Точечное касание проволок в канате. Какие стальные канаты применяются на кранах и их конструкция

|

3.1. Стальные канаты и цепи

Как устроен стальной канат?

Стальной канат (рис. 3.1, a) состоит из проволок, получаемых воло­чением. Для изготовления проволок применяют качественную кон­струкционную сталь марки 60. Проволоки 1 свивают в пряди 2 (оди­нарная свивка), потом пряди свивают вокруг сердечника 3, в резуль­тате получается канат двойной свивки.

Сердечник каната может быть следующих видов:

· органический, изготовленный из органических волокон, пропитанных смазкой;

· металлический, изготовленный из стальных проволок. Канаты с
металлическим сердечником более жесткие.

Как различаются стальные канаты?

Стальные канаты различаются по назначению, типу свивки прядей, сочетанию направлений свивки.

1. По назначению:

· канат грузолюдской (ГЛ);

· грузовой (Г).

2. По типу свивки прядей:

· канат с линейным касанием проволок в прядях (ЛК) (рис. 3.2, а);

· канат с точечным касанием проволок в прядях (ТК) (рис. 3.2, б);

· канат с точечно-линейным касанием проволок в прядях (ТЛК).

Рис. 3.1. Стальной канат двойной свивки:

а — устройство; б — обозначение конструкции; 1 — проволока; 2 — прядь; 3 — сердечник

Канаты типа ЛК более гибки, чем канаты типа ТК. Пряди типа ЛК изготавливают из одинаковых по диаметру проволок (ЛК-О), разных проволок в наружном слое (ЛК-Р), разных проволок в разных слоях (ЛК-РО).

3. По сочетанию направлений свивки прядей и каната:

· канат односторонней свивки (О) (рис. 3.2, г) — с одинаковым на­
правлением свивки проволок в прядях и прядей в канате;

· канат крестовой свивки (рис. 3.2, в) — с противоположным на­
правлением свивки прядей и каната.

Рис. 3.2. Типы свивки стальных канатов:

а — прядь ЛК; б — прядь ТК; в — канат крестовой свивки; г — канат односто­ронней свивки

Внешне канат крестовой свивки отличается тем, что проволоки на его поверхности располагаются параллельно оси каната. Проволоки каната односторонней свивки располагаются под углом к его оси.

Канаты односторонней свивки менее жесткие, но склонны к раскручи­ванию. В крановых механизмах, а также для изготовления стропов при­меняют канаты крестовой свивки, более жесткие, но не склонные к рас­кручиванию под нагрузкой. Существуют также нераскручивающиеся (Н) канаты, свитые из предварительно деформированных проволок.

По каким признакам бракуют стальные канаты?

1. Число обрывов проволок на участках длиной шесть диаметров ка­ната (6d K )или тридцать диаметров каната (30d К) превышает допу­стимое.

Рис. 3.3. Условное обозначение стального каната

Рис. 3.4. Деформации стальных канатов:

а — корзинообразная деформация; б — перекручивание; в — выдавливание проволок; г — обрыв сердечника; д — залом; е — перегиб; ж — местное увели­чение диаметра; з — раздавливание

2. Разрыв пряди.

3. Уменьшение диаметра каната из-за износа или коррозии на 7 %
и более.

4. Уменьшение диаметра наружных проволок из-за износа или кор­розии.

5. При возникновении следующих деформаций:

· корзинообразная деформация (рис. 3.4, а);

· перекручивание (рис. 3.4, б);

· выдавливание проволок (рис. 3.4, в);

· обрыв сердечника (рис. 3.4, г);

· залом (рис. 3.4, д);

· перегиб (рис. 3.4, е);

· местное увеличение диаметра каната (рис. 3.4, ж);

· раздавливание (рис. 3.4, з);

· повреждение в результате температурных воздействий или
электрического дугового разряда.

Какими способами может быть выполнена петля на конце каната?

