Крановые канаты, цепи и съемные грузозахватные приспособления

1. Крановые канаты, цепи и съемные грузозахватные приспособления

1

2. Конструкции стальных проволочных канатов и их расчет

Стальной проволочный канат преобразовывает вращательное движение барабана
ГПМ в поступательное движение перемещаемого груза.
Стальные канаты являются основным
типом гибких органов, применяемых в
грузоподъемных машинах.
2

3. СТАЛЬНЫЕ ПРОВОЛОЧНЫЕ КАНАТЫ

К гибким грузовым органам относятся канаты и цепи.
Стальные канаты, применяемые в качестве грузовых,
стреловых, вантовых, несущих, тяговых и стропов, должны
отвечать действующим государственным стандартам и
иметь сертификат или копию сертификата предприятия—
изготовителя канатов об их испытании в соответствии с
ГОСТ 3241 Канаты стальные. Технические условия
При получении канатов, не снабженных сертификатом, они
должны быть подвергнуты испытанию в соответствии с
указанными стандартами.
Канаты, не снабженные сертификатом (свидетельством) об
их испытании, к использованию не допускаются.
3

4.

Канат состоит из определенного числа
проволок, как правило, круглого
сечения диаметром 0,2 – 5,5 мм.
Проволоку получают многократным
холодным волочением из специальной
высокоуглеродистой катаной стали в
сочетании с термической и химической
обработкой.
Несколько перевитых между собой
проволок образуют элемент каната –
прядь
Несколько прядей перевитых между
собой и расположенных на
центральном сердечнике, образуют –
канат
Фильм Изготовление канатов
4

5. Конструктивные формы канатов зависят от:

Количества проволок в прядях
Прядей в канате
Формы
Сочетания направлений свивки
элементов каната
Наличия и типа сердечника
Специальная обработка канатной проволоки обеспечивает ее
высокие механические свойства
5

6.

Длина выпускаемых заводами
канатов составляет 250, 500, 1000 м
(до 1500 м по специальным заказам).
Канаты более долговечны, если
наружные слои прядей имеют
больший диаметр проволоки, однако
при этом повышается их жесткость.
6

7. Классификация стальных канатов:

По конструкции:
одинарной свивки - состоящие из проволок,
свитых по спирали в один или несколько
концентрических слоев,
двойной свивки - состоящие из прядей,
свитых в один или несколько
концентрических слоев,
тройной свивки - состоящие из канатов
двойной свивки (стренг), свитых в
концентрический слой.
7

8.

8

9.

В качестве грузовых и тяговых элементов в ГПМ
применяют преимущественно канаты двойной
свивки: проволоки свивают в пряди вокруг
центральной проволоки, а затем пряди свивают в
канат вокруг сердечника.
Число проволок в пряди может быть различным.
В ГПМ в основном применяют шестипрядные
канаты вследствие наиболее рационального
соотношения диаметра прядей и диаметра
центрального сердечника, благодаря чему
обеспечивается высокий коэффициент
использования поперечного сечения каната и
достаточная гибкость.
Восьмипрядные канаты используют в кранах при
наличии канатоведущих шкивов и барабанов
малого диаметра (при многослойной навивке их не
применяют).
9

10.

По форме поперечного
сечения прядей:
круглопрядные,
фасоннопрядные,
закрытой
конструкции.
10

11.

По типу свивки прядей и канатов одинарной свивки:
с точечным касанием проволок между слоями - ТК,
с линейным касанием проволок между слоями - ЛК,
с линейным касанием проволок между слоями при одинаковом
диаметре проволок по слоям пряди - ЛК-О,
с линейным касанием проволок между слоями при разных диаметрах
проволок в наружном слое пряди - ЛК-Р,
с линейным касанием проволок между слоями и проволоками
заполнения - ЛК-З,
с линейным касанием проволок между слоями и имеющих в пряди слои
с проволоками разных диаметров и слои с проволоками одинакового
диаметра - ЛК-РО,
с комбинированным точечно-линейным касанием проволок - ТЛК.
а) с точечным
касанием проволок
между слоями - ТК,
б) с линейным
касанием проволок
между слоями - ЛК,
11

