также в зависимости от направления свивки прядей каната деформация кручения может уменьшать или увеличивать его скручивание. Для увеличения плотности каната и удлинения срока его службы следует так подбирать направление навивки, чтобы канат в процессе работы дополнительно подкручивался. Направление свивки каната в зависимости от направления укладки его витков на барабане надо выбирать, как показано на рисунке 1. При закреплении обоих концов каната на барабане направление свивки каната можно принять любым.
Выбор каната по направлению свивки
Рис. 1
Практикой эксплуатации рекомендуются следующие конструкции канатов для их использования в кранах в качестве подъемных и тяговых элементов: канаты с органическим сердечником ЛК-Р 6х19 (ГОСТ 2688–80), ЛК-РО 6х36 (ГОСТ 7668–80); канаты с металлическим сердечником ТЛК-РО 6х36 + 7х7 (ГОСТ 7669–80) и ЛК-З 6х25 + 7х7 (ГОСТ 7667–80).
С целью улучшения качества стальных канатов заводы начали выпуск канатов для грузоподъемных машин их радиально обжатых прядей (рис. 2). При изготовлении канатов прядь, свитую из проволок круглого сечения, пропускают через волоку, в результате чего проволоки пряди, пластически деформируясь, теряют круглую форму и линейный контакт между ними становится контактом по поверхности, увеличиваются опорная поверхность пряди и степень заполнения ее поперечного сечения.
Стальной канат из радиально обжатых прядей
Рис. 2
Эти канаты по сравнению с традиционной конструкцией отличаются высокой плотностью и однородностью, повышенным сопротивлением износу проволок, повышенной на 12-15% прочностью на разрыв и увеличенной на 30-50% долговечностью.
Достоинства стальных канатов
Достоинствами стальных канатов, обеспечивающими их преобладающее применение в грузоподъемных машинах, являются плавная и бесшумная работа при любых скоростях, гибкость во всех направлениях и надежность в работе (так как по числу лопнувших проволок можно установить степень изношенности каната), относительно малая масса. Значительная упругость стальных канатов существенно снижает динамические нагрузки в процессе пуска и торможения благодаря демпфированию толчков, воспринимаемых металлической конструкцией грузоподъемной машины и механизмом подъема.
Недостатки стальных канатов
Недостатком стальных канатов является их относительно небольшой срок службы, увеличение длины канатов в процесса эксплуатации. Необходимость применения барабанов больших диаметров приводит к увеличению передаточного числа редуктора и общей массы машины.
В канате крестовой свивки (не обозначается) направление свивки проволок в пряди противоположно направлению прядей в канате. Эти канаты меньше подвержены раскручиванию, но имеют большую жесткость. Касание проволок у этого каната происходит по отдельным точкам — точечное касание — ТК.
Хотя канат односторонней свивки имеет большие преимущества, однако его нельзя применять в тех случаях, когда поднимаемый груз подвешен на одной ветви каната. На башенных кранах, где грузозахватный орган подвешен на двух и более ветвях каната, удобнее использовать канаты односторонней свивки.
Существует конструкция каната, где применяется комбинированный способ свивки, когда часть проволок имеет линейное касание, а другая — точечное. Такие канаты обозначают ТЛК (точечно-линейное касание).
По способу свивки канаты бывают нераскручивающиеся — Я и раскручивающиеся — Р. Нераскручивающиеся канаты получаются за счет того, что при свивке проволок в пряди, а затем прядей в канат снимаются внутренние напряжения, возникающие в проволоке при свивке.
Рис. 1. Конструкция стальных канатов: а — сечение каната одинарной свивки, б — то же, двойной свивки, в — канат односторонней свивки, г — крестовой свивки, д — измерение диаметра каната; 1 — проволоки, 2 — прядь, 3 — сердечник (органический); Л и Б — точки на одной пряди каната на расстоянии шага свивки
За счет этого канат становится устойчивым к раскручиванию, не нуждается в концевых перевязках при рубке, имеет меньшую жесткость. Такие канаты удобны в эксплуатации, так как они гораздо меньше крутятся под нагрузкой и имеют больший срок службы благодаря хорошей гибкости.
