Почему специальные проволочные канаты?

Пластиковый
слой

 рис. 29: Пластмассовый слой (показан оранжевым)

Многие продукты из вропа имеют пластиковый слой между стальным сердечником и наружными прядями. Этот промежуточный слой стабилизирует стабильность формы каната, подобного гибкому корсету, и увеличивает срок службы каната, особенно в сложных условиях работы. Промежуточный пластиковый слой предотвращает проникновение воды и грязи, что помогает избежать коррозии в стальной сердцевине. Эта подушка предотвращает внутренние перекрестные контакты сталь-сталь и ограничивает как таковой ущерб, вызванный этим явлением (рис. 29) .

Основными преимуществами являются:

• Предотвращает обрывы внутренних проводов.
• Уплотняет смазку для каната.
• Не допускает проникновения воды, пыли и т. Д.
•. Снижает внутреннее напряжение.
• Повышает стабильность формы каната.
• Поглощает динамическую энергию.
• Уменьшает уровень шума.

Нарушение прочности

Специальные канаты verope предназначены для достижения высоких разрушающих нагрузок и лучшего отношения прочности к весу. Провода с высокой пластичностью, тянутые с контролируемыми допусками, скручены и закрыты в веревку, с оптимизированным расстоянием между отдельными элементами каната. Продукты verope достигают повышенного коэффициента заполнения благодаря использованию уплотненных прядей, а также ротационного обжима в своем методе строительства канатов. Параллельная укладка элементов в составе каната увеличивает площадь поперечного сечения металла. Разработчики кранов используют технические преимущества, предоставляемые производителями канатов, для уменьшения размеров барабана и шкива в соответствии с поддержанием рекомендуемых соотношений D / D. Затраты на материал и снижение веса влияют на статическую конструкцию элементов крана.

​

ломать сильные и поворотные

Минимальные значения прочности на разрыв, указанные в каталогах, действительны для проволочных канатов, концы которых защищены от скручивания. Прочность канатов, устойчивых к вращению, значительно снижается благодаря использованию вертлюга. Даже если веревка не сломается сразу же при номинальной нагрузке, некоторые перегруженные элементы веревки будут непропорционально утомлены. Также структурные изменения, такие как деформация корзины, могут появиться очень быстро. Поэтому не поворачивайте устойчивые к вращению канаты.

Рисунок 32: Прочность каната на разрыв и без использования вертлюга

Усталость при изгибе и срок службы каната

Verope эксплуатирует первые в мире две машины для изгибной усталости, построенные в соответствии с революционной концепцией. Стальная проволочная веревка устанавливается в испытательной машине, подвергается натяжению, а затем веревка перемещается взад и вперед по пяти испытательным шкивам, пока, наконец, не сломается посередине. Только после этого начинается анализ каната: слева и справа от сломанной секции, которая во время теста проходила взад и вперед по пяти шкивам, машина имеет секции каната, которые проходят только по четырем шкивам и не доходят до пятый. Независимо от того, сколько будет циклов до отказа, эти разделы всегда будут составлять 80% от этого числа. Эти секции и последующие секции, которые пройдут только по 3, 2, 1 и 0 шкивам и которые будут представлять состояние каната после 60%, 40,(рисунок 35) .

рисунок 33: Машина для усталости при изгибе Рисунок 35: Отбор проб / проб веревки для анализа

Один из двух разделов каждого условия используется для определения количества внешних обрывов провода и изменений диаметра каната и длины прокладки. Затем сечение разбирается для того, чтобы также определить количество внутренних разрывов проводов на нижней стороне наружных жил, на внешней и внутренней стороне IWRC и на отдельных жилах, а также изменения диаметров IWRC и жил и длин прокладок. , Таким образом, разделы расскажут вам, как внешние разрывы проволоки развиваются в течение срока службы каната, как внутренние разрывы проволоки развиваются со временем, как пластиковая вставка смотрится на разных этапах срока службы каната и какие элементы начинают ухудшаться первыми. Эти результаты могут помочь verope. улучшить дизайн продукта новой операционной системы после одного теста. Сопоставимые 80%, 60%, 40%, Секции 20% и 0% на другой стороне разрыва подвергаются испытаниям на растяжение до разрушения. Таким образом, Веропе. может определить, как прочность этой конструкции каната, его модуль упругости и его удлинение при разрыве развиваются в течение срока службы каната. Стальной трос должен иметь прочность на разрыв выше или выше, чем новый, пока он не достигнет количества выброшенных обрывов(рисунок 34) .

Рисунок 34: Прочность на разрыв каната в% от прочности на разрыв нового каната в зависимости от срока службы до разрушения. Стальной трос должен иметь прочность на разрыв, как высокую, так и более высокую, чем новая, пока не достигнет количества выброшенных обрывов.

Благодаря детальному анализу нескольких рабочих секций развитие внешних разрывов проводов в течение срока службы можно оценить очень точно (рисунок 42) .

