Analisis Kegagalan Tali Dawai Kren Atas dan Faktor-faktor yang Mempengaruhi Jangka Hayat Perkhidmatan

Tali dawai merupakan salah satu komponen pengangkat yang paling banyak digunakan. Ia menawarkan kapasiti galas beban yang tinggi, fleksibiliti yang baik, pergerakan yang lancar dan bunyi bising yang rendah. Hampir semua kren atas menggunakan tali dawai untuk membawa beban. Jika tali dawai tiba-tiba putus kerana kegagalan, akibatnya boleh menjadi serius. Oleh itu, analisis kegagalan tali dawai adalah penting untuk kedua-dua sebab keselamatan dan ekonomi. Artikel ini menganalisis pelbagai faktor yang menyebabkan kegagalan tali dawai kren atas untuk membantu memanjangkan hayat perkhidmatannya.

1. Kekuatan dan Pemanjangan Tali Dawai Kren Atas

Dari segi reka bentuk, kekuatan putus maksimum tali dawai adalah lebih rendah daripada kekuatan ikatan semua dawainya. Ia berkaitan dengan pembinaan tali dan gred prestasi semua dawai dalam tali tersebut. Semasa mereka bentuk tali dawai, semua faktor beban harus dipertimbangkan, termasuk beban tambahan, pecutan, nyahpecutan, kelajuan tali dan faktor lain. Bilangan, susunan struktur dan kaedah pemasangan berkas dan dram juga harus dipertimbangkan, bersama-sama dengan keadaan yang menyebabkan kakisan dan haus serta panjang tali.

Wayar dalam tali dawai biasanya diperbuat daripada keluli struktur karbon berkualiti tinggi dengan kandungan karbon 0.5%–0.8%. Modulus elastik tali dawai adalah lebih kurang 1.6×10⁵ N/mm². Modulus ini mengukur sejauh mana wayar boleh memanjang di bawah beban.

Apabila tali dawai dimuatkan, wayarnya bergerak relatif antara satu sama lain sambil melaraskan kedudukannya untuk mencapai keadaan stabil yang sepadan dengan beban yang dikenakan. Ini menghasilkan dua jenis pemanjangan. Apabila tali dawai membawa beban buat kali pertama, wayar akan disusun semula sedikit dan menghasilkan pemanjangan kekal, yang dikenali sebagai pemanjangan binaan. Pada masa yang sama, pemanjangan yang boleh dipulihkan, yang dikenali sebagai pemanjangan elastik, juga berlaku. Pemanjangan binaan bergantung pada tahap tertentu pada magnitud beban yang dikenakan.

Lebih kecil diameter dawai dalam tali, lebih kecil momen lenturan yang diperlukan untuk membengkokkannya dan lebih besar fleksibiliti tali. Tali dawai yang mengandungi lebih banyak dawai dan tali dawai teras gentian biasanya mempunyai fleksibiliti yang lebih baik. Tali dawai logam sepenuhnya yang diperbuat dengan lebih sedikit dawai mempunyai fleksibiliti yang lebih lemah, manakala yang pertama biasanya mempunyai pemanjangan yang lebih besar daripada yang kedua. Fleksibiliti yang lebih besar memberikan rintangan yang lebih baik terhadap kegagalan.

2. Keratan Kren Atas

Dimensi keratan utama secara amnya dinyatakan menggunakan diameter keratan di bahagian bawah alur tali ditambah diameter tali dawai sebagai diameter penggulungan minimum. Sebagai berkas kren menjadi lebih kecil, tegasan yang disebabkan oleh lenturan dan tekanan sentuhan antara tali dawai dan kerekan meningkat. Lebih tinggi tegasan lenturan, lebih cepat wayar dalam tali menjadi lesu. Peningkatan tegasan sentuhan juga mempercepatkan kerosakan tali dan haus kerekan.