В стандартах на стальные канаты в заголовке указывается конструкция каната. Так, в ГОСТ 2688—69, по которому выбирается большинство канатов для башенных кранов, записано: «Канат двойной свивки типа Л К—Р конструкции 6 X 19 (1 + 6 + 6/6) + 1 о. с». Расшифровывается это так: канат с линейным касанием (ЛК) проволок между слоями и разными (Р) по диаметру проволоками в наружном слое каждой пряди; 6 прядей по 19 проволок в пряди, причем в центре каждой пряди размещена одна (1) проволока, вокруг которой во втором слое расположены еще 6 проволок, а в наружном слое 6 проволок одного диаметра и 6 другого (6/6). В центре каната один органический сердечник (1 о. с). На рис. 127, б показан разрез такого каната.
Обозначение ТК означает точечное касание проволок между слоями; Л К—О — с линейным касанием проволок между слоями и одинаковым диаметром проволок по слоям пряди; Л К—3 — с линейным касанием проволоки между слоями и с проволоками заполнения; Л К—РО — с линейным касанием проволок между слоями и имеющие в пряди слои с проволоками одинакового диаметра и слои с проволоками разных диаметров.
Примечания!
1) Значения коэффициента запаса прочности канатов грузового и стрелового полиспастов установлены для определенной величины отношения диаметра барабана (или блока), огибаемого канатом, к диаметру каната.
Для легкого режима работы грузовой и стреловой лебедок башенного крана е= 16, для среднего — е = 18, для тяжелого — 20. Если не выдержать указанного соотношения, канат будет круче изгибаться и наступит его преждевременный износ.
2) Для всех механизмов башенного крана, работающего на монтаже сборных зданий,, принимается легкий режим работы. Если кран работает с мелкими штучными грузами, то для грузовой лебедки принимается средний режим работы, а для остальных механизмов -~ легкий. Режим работы крана в целом определяется по механизму подъема груза. По этому режиму рассчитывается металлоконструкция крана.
—
Стальные канаты в козловых и других подъемных кранах служат для подвески грузозахватных устройств и подъема груза. Они отличаются по числу прядей, диаметру проволок и количеству проволок в каждой пряди. По типу свивок различают канаты крестовой и односторонней свивки. Первые используются чаще, так как они не раскручиваются при свободном подвешивании груза.
Пряди в канатах применяют двух типов: а) из проволок одинакового диаметра; б) из проволок различного диаметра.
Канаты, изготовленные из прядей с проволоками различного диаметра (компаундные канаты), наиболее износоустойчивы.
Получение канатов и их навеска. Канаты получают со склада при наличии на них разрешающей визы лица, ответственного за эксплуатацию каната. Для замены каната, преждевременно вышедшего из строя, вместе с требованием представляют акт о необходимости такой замены (с указанием дефекта каната). Если на складе нет нужного каната и требуется навесить канат с другой характеристикой, для последнего должны быть проведены все соответствующие расчеты. Коэффициент запаса прочности предполагаемого к навеске каната должен быть не ниже, чем это указано в паспорте крана.
При получении каната необходимо при помощи штангенциркуля проверить его диаметр по двум противоположным прядям. Навешивать канат следует аккуратно и обязательно с барабана, установленного на козлах, чтобы не повредить его. Навеска может быть поручена только опытным рабочим. При этом обязательно присутствие лица, ответственного за эксплуатацию крана.