12. Стальные проволочные канаты:

12

13. По материалу сердечника:

Органический сердечник (о.с.) из натуральных или
химических волокон.
Металлический сердечник (м.с.) с витым сердечником
из канатных проволок.
В качестве органических сердечников должны
применяться: пеньковые, сизалевые, полипропиленовые сердечники по ГОСТ 5269; джутовые и сердечники
из химических волокон (нейлон, капрон); пряжа
хлопчатобумажная и корд хлопчатобумажный, а при
работе в условиях повышенных температур или
химически агрессивной среды – из волокон асбеста.
Сердечники из натурального волокна,
хлопчатобумажной пряжи и корда должны быть
пропитаны смазкой.
Допускается по согласованию изготовителя с
потребителем применение сердечника из других
материалов.
13

14. Канаты с органическим сердечником применяют:

при однослойной навивке на барабан при
нормальной температуре окружающей среды;
они более гибкие, чем канаты со стальным
сердечником и хорошо пропитываются
смазочным материалом, который к
проволокам поступает не только с наружной
стороны (в процессе работы канаты
регулярно смазывают), но с внутренней
стороны из сердечника, пропитанного
смазочным материалом.
14

15. Канаты с металлическим сердечником применяют:

при многослойной навивке на барабан (при
этом канат не изменяет форму под
воздействием нагрузки от вышележащих
витков, вследствие чего его износостойкость
увеличивается);
при резко изменяющейся нагрузке;
в условиях высоких температур (при которых
исключается применение канатов с
органическим сердечником).
15

16. По способу свивки каната:

Раскручивающийся – проволоки не
освобождены от внутренних напряжений,
возникающих в процессе свивки проволок в
пряди и прядей в канат(на концы каната
накладывают перевязку из 8…10 витков
мягкой проволоки. Такую перевязку называют
маркой.
Нераскручивающийся (Н) – внутренние
напряжения сняты рихтовкой и
предварительной деформацией каната
16

17. Особенности нераскручивающихся канатов:

Нераскручивающиеся канаты свиты из заранее
деформированных проволок и прядей, получающих перед
свивкой форму, соответствующую их положению в канате.
В этих канатах растягивающее усилие более равномерно
распределяется между прядями каната и между
проволоками в прядях.
Они обладают большей сопротивляемостью переменным
изгибам.
Оборванные проволоки сохраняют свое первоначальное
положение и не выходят из каната, что облегчает
обслуживание и уменьшает износ поверхности барабана и
блока.
Проволоки этих канатов не испытывают в ненагруженном
состоянии внутренних напряжений, вследствие чего канаты
менее склонны к скручиванию, образованию петель, а их
обрубленные концы не раскручиваются.
Эти канаты имеют значительно больший срок службы, чем
канаты, свитые из недеформированных проволок.
17

18. По направлению свивки каната:

Правое направление свивки – пряди в
канат скручены слева направо (рис. а)
Левое направление свивки (Л) - пряди в
канат скручены справа налево (рис. б)
Направление свивки каната определяется:
- для канатов одинарной свивки - направлением свивки
проволок наружного слоя,
- для канатов двойной свивки - направлением свивки
прядей наружного слоя,
- для канатов тройной свивки - направлением свивки
18
стренг в канат.

19. Выбор каната по направлению свивки

Выбор каната по направлению свивки имеет большое
значение для правильной эксплуатации при навивке на
гладкий барабан.
При навивке каната за каждый оборот барабана происходит
его смещение, равное его диаметру, в резкльтате чего к
деформации изгиба каната добавляется деформация
кручения
В зависимости от принятого направления вращения
барабана, а также в зависимости от направления свивки
прядей каната эта деформация кручения может уменьшить
или увеличить его скручивание.
Для создания благоприятных условий работы каната следует
подбирать направление свивки каната, чтобы он в процессе
работы дополнительно подкручивался.
Это приводит к увеличению плотности каната и его срока
службы.
При закреплении обоих концов каната на барабане
направление свивки каната можно принять любым.
19

20. Рекомендуемое направление свивки каната в зависимости от условий намотки его на барабан лебедки 1,2 правая 3,4 левая

