Аналіз пашкоджанняў троса маставога крана і фактары, якія ўплываюць на тэрмін службы

Трос — адзін з найбольш шырока выкарыстоўваных грузападымальных кампанентаў. Ён мае высокую грузападымальнасць, добрую гнуткасць, плаўны рух і нізкі ўзровень шуму. Амаль усе маставыя краны выкарыстоўваюць трос для перавозкі грузаў. Калі трос раптоўна рвецца з-за пашкоджання, наступствы могуць быць сур'ёзнымі. Таму аналіз пашкоджанняў троса важны як з меркаванняў бяспекі, так і з эканамічных меркаванняў. У гэтым артыкуле аналізуюцца розныя фактары, якія выклікаюць паломку троса маставога крана, каб падоўжыць тэрмін яго службы.

1. Трываласць і падаўжэнне троса маставога крана

Паводле канструкцыі, максімальная трываласць троса на разрыў ніжэйшая за трываласць усіх яго правадоў у пучку. Яна залежыць ад канструкцыі троса і класа эксплуатацыйных характарыстык усіх правадоў у канаце. Пры праектаванні троса неабходна ўлічваць усе фактары нагрузкі, у тым ліку дадатковыя нагрузкі, паскарэнне, запаволенне, хуткасць каната і іншыя фактары. Таксама неабходна ўлічваць колькасць, канструкцыйнае размяшчэнне і спосаб усталёўкі шківаў і барабана, а таксама ўмовы, якія выклікаюць карозію і знос, і даўжыню каната.

Дроці ў тросе звычайна вырабляюцца з высакаякаснай вугляродзістай канструкцыйнай сталі з утрыманнем вугляроду 0,5%–0,8%. Модуль пругкасці троса складае прыблізна 1,6×10⁵ Н/мм². Гэты модуль вымярае ступень падаўжэння дроту пад нагрузкай.

Калі на трос нагружаюць, яго дроты рухаюцца адносна адзін аднаго, змяняючы сваё становішча, каб дасягнуць стабільнага стану, які адпавядае прыкладзенай нагрузцы. Гэта прыводзіць да двух тыпаў падаўжэння. Калі трос упершыню нясе нагрузку, дроты злёгку перабудоўваюцца і выклікаюць пастаяннае падаўжэнне, вядомае як канструкцыйнае падаўжэнне. У той жа час адбываецца і аднаўляльнае падаўжэнне, вядомае як пругкае падаўжэнне. Канструкцыйнае падаўжэнне ў пэўнай ступені залежыць ад велічыні прыкладзенай нагрузкі.

Чым меншы дыяметр дротаў у канаце, тым меншы выгінальны момант, неабходны для іх згінання, і тым большая гнуткасць каната. Тросы, якія змяшчаюць больш дротаў, і тросы з валаконнай асновай звычайна маюць лепшую гнуткасць. Цалкам металічныя тросы, вырабленыя з меншай колькасцю дротаў, маюць горшую гнуткасць, у той час як першыя звычайна маюць большае падаўжэнне, чым другія. Большая гнуткасць забяспечвае лепшую ўстойлівасць да разбурэння.

2. Шківы маставых кранаў

Памер галоўнага шківа звычайна выражаецца з дапамогай дыяметра шківа ў ніжняй частцы канаўкі каната плюс дыяметр троса як мінімальны дыяметр намоткі. Паколькі кранавы шкіў памяншаецца, напружанні, выкліканыя выгібам і кантактным ціскам паміж сталёвым канатам і шківам, павялічваюцца. Чым вышэй напружанне выгібу, тым хутчэй стамляюцца дроты ў канаце. Павелічэнне кантактнага напружання таксама паскарае пашкоджанне каната і знос шківа.

Па меры павелічэння шківа ціск паміж канатом і шківам памяншаецца, як і ступень выгібу. Калі ўлічваць толькі напружанне выгібу, то дыяметр шківа для троса з кропкавым кантактам 6×19 можна павялічыць да 90 разоў, каб падоўжыць тэрмін службы. Аднак, за выключэннем спецыяльнага абсталявання, шківы такога вялікага дыяметра рэдка выкарыстоўваюцца на практыцы па дзвюх прычынах:

1. Такі вялікі шкіў непрактычны для большасці пад'ёмнага абсталявання.
2. Выгін рэдка бывае адзіным фактарам, які прысутнічае ў любых эксплуатацыйных умовах.

На практыцы, акрамя выгібу, на тэрмін службы каната ўплывае мноства іншых фактараў, у тым ліку паўторныя нагрузкі, знос, праколванне, удары, вібрацыя, скрут, хуткасць кручэння, няправільная намотка барабана, карозія і недастатковае тэхнічнае абслугоўванне. Адзін або некалькі з гэтых фактараў могуць аказваць большы ўплыў на тэрмін службы каната, чым памер шківа.

Аптымальны памер шківа павінен вызначацца з улікам бяспекі, эканамічнасці эксплуатацыі і іншых фактараў разам. Аднак высокі ціск паміж дротамі ў кропках кантакту каната ў спалучэнні з высокім напружаннем выгібу, якое ўзнікае пры праходжанні каната па невялікім шківе, можа прывесці да пашкоджання і разрыву каната. У гэтых неспрыяльных умовах часта ўзнікаюць абрывы дротаў паміж кропкамі кантакту суседніх нітак. Абрывы ў гэтых месцах часта цяжка або нават немагчыма выявіць пры знешнім аглядзе.

Такім чынам, для абсталявання з іншымі жорсткімі патрабаваннямі бяспекі варта выбіраць большыя шківы, каб працэс пашкоджання каната развіваўся больш паступова, і пашкоджанні ўзнікалі на паверхні каната, дзе іх лягчэй выявіць і ацаніць.

