3. Дәріс Көтерім арарқандары. Жіктелуі, конструкциясы

Жіктелуі. Көтерім арқандары – көтерім қондырғыларының ең жауыпты элементі. Олар диаметрі 0,5-тен 4,0 мм-ге дейінгі және үзіліске уақытша қарсылығы =1,4-2,2 ГПа болат сымдардан жасалынады. Арқанның органикалық материалдан немесе жұмсақ болаттан жасалған өзекшесі болады, оның айналасында бұрандалы сызықпен сымдар (бір өрімді арқан), сымдар өрімдері ( қос өрімді арқан) немесе стренгтер (үш өрімді арқан) оралады. Өрімдер- металл өзекшелі бір өрімді арқан, стренгтер – екі өрімді арқаншалар. Арқандар әр түрлі конструкциямен болып келеді және өрілу сипатымен, арқан мен өрім қималарының пішіндерімен және басқа да белгілерімен ерекшелінеді. Төменде көтерім арқандары үшін маңызды болып табылатын белгілер бойынша жіктеуді келтіреміз.

Қазіргі болат арқандар аса күрделі агрегат болып табылады, олар белгілі тәртіппен оралған болат, қисықсызықты сымдардан тұрады, олардың әрқайсысы күрделі кернеулік күйде болады, оларға бір мезгілде созылыс, иіліс, бұрылыс және жанасу салмақтары түседі, ол салмақтар көтерім қондырғысының жұмыс үрдісінде өзгеріп отырады.

2.24-сур. Арқандар конструкциясы және олардың көлденең қималарының пішіні: А-жалпақ; б-дөңгелек бір өрімді; 2- дөңгелек үш өрімді

Сондықтанда, қажет конструкцияға дұрыс сұраныс беру үшін, алдымен олардың қабылданған жіктелуін, содан кейін әр конструкциялардың ерекшеліктерін жақсы білу керек.

Арқандар келесідей бөлінеді:

1. Арқанның көлденең қимасының пішіні бойынша:

• Жалпақ – арқанның көлденең қимасының пішіні тік бұрыш пішініне ұқсас;

• Дөңгелек – арқанның көлденең қимасының пішіні дөңгелек;

2. Конструктивтік белгісі бойынша (өрім саны):

– Бір өрімді (спиральды) – бір немесе бірнеше шоғырланған қабаттарға спираль бойынша өрілген сымдардан тұрады;

– Қос өрімді – бір немесе бірнеше шоғырланған қабаттарға өрілген өрімдерден тұрады.

– Үш өрімді - өрілген стренгтерден ( қос өрімді арқандардан) тұрады.

Бір ( тек сыртқы) немесе бірнеше қабат бейнелі пішінді сымдары бар, бір өрімді арқандар ( спиральді), жабық конструкциялы арқандар деп аталады. (2.25-сур.)

2.25-сур. Жабық конструкциялы арқан

3. Өрімдерінің көлденең қимасының пішіні бойынша (2.26-сур.)

• Дөңгелек өрімді – өрімдерінің көлденең қималары дөңгелек;

– Бейнелі өрімді – өрімдерінің көлденең қималары дөңгелектен өзге бейнеде (ұшқырлы, сопақша, т.б);

2.26 – сур. өрімдерінің көлденең қималарының пішіндері:

1- дөңгелек өрімді; 2-бейнелі өрімді; а-ұшқырлы өрімді; б- сопақша өрімді; в- жайпақ өрімді.

4) Өрімдердің және спиральді арқандардың жанасу түрі бойынша (2.27 және 2.28-сур.):

– ТК - сымдары нүктелі жанасатын (сымдардың әр қабаты әртүрлі өрім қадамымен өрілген);

– ЛК – сымдары сызықты жанасатын ( сымдардың балық қабаттары бірдей өру қадамымен өрілген);

– ЛК – О - сымдары сызықты жанасатын, өрім қабаттары бойынша сымдардың диаметрі әртүрлі

– ЛК – Р – сымдары сызықты жанасатын, өрімнің сыртқы қабатындағы сымдардың диаметрі әртүрлі;

– ЛК – З – сымдары сызықты жанасатын және толтырғыш сымдармен;

– ЛК – РО – сымдары сызықты жанасатын және бірдей диаметрлі сымды өріммен қатар әртүрлі диаметрлі сымдардан өрімдері бар;

– ТЛК – О, ТЛК – Р – құрама сымдары нүктелі сызықты жанасатын.

2.27 – сур. Өрімдер мен спиральды арқандар түрлері: а – ТК; б – ЛК.