20

21. По сочетанию направлений свивки каната и его элементов в канатах двойной и тройной свивки:

крестовой свивки (направление
свивки каната и направление
свивки стренг и прядей
противоположны),
односторонней свивки
(направление свивки пряди и
направление свивки проволоки в
пряди одинаковы) - О.
21

22. Особенности канатов односторонней свивки:

Канаты односторонней свивки по сравнению с
канатами крестовой свивки:
Более ровную наружную поверхность;
Наиболее заполненную площадь сечения;
Они более гибкие и долговечные;
Меньше изнашиваются при работе на блоках и
барабанах вследствие увеличенной поверхности
соприкосновения проволок с поверхностью блока
иил барабана и уменьшения давления на
проволоки;
Срок службы их на 25…50% больше срока службы
канатов крестовой свивки.
Однако канаты крестовой свивки менее склонны к
скручиванию и вследствие большой структурной
прочности могут быть применены не только при
однослойной, но и при многослойной навивке на
барабан.
22

23. По степени крутимости:

крутящиеся (с одинаковым направлением
свивки проволок в канатах одинарной
свивки, прядей или стренг),
малокрутящиеся (многослойные
многопрядные и одинарной свивки с
противоположным направлением свивки
элементов по слоям) - МК.
23

24. По виду покрытия проволоки:

Без покрытия для легких условий эксплуа-
тации (Л)
С цинковым покрытием:
– для средних агрессивных условий работы (С);
– для жестких агрессивных условий работы (Ж);
– для особо жестких агрессивных условий работы
(ОЖ)
24

25. По степени уравновешенности каната:

Рихтованные (Р)
Нерихтованные
25

26. По механическим свойствам проволоки:

Высокого качества (марки ВК)
Повышенного качества (марки В)
Обыкновенного качества (марки I, II)
26

27. По точности изготовления:

Нормальной точности
Повышенной точности (Т)
27

28. По назначению каната:

Грузолюдские (ГЛ)
Грузовые (Г)
Бензельные (Б)
Канаты типа Б применяют для
наложения бензельных обвязок вместо
мягкой оттоженной проволоки при
обработке концов каната перед
закреплением или запасовкой в
полиспасты
28

29. Бензельная обвязка на конце каната

Перед резкой канатов всех типов любым методом
для предохранения концов канатов от
раскручивания и возникновения в них структурных
дефектов по обе стороны от места реза необходимо
наложить бензельные обвязки, т.е. намотать
мягкую отожженную проволоку
29

30. Приспособление для наложения бензельной обвязки

а - устройство приспособления,
б - работа приспособления;
1- крючок, 2 – паз, 3 - рукоятка
30

31. Достоинства стальных канатов:

высокая удельная несущая способность (прочность) и
гибкость,
небольшая погонная масса,
большая гибкость во всех направлениях,
возможность работы на высоких скоростях,
высокая долговечность (по сравнению с канатами из
органических растительных волокон и грузовых
круглозвенных стальных цепей),
работает практически бесшумно,
значительная упругость сглаживает динамические нагрузки в
механизмах и металлоконструкциях крана, благодаря
демпфированию толчков,
высокая надежность, т.к. разрушение нарастает постепенно, с
увеличением обрывов проволок, по которым можно
установить степень изношенности каната.
31

32. Недостатки стальных канатов:

Необходимость использования блоков и
барабанов больших диаметров для
уменьшения напряжений изгиба проволок
каната.
Увеличение диаметра барабана приводит к
необходимости увеличения передаточного
числа механизма.
Небольшой срок службы.
Удлинение канатов в процессе
эксплуатации.
32

33.