Петля на конце каната (заделка каната) при креплении его на кране, а также петля стропа может быть выполнена следующими способами:

· заплетка свободного конца каната (рис. 3.5, а) с установкой в пет­лю коуша 1;

· применение клиновой втулки (рис. 3.5, б);
установка винтовых зажимов (рис. 3.5, в);

· заливка легкоплавким сплавом в конусной втулке (рис. 3.5, г). Этот
способ применяют для канатов большого диаметра;

· другие способы в соответствии с нормативными документами.

Клиновая втулка 3 должна быть стальной кованой, штампованной или литой, применение сварных втулок не допускается. Канат закрепля­ется во втулке клином 2. Клиновая втулка и клин должны иметь маркировку, соответствующую диаметру каната. Втулки и клинья не дол­жны иметь острых кромок, о которые может перетираться канат. Ось рабочей ветви 5 каната должна совпадать с осью отверстия втулки, в противном случае канат будет деформироваться.

Рис. 3.5. Способы выполнения петли на конце каната:

a — заплетка свободного конца; б — применение клиновой втулки; в — уста­новка винтовых зажимов; г — заливка в конусной втулке; 1 — коуш; 2 — клин; 3 — клиновая втулка; 4 — винтовой зажим; 5 — рабочая ветвь; 6 — скоба; 7 — планка; 8 — гайка

Рис. 3.6. Грузовая цепь:

Р — шаг; d — диаметр; L — длина звена

При установке винтовых зажимов 4 их число зависит от диаметра ка­ната, но не должно быть менее трех. Шаг расположения зажимов и длина свободного конца каната должны составлять не менее шести ди­аметров каната (6d K). Скобы 6 зажимов должны устанавливаться со стороны свободного конца каната. Усилие затяжки гаек зажимов 8 ука­зывают в технической документации.

Как устроены круглозвенные грузовые цепи?

Для изготовления съемных грузозахватных приспособлений исполь­зуют круглозвенные грузовые цепи (рис. 3.6). Они изготавливаются из конструкционных сталей марок СтЗсп, СтЗпс и стали 20 кузнечно-горновой или контактной сваркой. Для сращивания цепей используются сварка или специальные соединительные звенья.

Цепь характеризуется диаметром прутка d, из которого она изготов­лена, величиной шага цепи Р и длиной звена L.

| |
3. Грузозахватные приспособления и тара 3.2. Съемные грузозахватные приспособления

Промышленностью выпускаются канаты односторонней и крестовой свивки (рис. 3). При односторонней свивке отдельные проволоки в прядях и сами пряди свиты в одном направлении. При крестовой - направление проволок в прядях обратное направлению пряди в канате. Пряди навиты вокруг сердечника из органического волокна, пропитанного специальной смазкой. Сердечник служит источником смазки внутренних проволок каната при его изгибах на барабанах и блоках.

Канаты односторонней свивки обладают большой гибкостью, но легко раскручиваются, сплющиваются и быстро изнашиваются. На кранах применяются канаты крестовой свивки, так как они меньше раскручиваются. Они изготовляются из стальной проволоки диаметром 0,2-2 мм с временным сопротивлением разрыву 160-200 МПа.

По касанию проволок в прядях различают три типа канатов: с точечным касанием (ТК), линейным (ЛК) к с точечным и линейным (ТЛК). На кранах рекомендуется применять канаты типов Л К и ТЛК, так как они обладают повышенной прочностью и более износоустойчивы по сравнению с канатами типа ТК. Обозначения ЛК и ТЛК указывают на наличие в канате проволок разного диаметра. Если проволоки в отдельных слоях пряди одинакового диаметра, то к обозначению ЛК ТЛК добавляют букву. О, например Л К О., ТЛК-О. Если же в наружном слое пряди проволоки разных диаметров, то к обозначению добавляют букву Р (например, ЛК-Р, ТЛК-Р).

Для характеристики стальных канатов принято обозначение, где на первом месте указывается диаметр каната, на втором - его назначение, на третьем - механические свойства проволоки, на четвертом- условие работы, на пятом - направление свивки каната, на шестом - способ свивки, на седьмом - маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву.