Уход и надзор за канатами. При приемке смены необходимо: а) осмотреть канат и убедиться, нет ли петель или узлов, выпучивания прядей или перекруток, признаков поверхностного износа или порванных прядей и проволок; б) проверить правильность укладки каната в канавках барабана и ручьях блоков; в) проверить надежность крепления каната к барабану, состояние заплетки свободного конца каната к коушу и надежность крепления каната у коуша зажимами (хомутами); г) простукивая канат молотком, убедиться в отсутствии обрыва проволок у зажимов (рис. 87), которые должны быть установлены так, чтобы скоба накладывалась на короткий конец петли каната; д) проверить чистоту каната и его смазку.
При подъеме груза нужно следить за тем, чтобы ветви каната находились в вертикальном (отвесном) положении; запрещается поднимать груз при косом натяжении каната. Канат должен последовательно укладываться в канавках барабана в один ряд. При опускании груза или крюка ветви каната не должны ослабляться (во избежание схода каната с блоков, что вызывает его порчу). Нельзя резко изменять скорость подъема или опускания подвешенного груза.
Рис. 2. Стальной канат, свитый из проволоки одинакового диаметра.
Рис. 3. Стальной канат, свитый из проволоки разного диаметра (компаунд).
Рис. 4. Измерение диаметра стального каната.
Рис. 5. Зажимы каната и их установка.
В случае спадания каната с блока, его защемления или перекрутки (образования узла) груз необходимо опустить и прекратить работу до устранения неисправностей. При обнаружении быстрого износа каната (обрыв пряди и др.) следует немедленно прекратить работу.
Канаты кранов, работающие при нормальных температурных условиях, нужно смазывать не реже одного раза в 10 дней. Запрещается работать с несмазанными канатами. Каждый вновь навешенный канат необходимо подвергать динамическому испытанию повторным подъемом и опусканием груза массой, на 10% более предельно допустимой. Результаты испытаний заносят в журнал учета, осмотров и ремонта кранов.
Периодические осмотры канатов должны проводиться слесарем, крановщиком и другими ответственными лицами при осмотрах кранов, но не реже одного раза в 7—10 дней. При обрывах проволок или других признаках износа, недостаточных для браковки канатов, последние подлежат осмотру раз в 2—3 дня. Результаты периодических осмотров заносят в журнал учета, осмотров и ремонта грузоподъемных кранов.
При периодических осмотрах проверяют состояние каната, крепление его концов, выявляют дефекты, возникшие в строении прядей, определяют изменение диаметра каната и подсчитывают количество оборванных проволок, приходящихся на шаг свивки каната.
Канат подлежит обязательному осмотру независимо от конструкции и назначения крана, на котором он навешен, при аварии с подъемной лебедкой, траверсой и грузозахватными приспособлениями, а также при повреждении каната или обнаружении быстрого износа его. В таких случаях результаты осмотров, помимо занесения в журнал, необходимо оформить актом.
Браковку крановых канатов следует проводить в соответствии с «Нормами браковки изношенных стальных канатов».
Рис. 6. Определение шага свивки каната.
Нормы браковки изношенных стальных канатов. В процессе эксплуатации троса он изнашивается и отдельные проволоки начинают обрываться. При определенной степени износа тросы и тросовый инвентарь должны выбраковываться.
Износ троса определяют по его внешнему виду, наличию обрывов отдельных проволок и по величине коррозии.
Если количество обрывов проволок меньше, чем указано в таблице, то канат не выбраковывают, но оборванные (торчащие) концы проволок обламывают до основания, чтобы избежать на-кола рук.
Стальные канаты (тросы), находящиеся в работе, бракуют по числу обрывов проволок на длине одного шага свивки.
Шаг свивки каната определяют следующим образом. На поверхности какой-либо пряди наносят метку (точка п), от которой вдоль центральной оси каната отсчитывают столько прядей, сколько их имеется в сечении каната (например, 6 в шестипрядном канате), и на следующей после отсчета пряди (в данном случае на седьмой) наносят вторую метку (точка т). Расстояние между точками пат принимают за шаг свивки каната. У многопрядных тросов, например у каната 18X19=342 с одним органическим сердечником (6 прядей во внутреннем слое и 12 в наружном), пряди отсчитывают, исходя из их числа в наружном слое.