Для уменьшения изнашивания и
предупреждения повреждений канатов при
хранении и эксплуатации их покрывают
защитной смазкой.
В качестве смазок используют: Торсиол-55
(ГОСТ 20458-89, Торсиол-35, 39У, К-40.
Предельно допускаемый износ стальных
канатов и необходимость их замены
определяют согласно Правилам устройства и
безопасной эксплуатации грузоподъемных
кранов, по числу оборванных проволок в
наружных слоях прядей на длине одного
шага свивки в наиболее изношенном месте
каната.
33

34. Условное обозначение каната:

Условное обозначение каната включает в себя
параметры:
1. Диаметр каната.
2. Назначение.
3. Марку.
4. Вид покрытия.
5. Направление свивки элементов.
6. Тип свивки.
7. Степень крутимости под нагрузкой.
8. Маркировочную группу проволок.
9. Номер стандарта на сортамент.
34

35. Марка каната

35

36. Условное обозначение каната:

Канат 12-ГЛ-В-Л-О-Н-Т-1770 ГОСТ 2688-80
12 – диаметр каната 12 мм
ГЛ – грузолюдской
В – марки В
Л – О – левой односторонней свивки
Н – нераскручивающийся
Т – повышенной точности
1770 – маркировочная группа 1700 Н/мм2
(180 кгс/мм2)
36

37. Условное обозначение каната:

Канат 12-Г-1-ОЖ-Н-1770 ГОСТ 2688-80
12 – диаметр каната 12 мм
Г – грузового назначения
I – марки I (обыкновенного качества)
ОЖ – из оцинкованной проволоки по группе
особо жестких агрессивных условий
работы
Н – нераскручивающийся
1770 – маркировочная группа 1700 Н/мм2
(180 кгс/мм2)
37

38. Условное обозначение каната:

Канат 22-Г-В-Л-Н 1770 (180) ГОСТ 2688-80
22 – диаметр каната 22 мм
Г – грузового назначения
В – марки В (повышенное качество)
Л – левой крестовой свивки
Н – нераскручивающийся, нерихтованный,
проволока без покрытия
1770 – маркировочная группа 1700 Н/мм2
(180 кгс/мм2)
38

39. Документ подтверждающий свойства каната: паспорт - сертификат предприятия - изготовителя

Содержит результаты испытаний
образцов канатов на заводе
Хранится вместе с паспортом крана в
службе главного механика
39

40. Маркировка каната:

Каждый канат должен быть снабжен ярлыком из материала,
обеспечивающего сохранность маркировки, на котором следует
указать:
наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;
номер каната в системе нумерации предприятия-изготовителя;
условное обозначение каната;
длину каната или каждого отрезка, считая от шейки барабана,
м;
массу брутто, кг;
дату изготовления каната.
При обязательной сертификации на ярлык или барабан с
канатами наносится изображение знака соответствия.
Ярлык прибивается гвоздями на видном месте щеки барабана,
а к бухте крепится мягкой проволокой. При намотке каната на
металлический барабан ярлык может крепиться к концу каната.
40

41. Канат — один из ответственных и в то же время быстроизнашивающихся элементов грузоподъемной машины. Так, средний срок службы

Факторы, определяющие срок службы
стальных канатов
Канат — один из ответственных и в то же
время быстроизнашивающихся
элементов грузоподъемной машины.
Так, средний срок службы канатов
механизмов подъема груза мостовых
кранов составляет 4 - 8 месяцев при
сроке службы кранов 20 - 25 лет.
41

42. В основе преждевременного разрушения стальных канатов, их ускоренного износа и возникновения структурных дефектов лежат:

неправильный выбор конструкции каната, его
типа и параметров свивки, несоответствующих
условиям эксплуатации
неправильный выбор величины соотношения
D/dK, геометрии профиля и размеров желоба
блока (канавок на поверхности нарезного
барабана лебедки)
неправильная запасовка каната в полиспаст или
навивка его на барабан лебедки
статические перегрузки или чрезмерное
динамическое нагружение каната
наличие абразивного износа и неблагоприятных
условий в отношении коррозии
42

43. Технология разматывания каната

а – с барабана, б - из бухты методом перекатывания,
в - из бухты с помощью вьюшки; стрелками
показаны направления каната (бухты)
43

44.