Например, канат 24-Г-В-ЛС-Н-160 ГОСТ 307.7-80 обозначает: диаметр-24 мм, грузовой, из светлой проволоки, марка В, правая свивка, для легких условий работы, из оцинкованной проволоки, нераскручивающийся, с маркировочной группой по временному сопротивлению разрыву 160 МПа. Стальные канаты бывают разной конструкции, но в основном применяются канаты конструкции 6Х 19-j-lo.c, 6X37+Io.c. Эти цифры указывают, что канаты шестипрядные, а в каждой пряди 19 или 37 проволок плюс один органический сердечник.

На грузоподъемных кранах применяют канаты конструкции -6x19+lo.c., 6x37+lo.c. типов ЛКиТЛК крестовой свивки. Такие канаты износоустойчивее и обладают повышенной прочностью по сравнению с канатами типа ТК.

Канаты конструкции 6X19+lo.c. рекомендуется применять для расчалок и вант, то есть в тех случаях, если они не подвергаются многократному перегибу, канаты 6x37+lo.c. - для полиспастов механизма подъема груза, стрелы и в качестве тягового каната.

Типы и конструкция канатов . При монтаже применяют канаты в виде самостоятельных средств монтажной оснастки, как оснащение грузоподъемных машин и устройств, а также грузозахватных приспособлений. Канаты бывают пеньковые, капроновые и стальные.

Пеньковые и капроновые канаты служат для подъема вручную легких грузов, а также в качестве оттяжек при подъеме конструкций.

Стальные канаты используются в грузоподъемных машинах и грузозахватных приспособлениях, полиспастах, при устройстве вант, оттяжек, шевров, мачтовых подъемников, якорей.

Стальные канаты изготовляют из высокопрочной проволоки диаметром преимущественно от 0,4 ... 0,5 до 1,8 мм, с разрывным усилием 1400 ... 2000 МПа. Канаты (см. схему ниже) имеют одинарную (из отдельных проволок) , двойную (из проволочных прядей) или тройную свивку (из канатов двойной свивки).

А - одинарная. б - двойная односторонняя, в - двойная крестовая; 1 - пряди, 2 - сердечник.

Пеньковый сердечник, пропитанный смазочным материалом, придает канату правильную форму.

На монтажных работах в основном применяют канаты односторонней (проволоки в прядях и в канате свиты в одном направлении) и крестовой свивки (проволоки в прядях свиты в одном направлении, а пряди в канате - в другом). Канаты односторонней свивки более гибкие, но вместе с тем они вытягиваются и раскручиваются при эксплуатации, поэтому чаще применяют канаты крестовой свивки.

Конструкцию каната характеризуют индексом, включающим буквенные и цифровые обозначения. Например, индекс 6 Х 19 (1 + 6 + 6/6) + 10.С. расшифровывается так: канат имеет б прядей по 19 про волок в каждой и 1 органический сердечник; цифры в скобках обозначают, что в центре каждой пряди размещена 1 проволока, вокруг которой расположены 6 проволок, а в наружном слое - 6 проволок одного и 6 проволок другого диаметра (6/6).

Для характеристики стальных канатов применяют также условные обозначения, которые содержат данные о диаметре каната, его назначении, механических свойствах проволоки, условиях его работы, направлении и способе свивки, а также сведения о маркировочной группе по временному сопротивлению разрыву проволоки. Например, запись: канат 24-Г-В-ЛС-Н-180 расшифровывается так: канат имеет наружный диаметр 24 мм, грузовой, из светлой проволоки, марка В, правая свивка, для легких условий работы, из оцинкованной проволоки, нераскручивающийся, маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву 1764 МПа (180 кгс/мм 2).

Завод-изготовитель каната снабжает его паспортом (сертификатом), в котором указываются наименование организации-изготовителя, назначение каната и его основные параметры: номинальный диаметр, длина, масса, вид покрытия проволоки, направление и способ свивки, материал сердечника и другие данные.