Канаты, изготовленные из проволок различного диаметра, например конструкции 6X19=114 с одним органическим сердечником, бракуют согласно данным, приведенным в первой графе таблицы 10. При этом число обрывов, как норму браковки, принимают условно. Для подсчета обрыв тонкой проволоки принимают за 1, а обрыв толстой проволоки за 1,7. Например, если на длине одного шага свивки каната при первоначальном коэффициенте запаса прочности до 6 имеется шесть обрывов тонких проволок и пять обрывов толстых проволок, то условное число обрывов составляет 6X1+5X1,7 = = 14,5, т. е. более 12, и, следовательно, канат нужно забраковать.
Число проволок в наружных слоях прядей берут из соответствующего ГОСТа, где в заголовке указано число проволок в каждом слое пряди, или подсчитывают непосредственно на канате.
Износ или коррозию проволок по диаметру определяют при помощи микрометра или другого инструмента, обеспечивающего достаточную точность. Для этого отгибают конец проволоки в месте обрыва на участке наибольшего износа и затем замеряют оставшуюся толщину проволоки. В случае допустимого поверхностного износа проволок (без их обрыва) канат можно считать годным для эксплуатации при условии тщательного наблюдения за его состоянием во время периодических осмотров с записью результатов в журнал осмотров.
Если груз подвешен на двух канатах, то каждый канат бракуют в отдельности, причем допускается замена одного более изношенного каната. При обнаружении в канате оборванной пряди, работа с этим канатом запрещается. С целью уменьшения износа и коррозии тросов их надо периодически смазывать. Тросы и тросовый инвентарь должны осматриваться через каждые 10 дней. Эксплуатация тросов, выбракованных или подлежащих выбраковке, категорически запрещается.
Приемка и порядок хранения канатов. Каждый канат, поступающий на склад, должен иметь акт-сертификат завода, изготовившего его. Если такого акта нет, образец каната должен быть подвергнут лабораторному испытанию, по результатам которого составляют бюллетень.
При приемке каната необходимо проверить состояние упаковки, в случае ее повреждения проверить канат. При повреждении каната должен быть составлен акт с указанием всех обнаруженных дефектов. Вопрос об использовании такого каната разрешается в зависимости от характера повреждений.
Запрещается сбрасывать барабаны с канатами с железнодорожных платформ, автомашин и других транспортных средств, так как при этом может быть сломан барабан, а также не исключается возможность схода каната с сердечника барабана и запутывания его. Такой канат трудно привести в порядок, не повредив его.
При долгом хранении канатов на складе необходимо периодически не менее одного раза в полгода вскрывать упаковку, просматривать канаты и возобновлять смазку, предварительно смыв керосином старую.
Порядок расследования аварий и несчастных случаев.
При авариях с грузоподъемными машинами, подлежащими регистрации в органах надзора, и несчастных случаях, происшедших во время их эксплуатации (за исключением аварий и случаев травматизма, связанных с монтажом, демонтажем или ремонтом грузоподъемной машины), администрация предприятия обязана немедленно уведомить начальника управления округа Госгортехнадзора, инспектора и вышестоящую организацию: а) при разрушении или изломе (изгибе) металлоконструкции грузоподъемной машины, вызвавших необходимость капитального ремонта металлоконструкций или замену отдельных секций, а также при падении грузоподъемной машины, вызвавшем указанные повреждения; б) при единичном несчастном случае со смертельным или тяжелым исходом, а также групповом (с числом пострадавших три и более человек) независимо от степени тяжести.
Уведомление о несчастном случае посылают также в профсоюзные организации согласно действующему Положению о расследовании и учете несчастных случаев, связанных с производством. При получении уведомления об аварии или несчастном случае из числа перечисленных в настоящей инструкции, управлением округа Госгортехнадзора проводится расследование в установленном порядке.