Хранить стальные канаты следует в закрытых
проветриваемых помещениях (желательно в
сухих, отапливаемых) с асфальтобетонным
полом или деревянным настилом. Барабаны с
канатами необходимо устанавливать только на
диски в один ряд; хранение барабанов лежа на
дисках (плашмя) запрещено.
Разматывать канат сбрасыванием витков через
борт барабана, лежащего на диске, или
вытягиванием из лежащей бухты категорически
запрещено.
Резку канатов выполняют дисковыми пилами,
отрезными кругами, газовой горелкой или
оплавлением током сварочного аппарата
44

45. Измерение параметров стального каната:

а – диаметра с помощью
штангенциркуля,
б – определение длины
шага свивки прядей в
шестипрядном канате;
0 – 6 – номера прядей
45

46. Цепи

На грузоподъемных машинах применяются
пластинчатые, якорные и круглозвенные цепи как
нормальной, так и повышенной прочности.
Используемые грузовые пластинчатые цепи
изготавливаются 19 типоразмеров с шагом от 6 до 120
мм.
Собранная цепь должна иметь легкую без заеданий
подвижность в шарнирных соединениях.
После сборки цепь должна подвергаться
статическому растяжению технологической
нагрузкой, составляющей 50% от разрушающей
нагрузки для данного типоразмера цепи.
46

47. Цепи грузовые пластинчатые

предназначены для передачи высоких усилий и
должны применяться в качестве грузовых и
противовесных элементов в подъемнотранспортных машинах, в волочильных станках, в
шлюзовых и плотинных установках.
Такие цепи могут работать как на звездочках, так и
на гладких блоках.
Цепь G 160-1-50
47

48. Цепи якорные

1) Смычка якорной цепи; 2) промежуточная
смычка; 3) коренная смычка; а) вертлюг; б)
длинное звено; в) большое звено; г)
обыкновенное звено; д) звено с распоркой; е)
концевая работа
48

49.

В зависимости от конструкции общих звеньев
различают якорные цепи с распорками и без них.
Якорные цепи изготавливаются трех типов
(категорий):
1 - нормальной прочности: сварные и кованые
цепи из стали категории 1а калибра 11…73 мм;
2 — повышенной прочности: сварные и кованые
цепи из стали категории 2а калибра 12,5…162 мм,
литые цепи из стали категории 26 калибра
40…152 мм;
3 — особо высокой прочности: сварные и кованые
цепи из стали категории 3б калибра 40…152 мм.
49

50. Круглозвенные цепи

Круглозвенные цепи, предназначены для применения в грузоподъемных
машинах и оборудовании горной промышленности, в том числе:
- в цепных изгибающихся и жестких конвейерах, ленточно-цепных
конвейерах, штрековых и проходческих перегружателях;
- в стругах, комбайнах и врубовых машинах;
- в ковшовых элеваторах;
- в других машинах подобного типа.
50

51.

Широкое применение в грузоподъемных
машинах находят круглозвенные цепи,
изготовляемые по ТУ 12.0173856.015.
Калиброванные круглозвенные цепи,
изготовленные в соответствии с
ТУ 12.0173856.015 могут применяться и для
работы на звездочках.
В РФ выпускается 11 типоразмеров таких
цепей калибра 5…18 мм для рабочих
нагрузок от 2,5 до 31.5 кН.
В качестве стропов могут применяться и
цепи круглозвенные сварные общего
назначения, изготовленные по ТУ
12.0173856.009-88, однако для работы на
звездочках они непригодны.
51

52.

Сращивание цепей допускается электросваркой новых вставленных
звеньев или при помощи специальных соединительных звеньев.
Способы сварки: электродуговая, кузнечная, горновая.
После изготовления для снятия внутренних напряжений цепи
отжигают.
После сращивания цепь должна быть испытана нагрузкой, в 1,25 раза
превышающей ее расчетное тяговое усилие, в течение 10 мин.
Грузовые цепи в подъемных механизмах применяются реже, чем
канаты, по следующим причинам:
- большая масса,
- меньшая надежность,
- невозможность контролировать качество цепи при работе,
- не допускают высоких скоростей и толчков нагрузок из-за опасности
внезапного разрыва,
- более высокая стоимость и др.
Пластинчатые цепи имеют те же недостатки, что и сварные, но более
надежны в работе, так как нет сварного стыка и элементы цепи
выполнены из прочной стали; они обеспечивают более плавную работу
привода, чем сварные цепи.
52

53. Спасибо за внимание

53