Рисунок 42: Количество видимых (вытянутая линия впадины) и невидимых разрывов проволоки (нарисованная линия) в зависимости от срока службы каната. После окончания испытания на усталость при изгибе анализ участков каната с различными значениями усталости показывает отмеченные числа разрывов проволоки.

При разборке кусков каната можно оценить разрывы внутренней проволоки в зависимости от срока службы (рис. 43) . В конструкции veropro 8 число видимых разрывов проводов больше, чем количество внутренних (невидимых) разрывов проводов.

Рисунок 43: Развитие видимых разрывов проволоки на поверхности каната и разрывов проволоки внутри каната, которые видны снаружи

Рисунок 44: Изменение диаметра каната в испытании на усталость при изгибе

Рисунок 45: Изменение диаметра сердечника стального каната в испытании на усталость при изгибе

Испытания на усталость при изгибе берутся обычно до разрыва веревки или стренги. Точная точка сброса может быть определена путем оценки отдельных участков веревки. 

Это приводит к так называемому «времени жизни покоя» (время жизни между сбросом и разрывом) (рис. 46) .

​

Рисунок 46: Количество циклов изгиба до сброса и до разрыва

Рисунок 47: Количество циклов изгиба до сброса и до разрыва (устойчивые к вращению канаты, одинаковая нагрузка)

Рисунок 48: Количество циклов изгиба до сброса и до разрыва (устойчивые к вращению канаты, одинаковая нагрузка)

Изгиб усталости при использовании стальных или пластиковых снопов

Срок службы каната существенно зависит от материала шкива. При использовании пластиковых снопов усталостная прочность при изгибе заметно возрастает по сравнению с использованием стальных снопов. Оставшийся «срок службы покоя» веревки после достижения критериев выбрасывания до разрушения каната в отношении циклов изгиба более или менее одинаков, тем не менее, он значительно падает в процентах. Поэтому при использовании пластиковых связок осмотр каната должен проводиться особенно тщательно. Verope рекомендует использовать пластиковые шкивы, поэтому только в тех случаях, когда веревки проверяются магнитно-индуктивно или когда веревка повреждается в основном снаружи, как при многослойной намотке (рис. 49) .

Рисунок 49: Влияние материала шкива на срок службы каната

Изгибающая усталость от оцинкованных и оцинкованных канатов

Сравнение усталости при изгибе не гальванизированных и оцинкованных канатов до достижения критериев утилизации согласно ISO 4309 и до разрыва каната показывает, что оцинкованные канаты обычно достигают большего количества циклов изгиба. Цинковое покрытие обеспечивает лучшие «аварийные рабочие характеристики», когда канат больше не смазывается, и защищает канат от коррозии трения (рис. 50) .

Рисунок 50: Сравнение усталости при изгибе не оцинкованных и оцинкованных канатов

Изгиб усталости в зависимости от диаметра канавки

Согласно ISO 4309 канавка шкива должна иметь диаметр, который на 5-10% больше диаметра каната. Во время работы диаметр каната будет уменьшаться. При таком уменьшенном диаметре канат будет копаться в канавке шкива и будет уменьшать диаметр канавки. Поэтому при установке каната следует учитывать, что диаметр канавки шкива как минимум на 1% больше измеренного диаметра каната. Если диаметр канавки слишком велик, поддержка каната больше не очень хорошая, а поверхностное давление увеличивается. Следовательно, срок службы каната неуклонно уменьшается с увеличением диаметра канавки. Если диаметр канавки слишком мал, веревка будет сдавливаться и срок службы стальных шкивов значительно возрастает.

Рисунок 51: Влияние диаметра канавки на срок службы каната (см. также стр. 60)

Изгиб усталости в зависимости от тяги линии

Привлекательная линия тяги оказывает значительное влияние на усталость при изгибе. В то время как, например, при натяжении линии 2 т достигается 950 000 циклов изгиба, а при тяге линии 4 т достигается только 290 000 циклов изгиба (рисунок 52) .

рисунок 52: влияние натяжения линии на срок службы каната

Изгибающая усталость в зависимости от диаметра шкива

Применяемые диаметры шкива, а также диаметры барабанов оказывают огромное влияние на срок службы каната. В показанном примере веревка, проходящая через шкив диаметром 800 мм, все еще достигает более 2 000 000 циклов изгиба, условие изгиба уменьшается, вдвое уменьшая диаметр шкива до 400 мм до 290 000 циклов изгиба (рис. 53) 

Рисунок 53: Влияние диаметра шкива на срок службы каната.

Деформационное
поведение

Во многих приложениях точное знание деформационного поведения проволочных канатов имеет большое значение. verope. исследовал во многих трудоемких испытаниях модуль упругости (продольный и поперечный), упругую и пластическую деформацию, а также уменьшение диаметра своих изделий. Многие технические параметры каната могут быть определены путем создания диаграммы удлинения груза (рисунок 54), verope. нагружает и освобождает канаты поэтапно и определяет из этого удлинение под нагрузкой, а также оставшееся удлинение после разгрузки. Модуль упругости определяется по градиенту линейной площади кривых нагрузки. При этом измеряется уменьшение диаметра в зависимости от нагрузки. Чтобы иметь возможность определять также прочность на разрыв и относительное удлинение при разрыве, канаты нагружаются до разрыва.