3. Канаўкі для канатаў шківа маставога крана

Каб сталёвы трос працаваў найлепшым чынам, паз шківа павінен мець дастаткова вялікі дыяметр, каб падтрымліваць адпаведны зазор вакол троса. Дыяметр пазы шківа не можа заставацца пастаянным. Яго змяненне ў асноўным залежыць ад сталёвага троса і, у значнай ступені, ад матэрыялу шківа і ціску, які на яго прымяняецца.

Паколькі паз пастаянна зношваецца, да таго часу, як тэрмін службы троса набліжаецца да канца, яго памер звычайна памяншаецца. Гэта стварае праблему: кожны раз, калі ўсталёўваецца новы трос, пазу трэба пераапрацоўваць або замяняць шкіў. Аднак на практыцы пераапрацоўка пазы або замена шківа неэканамічная.

Пры перапрацоўцы пазы спачатку звычайна рамантуецца фланец, а затым дно пазы выразаецца да патрэбнага дыяметра. Калі выразаецца толькі дно пазы, вугал гарлавіны побач з дном можа стаць занадта малым для забеспячэння належнага зазору, што сур'ёзна павялічвае знос троса.

4. Ціск троса маставога крана

Акрамя напружання выгібу, якое ўзнікае пры праходжанні каната па шківе, на трос уздзейнічае радыяльны ціск, выкліканы кантактам са шківам. Гэты ціск стварае напружанне зруху ў канаце, змяняе яго канструкцыю і ўплывае на хуткасць зносу пазы шківа. Таму пры выбары найбольш прыдатнай канструкцыі троса варта ўлічваць велічыню радыяльнага ціску і зносаўстойлівасць матэрыялу шківа.

5. Барабаны маставых кранаў

The кранавы барабан памеры, профіль пазы і ціск падобныя да ўмоў, абмеркаваных вышэй для шківаў.

Калі барабан мае гладкую паверхню, фактычны радыяльны ціск адносна высокі, таму што трос падтрымліваецца толькі з аднаго боку, а яго перыферыйная зона не падтрымліваецца. Пры такім тыпе барабана і трос, і барабан зношваюцца больш моцна, чым пры выкарыстанні барабана з канаўкамі, і трос лягчэй пашкоджваецца пад ціскам.

Калі асноўным фактарам, які ўплывае на тэрмін службы троса, з'яўляецца напружанне выгібу, дыяметр барабана можа быць крыху меншым за дыяметр шківа ў сістэме. Гэта адбываецца таму, што падчас руху ў адным кірунку канат двойчы згінаецца над кожным шківам, але толькі адзін раз — над барабанам. Канат згінаецца ўпершыню, калі набліжаецца да шківа, і змяняе сваю форму з прамой на крывізну шківа. Другі раз ён згінаецца, калі выпростваецца, пакідаючы шкіў.

У некаторых выпадках ход каната кароткі. Калі частка каната рухаецца туды-сюды на барабане, не пераходзячы праз шкіў, колькасць цыклаў выгібу памяншаецца, і разбурэнне прагрэсуе павольней.

Пры выкарыстанні барабана з канаўкамі адпаведны профіль канаўкі дапамагае ўтрымліваць наматаны канат у правільным становішчы. Падтрыманне адпаведнага кроку паміж канаўкамі важнае для таго, каб суседнія абмоткі каната мелі дастатковы, але не празмерны, зазор. Гэта дапамагае прадухіліць збіванне або трэнне каната, які намотваецца на барабан, аб ужо наматаны на яго канат.

Пры шматслаёвай намотцы крок паміж цэнтральнымі лініямі канаўак павінен быць дастатковым, каб прадухіліць дотык тросаў адзін да аднаго пад максімальным вуглом нахілу.

6. Іншыя фактары няўдачы

1. Карозія: Карозія з'яўляецца распаўсюджанай прычынай паломкі сталёвага троса. Каразійная атмасфера, якая ствараецца эксплуатацыйным асяроддзем, можа істотна паўплываць на тэрмін службы троса.
2. Ударная нагрузка і вібрацыя: Прыкладанне ўдарных нагрузак да сталёвага троса і яго вібрацыя ствараюць высокачастотныя, высокія выгінальныя напружанні. Уплыў вібрацыі асабліва моцны на канцы троса і можа прывесці да разбурэння ад стомленасці.
3. Залішняя тэмпература: Калі сталёвы трос працуе пры празмерна высокай тэмпературы, ён можа выйсці з ладу, бо яго трываласць на разрыў зніжаецца.

Прыведзены вышэй аналіз пашкоджанняў паказвае, што пашкоджанне троса маставога крана часта з'яўляецца вынікам сумеснага ўздзеяння некалькіх фактараў. Пры рэальным расследаванні пашкоджанняў фактары павінны быць прааналізаваны ўсебакова, вылучана іх адносная значнасць і вызначылася асноўная прычына пашкоджання, каб падоўжыць тэрмін службы троса.

Зора Чжао

Эксперт па рашэннях для падвесных кранаў/казлавых кранаў/стрэлавых кранаў/запчастак крана

Маючы больш за 10 гадоў вопыту работы ў замежнай экспартнай індустрыі Crane, мы дапамаглі больш чым 10 000 кліентам з іх перадпродажнымі пытаннямі і праблемамі, калі ў вас ёсць якія-небудзь адпаведныя патрэбы, калі ласка, не саромейцеся звяртацца да мяне!

WhatsApp: +86 189 3735 0200

Электронная пошта: zorazhao@dgcrane.com