Администрация обязана обеспечить до прибытия инспектора сохранность обстановки аварии (несчастного случая), если это не представляет опасности для жизни и здоровья людей и не нарушает порядка работы предприятия.
—
Стальные канаты изготавливают свивкой отдельных стальных проволок в пряди, а затем прядей вокруг центрального сердечника.
На буровых установках обычно используют стальные канаты из оцинкованной канатной проволоки типа ТК с точечным касанием отдельных проволок между слоями прядей, свитые из шести прядей. Пряди свивают вокруг одного центрального пенькового сердечника, который пропитан густым смазочным материалом, смазывающим в процессе работы проволоки каната. Одновременно пеньковый сердечник придает гибкость канату и более равномерно передает нагрузки на пряди. В прядях может быть 19 или 37 проволок. Чем больше число проволок в прядях и чем меньше их диаметр, тем выше гибкость каната. В буровых установках на воду применяют канаты диаметром 13, 15,5, 17,5, 19,5, 21,5, 24 и 26 мм.
Рис. 7. Стальные канаты: а — с односторонней левой свивкой; б — с крестовой левой свивкой; в — с односторонней правой свивкой; г — с крестовой правой свинкой; 1 — проволоки; 2 — пряди; 3 – органический сердечник.
По типу свивки различают канаты односторонней и крестовой свивки. В канатах односторонней свивки проволоки в прядях и сами пряди в канате свиты в одном направлении. В канатах крестовой свивки направление проволок в прядях противоположно направлению прядей. При этом направление свивки канатов может быть правым, когда линия свивки прядей направлена вправо, и левым, когда она направлена влево.
Канаты односторонней свивки раскручиваются под нагрузкой, а после снятия ее скручиваются. Поэтому ими пользуются как инструментальными. Направление свивки каната должно быть левым, тогда буровой снаряд после удара долота о забой будет поворачиваться вправо. предотвращая самопроизвольное развинчивание инструмента.
Канаты крестовой свивки под нагрузкой почти не раскручиваются, их используют в качестве талевых и желоночных.
Для нормальной эксплуатации и увеличения срока службы проволочные стальные канаты нужно смазывать не реже 2…4 раз в неделю мазутом или машинным маслом так, чтобы смазка протекала через всю толщину каната и хорошо пропитывала пеньковый сердечник.
При работе следует избегать резких нагрузок на канат, а также перегибов его, так как это может привести к обрыву отдельных проволок и прядей. Пригодность каната для дальнейшего использования определяется степенью его износа и обрывом отдельных проволок в прядях.
Эксплуатация стальных канатов
Для повышения долговечности и надежности канатов должны быть исключены возможность спадания их с блоков и барабанов, смещение за установленные габариты и перетирание их вследствие соприкосновения с элементами конструкции или с другими канатами.
Канаты грузоподъемных машин, транспортирующих расплавленный металл, необходимо защищать от непосредственного воздействия теплоты и брызг металла, устанавливая отражающие кожухи. Преждевременный износ канатов и их повреждения могут происходить в результате неправильного выбора конструкции каната, типа и направления свивки (см. типы свивки), неправильной навивки на барабан, неправильного выбора соотношения диаметров каната и барабана или блока, профиля и размера ручья блока и канавок барабана, перегрузок, чрезмерных динамических воздействий на канат, абразивного износа и коррозии.
При выборе каната надо иметь в виду, что если он свит из толстых проволок, то имеет повышенную жесткость, но хорошо сопротивляется абразивному износу. С уменьшением диаметра проволок увеличивается гибкость каната, но одновременно возрастает и износ проволок, уменьшается его структурная прочность (особенно при многослойной навивке), сокращается срок службы.
Параметр №4 -Тип сердечника каната
Данный параметр не является обязательным, но рекомендуется так же его соблюдать, так как сердечник придает канату определенную жёсткость на скручивание и увеличивает разрывную нагрузку каната в целом.