Рисунок 54: Диаграмма растягивающей нагрузки специального каната verope

Модуль упругости

В конструкции каната модуль упругости незначительно изменяется в зависимости от диаметра каната, типа укладки (укладка по Лангу или регулярная укладка) и прочности на растяжение проволоки (рис. 55). Как правило, модуль упругости проволочных канатов увеличивается в течение срока службы каната.

Удлинение

В частности, для подвесных канатов, а также для ходовых канатов важно знать точное удлинение каната под нагрузкой и удлинение оставшегося каната после нагрузки. Компания Verope измерила эти соответствующие значения для всех своих продуктов с высокой точностью на длинных отрезках теста. Здесь вы найдете измеренные значения типичных верёповых канатных конструкций. Мы рады предоставить вам результаты других разработок веропальных канатов для ваших интерпретаций.

Рисунок 59: Изменение диаметра в зависимости от натяжения линии

уменьшение диаметра

Веревка становится длиннее и тоньше под нагрузкой. Уменьшение диаметра может сильно повлиять на поведение каната при многослойной намотке. Компания Verope измерила уменьшение диаметра всех своих продуктов и будет рада предоставить вам измеренные значения, если это необходимо.

Боковая устойчивость с грузом и без

В многослойной намотке проволочные канаты дополнительно подвергаются растягивающим и изгибающим нагрузкам, подвергающимся огромным поперечным нагрузкам. Для того, чтобы выдерживать эти нагрузки и избежать проблем с намоткой, необходима высокая степень радиальной устойчивости. Радиальная устойчивость каната также влияет на деформирующее поведение барабана. Вот почему для дизайнера барабана важно знать радиальную устойчивость в виде поперечного модуля упругости канатов. Радиальная устойчивость определяется как сопротивление проволочного каната против поперечной (радиальной) деформации (овализация). Verope измеряет радиальную стабильность своих продуктов с (рис. 62) и без нагрузки (рис. 60 и 61) .

​

Рисунок 62: Принцип тестирования измерения поперечной устойчивости под нагрузкой (источник: TU Clausthal)

Измерение под нагрузкой

При определении поперечного модуля упругости под нагрузкой деформационное поведение каната измеряется при различных растягивающих и разных поперечных нагрузках (рис. 62) . Компания Verope определила поперечный модуль упругости для всех своих продуктов и будет рада предоставить их дизайнерам, когда это потребуется.

Поворот
Поведение

Чтобы оценить вращательное поведение проволочного каната, измеряют крутящий момент и угол поворота каната. Для измерения угла поворота на конце веревки закреплен гладкий поворотный элемент. Во время испытания изгиб каната измеряется в зависимости от нагрузки. Кручение обычно дается в градусах на 1000 х диаметра каната. Для измерения крутящего момента троса оба конца троса защищены от скручивания. На одном конце каната измеряется крутящий момент каната в зависимости от нагрузки, с помощью которого канат хочет закрутить концевое соединение.

гибкость

Гибкость каната является мерой того, насколько легко канат может изгибаться вокруг заданного диаметра. Гибкость веревки, помимо прочего, зависит от натяжения линии. Гибкость ненагруженного каната может быть измерена провисанием каната под его собственным весом. На рисунке 67 показан максимальный прогиб каната для разных длин свободной каната (выраженный как кратное диаметру каната). Гибкость канатов под нагрузкой измеряется как коэффициент эффективности каната при движении по шкиву.

Фактор эффективности

Рисунок 68показана типичная диаграмма коэффициента полезного действия каната при натяжении линии. Во многих указанных стандартах можно найти ссылку на то, что для определения размеров системы подачи с использованием роликовых подшипников ее следует рассчитывать с коэффициентом полезного действия 0,98, это значение отмечено на рисунке 68. Однако разработчику системы подачи требуется коэффициент эффективности в соответствии с высокие линии (область B на диаграмме, здесь коэффициент полезного действия выше 0,98) для расчета требуемой мощности привода. Чтобы рассчитать минимальный вес ненагруженного нижнего крюкового блока, проектировщику необходим коэффициент эффективности при относительно низких натяжениях линии (область A на диаграмме, здесь коэффициент эффективности явно ниже 0,98). Чтобы помочь дизайнеру в его интерпретации,(рисунки 69 и 70) .

Как первый производитель специальных канатов, компания Verope измерила коэффициент полезного действия своей продукции в течение всего срока службы канатов. Как правило, коэффициент полезного действия веревки сначала улучшается в течение срока службы, а затем падает до достижения начального значения при выбрасывании. Рисунок 71 показывает типичный пример. При более высоких нагрузках коэффициент полезного действия специальных канатов с коэффициентом D / d 20 или выше явно выше 0,99. Поэтому, например, для кранов, сертифицированных Germanischer Lloyd, с использованием различных специальных канатов verope, следует интерпретировать коэффициент эффективности 0,99. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительных деталей.

​