1.4. Стальные канаты (тросы) и цепи
Стальные канаты и цепи делятся на три группы: чалочные, которыми обвязывают грузы; тяговые, служащие для передачи тяговых усилий механизмов, перемещающих грузы; грузовые, предназначенные для подъема грузов.
Стальные 'канаты имеют значительные преимущества перед цепями: они дешевле, обеспечивают бесшумность движения и работы машин, допускают большие скорости подъема, разрушаются постепенно, придают машинам компактность. Кроме того, 1 пог. м стального каната в восемь раз легче 1 пог. м цепи при одних и тех же показателях механических свойств.
Стальные канаты изготовляют из проволок с пределом прочности 130–200 кг/мм2. Канат (рис. 5) состоит из прядей, свитых из отдельных проволочек диаметром 0,4–3 мм вокруг сердечника из пеньки, асбеста или из стали, но более мягкой, чем проволока. Сердечник уменьшает трение между прядями и делает канат более эластичным и менее подверженным износу при перегибах на блоках и барабанах.
Канаты с пеньковым сердечником применяют на мостовых кранах, «работающих при нормальных температурах (шихтовых, копровых, уборочных и пр.). Пеньковый сердечник пропитан канатной смазкой, постепенное выделение которой при нагрузке уменьшает износ отдельных проволок. Канаты с асбестовыми сердечниками используют на кранах, работающих при высоких температурах.
По роду свивки различают канаты односторонней (рис. 5, а) и крестовой свивки (рис. 5, б). В канатах односторонней свивки направление навивки отдельных проволок в прядях совпадает с направлением навивки прядей в канате. В канатах крестовой свивки направление свивки проволок в прядях противоположно направлению свивки прядей в канате. Односторонняя свивка эластична и гибка. Такой канат имеет гладкую поверхность и хорошо огибает барабаны и блоки. Однако канаты односторонней свивки раскручиваются при подъеме грузов, подвешиваемых непосредственно к свободно свисающим концам.
Рис. 5. стальные проволочные канаты (тросы): а – односторонняя свивка; б – крестовая свивка; в – конструкция каната 6 Х 19 (1 – проволочка; 2 – прядь; 3 – сердечник)
Диаметр каната выбирают в зависимости от заданного разрывного усилия. Канаты рассчитывают на растяжение по формуле
S = P/R
где S – расчетное усилие каната, в кгс;
P – разрывное усилие каната, в кгс;
R – коэффициент запаса прочности.
Ниже приведены коэффициенты запаса прочности различных проволочных канатов:
для расчалок 3,5;
для ручного привода (лебедок) 4,5;
для машинного привода (лебедок) 5,0;
для стропов 10,0;
для грузовых канатов на кранах 10,0.
Пригодность каната определяют по числу оборванных проволок на длине, равной одному шагу (свивки) какой-нибудь пряди каната (рис. 5, а) и (табл. 4), т. е. длине каната, равной шести прядям в направлении продольной оси. При односторонней свивке, обрывов допускается в два раза меньше.
Таблица 4
Браковочные признаки износа канатов крестовой свивки по количеству обрывов проволоки
|
Первоначальный коэффициент запаса прочности каната при установленном Правилами отношении D:d |
Количество обрывов проволоки на длине одного шага крестовой свивки каната | ||
|
6 х 19 число проволок 114 |
6 х 37 число проволок 222 |
6 х 61 число проволок 266 | |
|
До 6 |
12 |
22 |
36 |
|
От 6 до 7 |
14 |
26 |
38 |
|
Более 7 . |
16 |
30 |
40 |
D – диаметр барабана, мм; d – диаметр каната, мм.
Канаты хранят на барабанах в закрытом, сухом, проветриваемом помещении с бетонным полом. Для предохранения от ржавчины канат погружают в керосин, очищают проволочной щеткой и затем смазывают любым маслом, не содержащим кислот, щелочей и других вредных примесей. Смазка должна проникнуть через всю толщину каната и хорошо пропитать пеньковый сердечник. На барабан лебедки канат наматывают плотными правильными рядами. Движущийся канат не должен соприкасаться с электросварочными и силовыми кабелями. Нельзя применять блоки с разбитыми роликами, перегружать канаты и резко тормозить или включать лебедку. Концы канатов можно присоединять только к тем серьгам и проушинам, которые имеют коуши. Канаты необходимо периодически осматривать.
Сращивание канатов и соединение разорванных цепей болтами не допускается. Для предохранения канатов в местах перегиба от надрыва проволок применяют коуши, различные прокладки из жести, досок и т. п.
Заводы изготовляют канаты длиной 250, 500, 1000 м. При разделении каната на отрезки нужной длины у места разрубки делают две перевязки мягкой проволокой на длине 6–7 диаметров каната, расстояние между перевязками от 1 до 4 диаметров каната (рис. 6). К концу неиспользуемой части каната прикрепляют бирку с указанием диаметра, длины каната и номера сертификата.
Рис. 6. Закрепление канатов перед разрубкой: 1 – 2 – обвязка канатов проволокой; 3 – 4 – 5 – закрепление концов обвязочной проволокой
Стропами называют приспособления, которыми захватывают груз и подвешивают его на крюк грузоподъемного механизма. Изготовляют стропы из стальных проволочных канатов, цепей, а иногда из пеньковых канатов.