- FC
— волоконный сердечник (некоторые производители не различают сердечник по категории органический или синтетический); - NFC
— сердечник из органического волокна; - SFC
— сердечник из синтетического волокна; - FC(R)
— волоконный армированный сердечник (основа сердечника металлическая с вплетением в него волокон, как правило синтетических); - (I)WRC
(другое название
WSC
) — стальной проволочный сердечник отдельной свивки; - EIPWRC
– за основу взят металлический сердечник, но при этом он находится в пластиковой оболочке, которая защищает от излишнего трения и коррозии.
Износ стального каната
Чтобы уменьшить износ каната и предохранить его от повреждений, при хранении и эксплуатации канаты покрывают защитной смазкой. Обычно в качестве смазочного материала применяют канатные смазки 39у и торсиол 35, а для канатов особо ответственных механизмов — торсиол 55. Эти виды смазок обладают хорошей адгезией, не снимаются при эксплуатации, проникают к центру каната и прядей, обладают способностью покрывать поверхность каната тонкой пленкой и быстро застывать, не испаряются и не затвердевают со временем, не содержат щелочей, кислот и других элементов, вызывающих коррозию.
Норма износа каната определяется числом оборванных проволок в наружных слоях прядей на длине одного шага свивки и устанавливается по правилам Госгортехнадзора. При превышении норм канат должен быть забракован и заменен. Число оборванных проволок определяют либо методом визуального контроля, либо с применением электромагнитного дефектоскопа, принцип работы которого основан на местном намагничивании каната посредством создания специальным прибором продольного магнитного поля. При изменении сечения каната (например, вследствие обрыва проволок) образуется поток рассеивания, возбуждающий в измерительной катушке электродвижущую силу, регистрируемую прибором. Измерительная катушка устроена таким образом, что воспринимает только радиальную составляющую интенсивности магнитного поля. В большинстве устройств применяется несколько измерительных катушек или полукатушек, что позволяет определять глубину расположения дефекта внутри каната. Метод электромагнитного контроля позволяет обнаружить и скрытые дефекты: разрывы и надломы отдельных проволок, коррозию и так далее.
Параметр №1 -Направление свивки.
Это один из самых важных параметров. При несоблюдении направления свивки высока вероятность выхода из строя каната (например «Клетка», о которой мы писали в нашей предыдущей статье https://strop-arsenal.ru/blog/prichiny-vybrakovki-gruzovyh-i-strelovyh-stalnyh-kanatov-gruzopodemnyh-kranov)
- sZ = крестовая правая свивка;
- zS = крестовая левая свивка;
- zZ = односторонняя правая свивка;
- sS = односторонняя левая свивка.
Маленькая буква показывает направление свивки во внутреннем слое пряди, а большая — в наружном. Направление свивки определяется сверху вниз.
Параметр №6 — Минимальное разрывное усилие каната в целом
В сертификатах у разных импортных производителей стального каната или в паспортах на грузоподъемные краны, эта характеристика как правило обозначается двумя способами:
- MBL
(Minimum Breaking Load) — минимальное разрывное усилие каната в целом - или MBF
(Minimum Breaking Force) — минимальная разрывная сила.
Данные понятия абсолютно тождественны.
Эта характеристика указывается в килоНьютонах и зависит от маркировочной группы проволок каната. При подборе импортного каната она должна быть не меньше, чем указана в паспорте на Ваш кран.
Так же, если канат подвержен сильному износу, либо предназначен для работы в агрессивной среде, советуем рассмотреть канат в ПВХ оболочке.
Примеры маркировок импортных канатов:
Стальной канат FlexPack 34(W) x K7 WCS
Стальной канат DRUMET 6x36WS+IWRC
Стальной канат 6хWS36+IWRC, 1960 N/mm2, B-sZ
Стальной канат 35×7, 1960 N/mm2, U-zZ
В данной статье мы указали основные шесть параметров, на которые стоит обращать внимание при подборе импортного стального каната. Правильно подобранный импортный канат прослужит Вам не один год.
