Проектирование подъемного оборудования, подбор тросов

В грузоподъемных механизмах стальной трос является одним из важных элементов, от его исправности зависит безопасность работы. Благодаря высоким прочностным характеристикам и хорошей гибкости тросы используются во многих подъёмных машинах. Изготавливают тросы из проволоки различного диаметра, которую свивают на специальных станках. Для придания тросу пластичности в него вставляют сердечник из промасленной пеньки. При производстве подъёмных механизмов учитываются следующие параметры: диаметр троса и его конструкция (число свивок, наличие сердечника), особенности грузозахватного механизма, кратность полиспаста и диаметра канатного барабана. Когда стальной трос огибает блок или барабан, то вместе с упругими напряжениями возникают изгибающие напряжения и напряжения от контакта между наружными поверхностями троса и блока/барабана. Дополнительные напряжения имеют переменный характер и исчезают, как только трос выпрямляется и, таким образом, являются главной причиной возникновения усталостных процессов.

 

Развитие процессов, связанных с действием знакопеременных нагрузок постепенно приводит к разрушению проволок и потере работоспособности. Для увеличения срока службы стального троса в конструкциях строительных кранов или иного оборудования при проектировании важно тщательно проработать ряд моментов:

1. для уменьшения в прядях троса напряжения связанного с изгибом, необходимо увеличивать диаметры барабана и блоков в полиспасте в зависимости от вводных данных;

2. снижение упругого напряжения в проволоках, позволит уменьшить контактные напряжения, а также напряжения вызванные силами трения среди прядей троса;

3. свести к минимуму количество перегибов каната, путём уменьшения числа направляющих блоков;

4. исключить перегибы каната на блоках в противоположные стороны для предотвращения знакопеременных изгибающих напряжений, при которых каждый перегиб равен двукратному перегибу в одну сторону.

 

Работоспособность троса для грузовых подъёмников определяется предельным количеством обрывов проволоки на определённой нормами длине одного шага свивки. Разрыв троса при правильной его эксплуатации происходит не мгновенно – это процесс, при котором постепенно рвутся отдельные проволоки. По числу таких повреждённых участков, в зависимости от количества порванных проволок, приходящихся на один погонный метр, можно сделать вывод об уровне износа каната. Главные факторы, вызывающие разрыв тросов – это недостаточная упругость и прочность каната, сильный износ и локальные повреждения по всей длине каната, а также подтягивание крюковой подвески до упора при работающем оборудовании. Канатные барабаны различают по способу производства: литые, сварные. Если рабочая поверхность барабанов гладкая, то такая конструкция рассчитана на навивку троса максимум до 5 слоёв. Также у гладких барабанов на торцах имеются специальные реборды, возвышающиеся по бокам над последним слоем навивки на 2 диаметра троса. Навивка троса в несколько слоёв существенно уменьшает габариты барабана, однако при этом уменьшает срок службы стального троса. Если количество навивок на канат мало, то поверхность барабана покрывают винтовыми канавками, которые препятствуют износу троса за счёт оптимальной укладки навивок. Закрепление троса грузового подъемника происходит при помощи клина, который зажимается в теле барабана или при помощи накладных планок.