2.28-сур. ЛК тектес өрімдердің әртүрлі конструкциялары: а)ЛК-О; б) ЛК-З в) ЛК-Р; г) ЛК-РО; д) ТЛК-О; е) ТЛК-Р.

Осылайша, сымдардың өрімдерге өрілуі үш тәсілмен орындалуы мүмкін.

Бірінші тәсілде, көп қабатты өрімдердің жеке қабатты өрімдері бойынша жасап алып, содан кейін оларды арқан етіп өреді. Бұл тәсілде, сымдардың өрілу бұрыштарын қабаттар бойынша бірдей етіп сақтауға тырысады. Бұл жағдайда өрімдер қадамы қабаттар бойынша әртүрлі болады, ол сымдар бір-бірімен қиылысып, нүктелі жанасу (ТК) орын алады.

Нүктелі жанасатын өрімдер бірдей және әртүрлі диаметрлі сымдардан жасалынуы мүмкін. Сым өрімдерінің бағыты қабаттар бойынша бірдей немесе әртүрлі болуы мүмкін.

Өрудің екінші тәсілінде арқан өрімдерін бір технологиялық операцияда жасайды, бұл ретте өрім қадамы барлық қабаттар үшін бірдей болып қалады, бірақ әр қабат үшін әр түрлі өрім бұрышы алынады. Жеке сымдардың диаметрлерін қабаттар бойынша, сондай-ақ қабат ішінде сәйкес таңдағанда, бұл тәсіл сымдардың диаметрлерін қабаттар бойынша сондай-ақ қабат ішінде сәйкес таңдағанда, бұл тәсіл сымдардың қиылысуын болдырмайды және олардың өзара сызықты жанасуларын (ЛК) қамтамасыз етеді.

Үшінші тәсіл алғашқы екеуінің қосындысы болып табылады – құрама тәсіл деп аталады. Арқандарды конструкциялау және пайдалану тәжірбиесі көрсеткендей, жекелеген жағдайларда өрімдер өру үшін оларды жасаудың екі тәсілін де ( ТК,ЛК) пайдаланған тиімді;

5) Өзекше материалы бойынша (2.29-сур)

– органикалық өзекшелі;

– үзіліске уақытша қарсылығы 9 кг/мм² аспайтын металл өзекшелі;

• Арқандық сымнан жасалған металл өзекшелі.

2.29-сур. Әр түрлі өзекшелі арқандар:

а) органикалық өзекшелі; б) бірөрімді металл өзекшелі; в) көпөрімді металл өзекшелі

6) Орау тәсілі бойынша (2.30-сур.)

– Р – кері айналатын – стренгтер, өрімдер және өрімдегі сымдарз қалыптарын рқан ұшындағы байлауды алғаннан кейін сақтамайды;

– Н – кері айналмайтын – өрімдер мен сымдар арқан ұшындағы байлауды алғаннан кейін өз қалыптарын сақтап қалады. Кері айналмайтын арқандарды алдын-ала деформацияланған өрімдерден жасайды. Оның мәні сым өрімдеріне олар арқанға өрілгеннен кейін алатын бейнелерін беруде. Бұл, сымды немесе өрімді екі немесе үш белгілі бұрыштармен тізбектей орнатылған роликтер (шпилкалар) арқылы өткізе немесе қызулық тәсілмен ( босату), т.б. атқарылады;

7) Арқандарды өру бағыты бойынша (2.31-сур)

• П – оң бағытта;

• Л – сол бағытта.

Арқан өрімінің бағыты келесідей анықталады:

• Спиральды арқандар үшін – сыртқы қабаттағы сымдардың оралу бағытымен;

– Қос өрімді арқандар үшін – арқанның сыртқы қабатындағы өрімнің өрілу бағытымен;

• Үш өрімді арқандар үшін – арқандағы стренг өрімінің бағытымен;

8) арқан элементтерінің өрім бағыттарының сәйкестігі бойынша (2.32-сур.)

– Крест тектес өрімді – арқан, стренг және өрімдер өрімінің бағыттары кезектеседі;

– О – бір жақты өрімді – арқан мен сыртқы қабаттағы өрімдердің өрілу бағыттары бірдей.

9) Арқанның кері айналу дәрежесі бойынша (2.33-сур)

– Айналатын арқандар ( барлық өрімдердің өрілу бағыттары бірдей);

– МК – аз айналатын арқандар (көп өрімді және әр қатардағы өрім бағыттары қарама-қарсы);

2.30 – сур. әртүрлі тәсілдермен өрілген арқандар:

а) кері айналмайтын; б) кері айналатын

2.31-сур. арқандарды өру бағыттары:

а) оң өрімді; б) сол өрімді.

