11

Работа 12

СТАЛЬНЫЕ КАНАТЫ И ГРУЗОЗАХВАТНЫЕ УСТРОЙСТВА

Цель работы: изучить назначение, устройство, правила выбора и браковки стальных канатов и грузозахватных устройств: крюков, стропов, траверс и захватов.

12.1 Стальные канаты

Канат – гибкое изделие, изготовленное из стальной проволоки или из волокон растительного, синтетического и минерального происхождения

Стальные канаты применяют в механизмах грузоподъемных машин в качестве гибкого тягового органа (грузовые), для изготовления стропов, обвязки и крепления грузов (чалочные), для передачи усилий в механизмах (тяговые). Для изготовления канатов используют светлую проволоку из мартеновской углеродистой стали диаметром от 0,2 до 5 мм и расчетным пределом прочности при растяжении 1370 - 2350 Н/мм2 (140 - 240 кгс/мм2).

Применяемые стальные канаты должны соответствовать действующим государственным стандартам и иметь сертификат завода-изготовителя об их испытании. Канаты, не снабженные сертификатом, к использованию не допускаются.

Стальные канаты классифицируют по назначению, конструкции, по типу свивки, материалу сердечника, направлению свивки и другим признакам.

По назначению канаты делятся на грузовые (Г) для перемещения грузов; грузолюдские (ГЛ) для машин, перемещающих грузы и людей.

По конструкции различают канаты (рисунок 12.1):

−одинарной свивки (спиральные канаты), из проволок, свитых по спирали в один или несколько концентрических слоев;

−двойной свивки, проволоки предварительно свивают в пряди, а затем пряди свивают в канат;

−тройной свивки, свитые из канатов двойной свивки (стренг).

12

Рисунок 12.1 – Канаты стальные:

а– одинарной свивки типа ТК, 1х19(1+6+12) по ГОСТ 3063-80;

б– двойной свивки типа ЛК-Р, 6х19(1+6+6/6)+1о.с. по ГОСТ 2688-80;

в– двойной свивки типа ТЛК-О, 6х37(1+6+15+15)+1о.с. по ГОСТ 3079-80;

г– двойной свивки типа ТК, 6х19(1+6+12)+1х19(1+6+12) по ГОСТ 3067-88;

д– канат с точечным касанием ТК; е – канат с линейным касанием ЛК;

ж– канаты левой и правой свивки; и – измерение диаметра каната

Канаты одинарной свивки обладают повышенной жесткостью, поэтому их применяют только для различного рода оттяжек. В механизмах строительных кранов применяют преимущественно канаты двойной свивки, шестипрядевые с органическим сердечником. Канаты тройной свивки в грузоподъемных машинах в настоящее время не применяют.

13

Материал сердечника каната может быть органическим (о.с.) или металлическим (м.с.). Для органического сердечника чаще всего используют пеньку, сизаль или хлопчатобумажную пряжу, пропитанные при изготовлении смазкой. В качестве металлического сердечника используют прядь каната, свитую из мягкой проволоки с пределом прочности 680...880 Н/мм2 (70...90 кгс/мм2). Канаты с металлическим сердечником применяют при многослойной навивке на барабан и работе при повышенных температурах.

По направлению свивки различают канаты левой (Л) и правой свивки. По сочетанию направлений свивки каната и его элементов различают

канаты односторонней свивки, когда направление свивки прядей и проволок в прядях совпадают; и канаты крестовой свивки, когда направление свивки прядей в канате и проволок в прядях противоположно. Канаты крестовой свивки обладают меньшей гибкостью, чем канаты односторонней свивки, но они менее подвержены кручению и деформации при огибании блоков. Их применяют при гладких барабанах механизмов машин.