Для монтажных работ чаще применяют стальные канаты, состоящие из шести прядей с числом проволок в каждой 19, 37, 61 и пенькового сердечника. Чем больше число проволок в пряди, тем канат обладает большей гибкостью, а значит, более удобен и безопасен в эксплуатации. Поэтому канаты с числом проволок в пряди, равным 19 (более жесткие), применяют для изготовления вант и оттяжек, а с числом проволок в пряди, равным 37 и более, - для изготовления грузоподъемных устройств.

Подбор каната . Тип и диаметр каната для монтажных работ выбирают при разработке проекта производства работ в соответствии с требованиями - разрывное усилие P каната (по сертификату или ГОСТ) не должно превышать требуемое по расчету усилие S в канате, умноженное на коэффициент запаса прочности k , установленный нормами: P=S·k .

Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности канатов для подъемных механизмов и приспособлений:

Рубка, разматывание, браковка канатов . Канат разрубают на отрезки требуемой длины зубилом или перерезают кислородным резаком. Во избежание раскручивания обрубленных концов место рубки каната предварительно обматывают стальной проволокой диаметром 1 ... 2 мм на длину 1,5 ... 2 диаметра с каждой стороны от намечаемого места рубки.

Стальные канаты, намотанные на барабаны или в бухты (см. схему ниже), хранят в закрытых сухих помещениях.

А - с барабана, б - из бухты.

Чтобы канат размотать, барабан насаживают на металлический стержень, установленный на козелках, и, вращая барабан, канат сматывают. При этом нельзя снимать канат с бухты и барабана витками так, чтобы на нем образовались петлевые заломы. При выпрямлении петель пряди могут расслоиться, а проволоки оборваться.

Все эксплуатируемые канаты периодически (практически ежедневно) осматривают, чтобы удостовериться, что на них нет петель и узлов, выпучивания прядей и перекруток, признаков поверхностного износа, порванных прядей или проволок. Канат бракуют по величине износа и числу обрывов проволок на длине одного шага свивки в зависимости от конструкции каната и числа проволок в его сечении, а также требуемого коэффициента запаса прочности каната.

Коуши, сжимы, клиновые зажимы . Канат крепят к конструкциям с помощью петли или крюка на конце каната, канатными узлами, заделкой каната в муфту или клиновой зажим.

Петлю на конце каната образуют с помощью заплетки (см. схему ниже, поз. а) или постановкой сжимов (см. схему ниже, поз. б). Внутрь петли заделывают стандартный коуш 2 желобчатого сечения из листового металла. Коуш предохраняет канат от перетирания, делает перегиб каната (петлю) более плавным.

Сжимы для закрепления конца каната в петле, коуше или соединения двух концов каната (см. схему ниже, поз. в) бывают обыкновенные, рожковые и пластинчатые.

А - заплеткой, б, в - сжимами, г - опрессовка, д - клиновой зажим; 1 - канат, 2 - коуш, 3 - сжим, 4 - стальная обойма, 5 - клины, 6 - накладка.

Сжимы затягивают до нормируемого усилия. Расстояние между ними должно быть не менее шести диаметров каната, причем на один узел устанавливают не менее трех сжимов. Если сжимы ослабнут, соединение каната станет ненадежным, поэтому его проверяют через каждые 10 дней работы, а через три месяца сжимы снимают и осматривают канат в месте соединения.

Канаты соединяют также опрессовкой (см. схему выше, поз. г) стальной обоймой 4. Для быстрого крепления и освобождения концов каната применяют клиновые зажимы (см. схему выше, поз. д). Например, чтобы присоединить ванту к якорям, клин 5 крепят к якорю осью, проходящей через отверстие в щеках клина. Устройство клинового зажима таково, что чем больше натяжение каната 1, тем сильнее конец каната зажимается между клином 5 и накладками 6.

Для временных креплений канатов к якорям или конструкциям, заменяющим якоря, канаты, выполняющие роль оттяжек, расчалок, завязывают узлами (см. схему ниже).

А - прямой, б - беседочный, в - восьмерка (удав), г - двойной беседочный, д - двойная восьмерка, д - мертвая петля, ж - мертвая петля с закладной частью.

Узлами разрешается стыковать канаты только неподвижного такелажа - расчалок, оттяжек.