Apabila keranjang menjadi lebih besar, tekanan antara tali dan keranjang berkurangan, begitu juga tahap lenturan. Jika tegasan lenturan adalah satu-satunya faktor yang dipertimbangkan, diameter keranjang untuk tali dawai sentuhan titik 6×19 boleh ditingkatkan kepada 90 kali ganda diameter tali untuk memanjangkan hayat tali. Walau bagaimanapun, kecuali untuk peralatan khas, keranjang berdiameter besar sedemikian jarang digunakan dalam amalan atas dua sebab:

1. Kepingan yang sebesar itu tidak praktikal untuk kebanyakan peralatan pengangkat.
2. Lenturan jarang sekali merupakan satu-satunya faktor yang terdapat dalam sebarang keadaan operasi.

Dalam praktiknya, banyak faktor lain yang mempengaruhi jangka hayat tali selain lenturan, termasuk tekanan berulang, haus, pengecutan, hentaman, getaran, kilasan, kelajuan putaran, lilitan dram yang salah, kakisan dan penyelenggaraan yang tidak mencukupi. Satu atau lebih faktor ini mungkin mempunyai kesan yang lebih besar terhadap jangka hayat tali berbanding saiz keranjang.

Saiz keping optimum harus ditentukan dengan mempertimbangkan keselamatan, operasi ekonomi, dan faktor-faktor lain secara bersama. Walau bagaimanapun, tekanan tinggi antara wayar pada titik sentuhan tali, digabungkan dengan tegasan lenturan tinggi yang dihasilkan apabila tali melintasi keping kecil, boleh menyumbang kepada kerosakan dan kegagalan tali. Di bawah keadaan yang tidak menguntungkan ini, wayar putus sering berlaku di antara titik sentuhan untaian bersebelahan. Putus di lokasi ini selalunya sukar atau mustahil untuk dikesan melalui pemeriksaan luaran.

Oleh itu, bagi peralatan dengan keperluan keselamatan ketat yang lain, berkas tali yang lebih besar harus dipilih supaya proses kerosakan tali berkembang dengan lebih beransur-ansur dan kerosakan berlaku pada permukaan tali, di mana ia lebih mudah dikesan dan dinilai.

3. Alur Tali Kerusi Kren Atas

Agar tali dawai berfungsi dengan sebaik mungkin, alur tali sheave mesti mempunyai diameter yang cukup besar untuk mengekalkan ruang yang sesuai di sekeliling tali. Diameter alur tali tidak boleh kekal malar. Variasinya terutamanya dipengaruhi oleh tali dawai dan, sebahagian besarnya, oleh bahan sheave dan tekanan yang dikenakan padanya.

Oleh kerana alur tersebut sentiasa haus, alur tersebut biasanya haus kepada saiz yang lebih kecil apabila tali dawai menghampiri akhir hayatnya. Ini menimbulkan masalah: setiap kali tali dawai baharu dipasang, alur tersebut perlu dimesin semula atau digantikan dengan sheave. Walau bagaimanapun, dalam praktiknya, pemesinan semula alur atau penggantian sheave adalah tidak ekonomik.

Apabila alur dimesin semula, bebibir biasanya dibaiki terlebih dahulu, dan bahagian bawah alur kemudiannya dipotong kepada diameter yang sesuai. Jika hanya bahagian bawah alur yang dipotong, sudut leher di sebelah bahagian bawah mungkin menjadi terlalu kecil untuk memberikan ruang yang mencukupi, lalu meningkatkan kehausan tali dawai dengan serius.

4. Tekanan Tali Dawai Kren Atas

Selain tegasan lenturan yang dihasilkan apabila tali berjalan di atas keranjang, tali dawai juga tertakluk kepada tekanan jejarian yang disebabkan oleh sentuhan dengan keranjang. Tekanan ini menghasilkan tegasan ricih dalam tali, mengubah binaannya dan mempengaruhi kadar haus alur keranjang. Oleh itu, magnitud tekanan jejarian dan rintangan haus bahan keranjang harus dipertimbangkan semasa memilih binaan tali dawai yang paling sesuai.