По типу свивки прядей различают канаты:

ТК – с точечным касанием отдельных проволок между слоями; ЛК – с линейным касанием отдельных проволок между слоями;

ЛК-О – с линейным касанием проволок между слоями и одинаковым диаметром проволок по слоям пряди;

ЛК-Р – с линейным касанием проволок между слоями и разным диаметром проволок в наружном слое пряди;

ТЛК – с комбинированным точечно-линейным касанием проволок.

В зависимости от условий эксплуатации применяют канаты без покрытия или с покрытием. Проволоки прядей могут иметь цинковое покрытие для особо жестких (ОЖ), жестких (Ж) и средних (С) агрессивных условий работы, либо пряди или канат в целом покрывают искусственными материалами (П).

По механическим свойствам изготавливают канаты марок ВК, В, I. Марку ВК применяют для ответственных случаев (транспортирование людей, химически активных или взрывчатых веществ и т.п.). Для крановых механизмов применяют канаты марок В и I.

Техническая характеристика канатов двойной свивки типа ТЛК-О конструкции 6х37 (1+6+15+15) +1 о.с. по ГОСТ 3079-80 приведена в таблице12.1.

14

Таблица 12.1 – Канаты двойной свивки типа ТЛК-О конструкции

6х37(1+6+15+15)+1о.с. по ГОСТ 3079-80 (выборочные данные)

Пример обозначения каната при заказе:

12.1.1 Выбор стальных канатов

Проволоки в свитом канате испытывают напряжения растяжения, смятия, изгиба и кручения. При каждом огибаниеи канатом блока или барабана появляются дополнительные напряжения изгиба и смятия в местах соприкосновения проволок с поверхностью ручья. Одновременно, в результате проскальзывания прядей относительно друг друга, а также трения каната о поверхность блока или барабана, происходит истирание проволок. Их диаметр уменьшается, знакопеременные напряжения вызывают усталость металла и происходит разрушение наружных, а затем и внутренних проволок. Напряжения, возникающие в материале проволок, зависят от многих факторов (конструкции и диаметра каната, диаметра проволок, числа прядей, материала сердечника, смазки и др.), но основными являются величина натяжения каната и отношение диаметров блока и барабана к диаметру каната. Эти два параметра в основном определяют срок службы каната.

15

При выборе каната его рассчитывают на растяжение с регламентированным коэффициентом использования (коэффициентом запаса прочности) при обязательном соблюдении отношения диаметра блока или барабана к диаметру каната. По правилам Госгортехнадзора канат выбирают по его разрывному усилию в целом из условия:

Fp = S Zp ≤ Fo

где Fр – расчетное разрывное усилие каната в целом, Н;

S – наибольшее натяжение ветви каната с учетом КПД полиспаста, если он применяется (без учета динамических нагрузок), Н;

Zр – коэффициент использования (запаса прочности) каната, зависящий от назначения и группы классификации (режима) механизма (таблица 12.2); Fо – разрывное усилие каната в целом, Н, принимаемое по сертификату

на канат, а при проектных работах – по таблицам стандарта (таблица 12.1). Для канатов, применяемых для изготовления стропов коэффициент

использования (запаса прочности) Zр≥6.

g – ускорение свободного падения, g=9,81 м/с ;

n -–число ветвей стропа, на которые подвешен груз; α – угол наклона ветви стропа к вертикали, град.; m =1 / cosα – коэффициент, равный:

при α=0, m=1; при α=30°, m=1,15; при α=45°, m=1,42; α=60°, m=2,00

Для стропа с числом ветвей, воспринимающих расчетную нагрузку, более трех в расчете принимают n=3. Если в стропах имеются устройства, создающие равномерные натяжения всех ветвей, то n принимается равным их фактическому значению.

Диаметры барабана, блока и уравнительного блока по правилам Госгортехнадзора определятся соответственно:

Dб≥h1 d; Dбп≥h2 d; Dбп.у≥h3 d.

где d - диаметр каната;

h1, h2, h3 – коэффициенты выбора диаметра барабана, блока и уравнительного блока (таблица 12.2).