2.32-сур. Арқан элементтері орамдары бағыттарының сәйкестігі: а) кресті өрілген; б) біржақты өрілген.

2.33-сур. кері айналмайтын арқандар:

а) екі қабатты органикалық өзекшелі; б) екі қабатты металл өзекшелі; в) үш қабатты органикалық өзекшелі.

10) Сымдардың механикалық қасиеттері бойынша:

• В – В – маркалы сымдарын жасалған арқандар;

• І – І маркалы сымдардан жасалған арқандар;

– ІІ – І сымдардан, үзіліске уақытша қарсылығы бойынша екі іргелес топтардан жасалғанарқандар;

• Б – Б маркалы (бензельді) сымдардан жасалған арқандар.

11) Сыммен арқан беттерін қаптау түрлері бойынша:

– Жарық (ақ) сымнан;

– ЛС – жеңіл жұмыс жағдайлары үшін, жұқа цинкпен қапталған (цинктелген) сымдардан;

• СС – орташа жұмыс жағдайлары үшін, орташа цинкпен қапталған сымдардан;

• ЖС – ауыр жұмыс жағдайлары үшін, қалың цинкпен қапталған сымдардан;

• П – арқан, өрім немесе арқандағы сымдар жасанды материалдармен қапталған.

12) Арқанның арналуы бойынша:

– ГЛ – жүк адамдық, адамдарды тасмалдау үшін;

• Г – жүктік – жүктерді тасмалдау және басқа мақсаттар үшін;

• Б – бензельді – байлау үшін.

Өру факторымен анықталатын арқан сипаттамалары

Пайдаланудың белгілі бір жағдайларына сәйкес келетін ұтымды арқан конструкциясы мен оларды жасау әдістерін таңдау, едәуір дәрежеде олардың қызмет мерзімін анықтайды. Сондықтан да, арқандардың конструктивтік және технологиялық ерекшеліктерін ескеру керек.

Өрімдерді әртүрлі өрілген арқандардың сипаттамасы

Сымдары нүктелі жанасатын арқандардың айтарлықтай кемшілігі бар, себебі өрімдердің іргелес қабаттары сымдарының жанасуы аз өлшемді және аудандарда орын алады (нүктелерде). Соның нәтижесінде, көтерім қондырғыларында орын алатын, айнымалы салмақтар әсерінен, сымдардың жанасу орындарында мәні бойынша айнымалы,едәуір жанасу кернеулері пайда болып, болдырушылық жарықшақтарын және сымның үзілу үрдісін жеделдетеді.

Сымдары сызықты жанасатын арқандарда бұл кемшілік жоқ. Сонымен қатар, бұл арқандарды жасау қарапайым және арзан, себебі олардың өрімдерінбір технологиялық әрекетте өруге болады. Соның салдарынан бұларқандар соңғы жылдары шахтылық көтерімде кең қолданыс тапты.

1. Арқандардың айналу дәрежесіне байланысты сипаттамасы

Кері айналмайтын арқандардың әдеттегілермен салыстырғанда бірқатар артықшылықтары бар:

• Ішкі кернеулердің болмауына байланысты арқанның жоғары иілгіштігі;

– Арқанның өз тік сызықтығын бұзуға ұмтылысының, демек, дұзақ құруға биімділігінің жоқтығ, бұл бір жақты өрілген арқандар үшін аса маңыздыы;

– Пайдалану барысында арқан өрімі қадамының аз өзгеруі және оның өрімдерінің орталықөзекше айналасында жақсы орналасуы.

2. Арқандардың элементерінің өрілу бағытырының сәйкестігіне байланысты сипаттамасы

Кресті өрілген арқандар, олардың өрімдері мен арқандардың қарама-қарсы өрілуіне байланысты, жоғары қаттылықпен болып келеді. Сонымен қатар, арқан бетіндегі өрімдердің жоғары қабаттарының сымдары арқан сымдарының шығып тұрған бөліктерінің барабандар мен шкивтердің қырларымен жергілікті жанасуына соқтырады. Бірақ конструктивті мығымдылығының ( өрімдері жетілдірілген) арқасында оларды көтерім қондырғыларында кең пайдаланады.