5. Dram Kren Atas

The gendang kren dimensi, profil alur dan tekanan adalah serupa dengan keadaan yang dibincangkan di atas untuk keranjang.

Apabila dram mempunyai permukaan yang licin, tekanan jejari sebenar adalah agak tinggi kerana tali dawai hanya disokong pada satu sisi dan kawasan periferinya tidak disokong. Dengan dram jenis ini, kedua-dua tali dan dram haus lebih teruk berbanding dram beralur, dan tali lebih mudah rosak akibat tekanan.

Apabila tegasan lenturan merupakan faktor utama yang mempengaruhi jangka hayat tali dawai, diameter dram boleh menjadi sedikit lebih kecil daripada diameter keranjang dalam sistem. Ini kerana, semasa pergerakan dalam satu arah, tali membengkok dua kali ke atas setiap keranjang tetapi hanya sekali pada dram. Tali membengkok buat kali pertama apabila ia menghampiri keranjang dan berubah daripada garis lurus kepada kelengkungan keranjang. Ia membengkok buat kali kedua apabila ia meluruskan semula apabila ia meninggalkan keranjang.

Dalam sesetengah kes, pergerakan tali adalah pendek. Apabila sebahagian daripada tali bergerak ke depan dan ke belakang pada dram tanpa melepasi keranjang, bilangan kitaran lenturan berkurangan dan kegagalan berlaku dengan lebih perlahan.

Apabila dram beralur digunakan, profil alur yang sesuai membantu memastikan tali lilit berada pada kedudukan yang betul. Mengekalkan jarak yang sesuai antara alur adalah penting supaya lilitan tali bersebelahan mempunyai ruang yang mencukupi, tetapi tidak berlebihan. Ini membantu mengelakkan tali yang dililit pada dram daripada menjadi sesak atau bergesel dengan tali yang telah dililit pada dram.

Untuk penggulungan berbilang lapisan, jarak antara garis tengah alur hendaklah mencukupi untuk mengelakkan tali dawai daripada bersentuhan antara satu sama lain pada sudut armada maksimum.

6. Faktor Kegagalan Lain

1. Kakisan: Kakisan merupakan punca biasa kegagalan tali dawai. Atmosfera menghakis yang dihasilkan oleh persekitaran operasi boleh memberi kesan yang ketara terhadap jangka hayat tali.
2. Beban impak dan getaran: Mengenakan beban hentaman pada tali dawai dan mengenakan getaran padanya menghasilkan tegasan lenturan berfrekuensi tinggi dan tinggi. Kesan getaran amat teruk pada hujung tali dan boleh menyebabkan kegagalan lesu.
3. Suhu yang berlebihan: Jika tali dawai beroperasi pada suhu yang terlalu tinggi, ia mungkin gagal kerana kekuatan tegangannya berkurangan.

Analisis kegagalan di atas menunjukkan bahawa kegagalan tali dawai kren atas selalunya disebabkan oleh pengumpulan gabungan pelbagai faktor. Dalam penyiasatan kegagalan sebenar, faktor-faktor tersebut harus dianalisis secara komprehensif, kepentingan relatifnya harus dibezakan, dan punca kegagalan utama harus dikenal pasti untuk membantu memanjangkan hayat perkhidmatan tali dawai.

Zora Zhao

Pakar dalam Kren Atas/Kren Gantry/Kren Jib/Penyelesaian Bahagian Kren

Dengan 10+ tahun pengalaman dalam Industri Eksport Luar Negara Kren, membantu 10,000+ pelanggan dengan soalan dan kebimbangan pra-jualan mereka, jika anda mempunyai sebarang keperluan berkaitan, sila hubungi saya!

WhatsApp: +86 189 3735 0200

e-mel: zorazhao@dgcrane.com