Чаще всего применяют стропы из стальных канатов (тросов). Стропы, изготовленные из цепей, используют реже. В ряде случаев стропы из цепей нельзя заменить стропами из канатов (строповка горячего металла – скрап, «козлы», грузов с наличием на них большого количества песка, литья с острыми и неровными краями, рвущими проволоки каната и т. п.).
Цепи бывают сварными – кузнечной и электроконтактной сварки (по ГОСТ 191 из качественной стали марок 45–50, а также пластинчатыми из листовой стали Ст. 2 и Ст. 3. На заводе изготовителе производится пробная и разрушающая нагрузка цепей. При пробной нагрузке испытывается по всей длине каждая цепь, а при разрушающей – образец цепи.
При поставке завод изготовитель сопровождает цепи сертификатом, технические характеристики которого служат основанием для поверочных расчетов стропов из цепей.
Стропы должны быть снабжены бирками, на которых указаны: грузоподъемность, дата испытания и срок следующего испытания.
Стропы по практическому применению можно разделить на универсальные, облегченные с петлей или крюком и с петлями на концах. В табл. 5, 6, и 7 приведены основные характеристики этих стропов. Стропы бывают с одной ветвью, с двумя, четырьмя и восемью. При застроповке грузов надо стремиться, чтобы ветви не прижимали одна другую.
Таблица 5
Универсальные стропы
|
|
Диаметр троса d, мм |
Длина сращения а, м |
Рабочая длина стропа l, м |
Длина троса в заготовке, м |
|
19,5 |
0,40 |
8,0 |
16,5 | |
|
19,5 |
0.40 |
10 |
20,5 | |
|
22,0 |
0,45 |
8,0 |
16,5 | |
|
22,0 |
0,45 |
12,0 |
24,5 | |
|
25,0 |
0,50 |
8,0 |
16,5 | |
|
25,0 |
0,50 |
12,0 |
24,5 |
Таблица 6
Облегченные стропы с петлей или крюком
|
|
Диаметр троса d, мм |
Длина сращения а, м |
Длина троса в заготовке, м |
|
12,0 |
0,25 |
l +2,0 | |
|
16,0 |
0,35 |
l+2,5 | |
|
19,0 |
0,40 |
l+3,2 | |
|
20 |
0,45 |
l+3,5 | |
|
25,0 |
0,50 |
l+4,5 | |
|
30,0 |
0,70 |
l+5,5 |
Таблица 7
Стропы с петлями на концах
|
|
Диаметр стропа d мм |
Размер петли, мм |
Минимальная длина стропа l м | |
|
А |
Б | |||
|
22,0 |
175,0 |
460,0 |
2,5 | |
|
25,0 |
175,0 |
460,0 |
2,5 | |
|
28,0 |
175,0 |
460,0 |
| |
|
32,0 |
175,0 |
460,0 |
2,5 | |
|
35,0 |
225,0 |
560,0 |
3,0 | |
|
38,0 |
225,0 |
560,0 |
3,0 | |
Подвешивая груз на крюк крана (рис. 7), нужно все ветви стропа нагружать одинаково, так как перегруженные ветви могут оборваться. Это особенно важно при подвеске крупногабаритных и тяжелых грузов, когда используются стропы с большим числом ветвей.
Рис. 7. схема подвески груза на крюк крана: S – усилие в стропе; α – угол наклона стропа; β – расстояние между стропами
При строповке необходимо определить центр тяжести груза, чтобы в подвешенном положении он был в равновесии.
При известном весе груза Q кг. Натяжение S кгс, возникающее в каждой ветви, определяется по формуле
S
=
кгс,
где при α = 0, 30, 45 град. коэффициент m соответственно равен 1; 1,15; 1,42.
В заводской практике рекомендуются следующие способы вязки узлов и петель на стропах.
На рис. 8 показаны наиболее часто встречающиеся петли:
а) мертвая петля;
б) видоизмененная мертвая петля;
в) петля с двойным узлом, для устранения самопроизвольного развязывания, конец петли надо выпустить подальше и поддержать до затяжки;
г) петля с предохранительным узлом на коротком или длинном конце, чтобы петля не развязывалась, необходимо короткий конец завязать узлом;
д) петля на однорогий крюк, широко применяется при подвешивании стропа на крюк;
е) петля на двурогий крюк, применяется при подвешивании на крюк стропа, имеющего с одной стороны петлю;
ж) петля на двойной крюк, применяется при подвешивании на крюк стропа, имеющего с обеих сторон петли.
.
Рис. 8. петли на стропах
На рис. 9 показаны узлы:
а) простой гачный узел; применяется в тех случаях, когда надо быстро набросить и снять конец каната с крюка;
б) двойной гачный узел; завязывается на тонких канатах;
в) крестовый узел; имеет широкое применение.
рис. 8. узлы на стропах
Стропы и цепи испытывают двойной нагрузкой. Для испытаний их устанавливают определенные сроки. Стропы, чалочные приспособления, тару проверяют через каждые 10 дней. Грузоподъемные траверсы осматривают не реже одного раза в 6 мес.
Пеньковые канаты применяют для подъема вручную небольших грузов (ведер с раствором, огнеупоров, инструментов и т. п.), в качестве расчалок, оттяжек, а также на ручных лебедках. На ручных лебедках диаметр барабана или ролика должен быть в десять раз больше диаметра пенькового каната. На моторных лебедках пеньковые канаты не применяют. В беленых канатах допускается напряжение 1 кг/мм2, а если они используются в качестве стропов – 0,5 кг/мм2. Для смоляных канатов напряжение снижается на 10%.