Біржақты өрілген арқандар өрім мен арқан сымдарының өрілу бағыттарының сәйкес келуінің арқасында кресті өрілгендермен салыстырғанда жоғары иілгіштікке ие. Оларда арқан бетіндегі сымдар қосарланған өру бұрышымен орналасады, соның салдарынан сымдардың шығып тұрған бөліктері барабан немесе шкив қырларымен үлкен ұзындықта жанасады, бұл сымдардың да, барабан мен шкив беттерінің де желінуін төмендетуге септігін тигізеді.

Айқын артықшылықтарына қарамастан, бұл арқандар қазіргі кезге дейін кең қолданыс таппады, себебі олардың кері айналуға биімділігі жоғары. Бұл арқандар қыстыру кезінде өте сақ болуды талап етеді, ал пайдалану кезінде арқанды бірден босаңсытуға болмайды.

3. Бейнелі өрімді арқандар

Олардың ішінде кең таралғандары ұшқырлы – өрімді арқандар.

Мұндай арқандарды пайдалану қос өрімді арқандардың сыртқы бейнесін жабық конструкциялы спиральдық арқандардың сырт бейнесіне жуықтауға мүмкіндік береді. Сондықтанда мұндай арқандар едәуір үлкен тіректік беттермен және толтыру коэффициентерімен болып келеді (доңгелек өрімділерге қарағанда). Тіректік беттерді үлкейту арқанның желініске төзімділігін өсіреді, ал толтыру коэффициентін көтеру, сым материалының бірдей үзіліске уақтытша қарсылығында арқан диамтрін кішірейтуге, демек, орау органының диаметрінде төмендетуге әкеледі.

Басқа бейнелі өрімді арқандарда айтылған қасиеттерге ие – жалпақ өрімді, сопақ өрімді, бірақ оларды басқаша жасайды және қазіргі кезде кездейсоқ және жекелеген сипатта болып келеді.

4. Айналмайтын көп өрімді арқандар

Бұл арқандар өрімдердің екі және көп қабаттарынан тұрады, олар органикалық өзекше айналысында оралады. Бұл ретте ішкі өрімдердің сымдары сыртқы қабаттармен салыстырғанда анағұрлым кіші диаметрмен болып келеді. Сыртқы қабаттарда жуан сымдардың болуы өрімдердің ісінуіне қарсылығын және сыртқы механикалық желініске қарсылығын көтереді.

Сыртқы қабаттардың өрімдері арқанға өрер алдында деформацияланады. Созу кезінде пайда болатын, серпімділік күштерінің ішкі макеттерін арқан осіне қатысты теңестіру үшін, сыртқы және ішкі қабаттар өрімдерін қарама – қарсы бағыттарда өреді.

5. Спиральды жабық арқндар

Бұл арқандар дөңгелек және бейнелі (z,x) көлденең қималы сымдардан тұрады. Сыртқы қабат зет тәріздес деп аталады және ылғида бейнелі пішінді сымдардан тұрады. Ішкі қабаттар сымдары икс тәрізде, сына тәріздес және дөңгелек бейнелі болулары мүмкін.

Бейнелі пішінді сымдары үлкен геометриялық өлшемдермен болып келетін, жабық арқандар, қыстырмалы жолдардың салмақ қабылдаушы арқандары ретінде, сондай-ақ шахтылық көтерім қондырғыларының арқан бағыттағыштары ретінде қолданылады.

Бейнелі пішінді сымдары кіші геометриялық өлшемдермен болып келетін жабық арқандар көтерім арқандары ретінде қолданылады.

Бейнелі пішінді сымдары кіші геометриялық өлшемдермен болып келетін жабық арқандар көтерім арқандары ретінде қолданылады.жабық көтерім арқандары үшін қабат диаметрінің бейнелі пішінді сым биіктігіне қатынасы ( сол қабатқа кіретін) 11-ден кем болмауға тиісті (иілгіштік коэффициенті).

Жабық арқандар өрімді арқандармен салыстырғанда ең үлкен жанасу бетімен және толтыру коэффициентімен болып келеді, десек аса желініске төзімді және басқадай бірдей шарттарда ең үлкен беріктікке ие.

6. Жалпақ арқандар

Олар стренгтердің жұп сандарынан арнайы сымнан өрілген арқаулармен тігіле жасалынады. Жалпақ арқандардың бұралуын болдырмау үшін стренгтер өрімдері кезекпен оң және сол өрімдермен болып келеді. Стренгтердегі өрімдердің өрілу бағыты да кезектеседі. Осылайша, бұл арқанда кері айналмайтын қаблетке ие болады және оқпандарды бобиналық көтері машиналарымен жүргізгенде көтерім арқандары ретінде немесе пайдаланудағы көтерім қондырғыларында – теңестіргіш арқандар ретінде қолданылады.