Причины разрушения и долговечность стальных канатов

  Главная      Учебники - Краны     Грузоподъемные машины (М.П. Александров, Л.Н. Колобов) - 1973 год

 поиск по сайту           правообладателям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..

 

 

Причины разрушения и долговечность стальных канатов

 

 В условиях работы в грузоподъемных машинах стальные канаты подвергаются растяжению и изгибу. Отдельные проволоки, представляющие собой винтовые спирали, испытывают изгиб, кручение, растяжение и смятие. В процессе работы на канат действуют частые знакопеременные нагрузки, что вызывает усталость материала проволок и является одной из причин разрушения стальных канатов при их длительной эксплуатации в грузоподъемных кранах. К усталостным явлениям добавляется изнашивание проволок каната вследствие их взаимного трения в местах касания и дополнительное изнашивание внешних проволок каната, соприкасающихся с поверхностью ручья блока и барабана.




Под  долговечностью любого объекта (каната) понимают свойство его сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
 

Существенное влияние на долговечность каната оказывают эксплуатационные и технологические факторы. К эксплуатационным факторам можно отнести следующие: наличие абразивной пыли при эксплуатации, приводящей к повышенному изнашиванию проволок; наличие паров кислот и щелочей в химических цехах и действие морской воды, увеличивающих коррозию проволок; высокую температуру (металлургические краны), ухудшающую условия смазывания и способствующую повышенному изнашиванию проволок; раскачивание груза при работе крана, вызывающее дополнительное трение каната о реборды блока и трение каната о канат.

К эксплуатационным факторам также относится соотношение кривизны изгиба каната на блоках или барабане диаметром D к диаметру каната: (D + d)/d. Многочисленные экспериментальные данные показывают, что чем меньше диаметр рабочего блока, тем интенсивнее растет число обрывов проволок.

На рис. 4.5 показана зависимость числа обрывов проволок г по длине шага свивки от числа повторных перегибов Nz каната на блоке при различных соотношениях (D + d)l d (рис. 4.5, а) и напряжениях растяжения а (рис. 4.5, б). Из рис. 4.5, а видно, что с уменьшением диаметра блока резко уменьшается долговечность каната.

С увеличением напряжения а интенсивно возрастает число оборванных проволок по длине шага свивки, а следовательно, уменьшается долговечность каната.

Материал желоба блока также оказывает существенное влияние на долговечность стальных канатов. Исследования показали, что долговечность канатов на блоках из серого чугуна в среднем на 15— 30 % выше, чем на блоках из стали. Долговечность стальных канатов на блоках, футерованных полимерными материалами, увеличилась в 2—2,5 раза по сравнению со стальными блоками.

К технологическим факторам относятся следующие: качество проволоки, применяемые смазочные материалы, характер свивки И др.

Канат подвергается смазьшанию в процессе изготовления, при хранении и эксплуатации. При изготовлении смазываются сердеч-ник и отдельные проволоки. Сердечник смазывают разогретой консистентной смазкой перед подачей на канатовьющую машину, а проволоку — в процессе свивки прядей путем подачи разогретой смазки в конус свивки перед зажимным устройством.

Наружную поверхность каната смазывают перед намоткой на приемную бухту. В связи с большим разнообразием внешних условий работы стальных канатов для грузоподъемных машин устанавливают определенную периодичность смазывания канатов и соответствующие смазочные материалы. При повторном смазывании необходимо обеспечить сплошной слой из смазочного материала, так как наличие мест без смазочного материала приводит к точечной коррозии, что уменьшает долговечность каната. Установлено, что срок службы каната со смазочным материалом на 20—40 % больше, чем каната без смазочного материала.

Основными причинами постепенного разрушения канатов являются изнашивание (истирание) и обрыв наружных проволок.

Для безопасности работы грузоподъемной машины необходимо своевременно обнаружить износ каната и заменить его. Перед началом работы следует ежедневно производить осмотр каната и результаты записывать в журнал осмотров. При обнаружении на канате оборванных проволок необходимо произвести тщательный подсчет этих проволок и сравнить полученные данные с нормами браковки стальных канатов. Браковка стальных канатов осуществляется согласно нормам правил Госгортехнадзора по числу обрывов проволок на длине одного шага свивки (табл. 4.1).

Шаг свивки каната определяют следующим образом. На поверхности какой-либо пряди наносят метку, от которой отсчитывают вдоль центральной оси каната столько прядей, сколько их имеется в сечении каната (например, шесть в шестипрядном канате), и на следующей после отсчета пряди (в данном случае на седьмой) наносят новую метку. Расстояние между метками принимают за шаг свивки каната. Браковку канатов, изготовленных из проволок различного диаметра, например, конструкции 6x19 + 1 о. с. произ-водят по данным табл. 4.1, причем обрыв тонкой проволоки принимают условно за I, а обрыв толстой проволоки — за 1,7. Например, если на длине шага свивки каната при первоначальном коэффициенте запаса прочности менее 6 имеется шесть обрывов тонких проволок и пять обрывов толстых проволок, то условное число обрывов составляет 6 X 1 +5 X 1,7 = 14,5, т. е. больше 12. и, следовательно, канат должен быть забракован.

Браковку каната, конструкция которого не указана в табл. 4.1, производят, исходя из данных этой таблицы, но для каната, имеющего более близкое число прядей и число проволок в сечении. Например, для каната конструкции 8 X 19 = 152 с одним органическим сердечником наиболее близко будет соответствовать по таблице канат 6 X 19 = 114 проволок с одним органическим сердечником. Для определения признака браковки следует данные табл. 4.1 для каната 6 X 19 — 114 проволок умножить на коэффициент 96 : 72 = 1,33 (здесь 96 и 72 — число проволок в наружных слоях прядей одного и другого каната).

Канаты грузоподъемных машин, предназначенные для подъема людей, а также для транспортирования расплавленного или раскаленного металла, кислоты, взрывчатых веществ, огнеопасных и ядовитых материалов, бракуют при числе обрывов проволок на одном шаге свивки в 2 раза меньше, чем указано в табл. 4.1. При наличии у каната поверхностного износа или коррозии число обрывов проволок на шаге свивки как признак браковки по нормам Госгортехнадзора уменьшается. Если груз подвешен на двух канатах, то каждый канат бракуют отдельно, причем допускается замена более изношенного каната. При обнаружении оборванной пряди канат в дальнейшей работе не используют.

 

 

 

 

4.1. Число обрывов проволок на длине одного шага свивки каната, при котором канат должен быть забракован

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..