Выбраковка канатов грузоподъемных машин

Для оценки безопасности использования канатов используются следующие критерии:

а) характер и число обрывов проволок (рис. 5.2-5.4), в том числе наличие обрывов проволок у концевых заделок, наличие мест сосредоточения обрывов проволок, интенсивность возрастания числа обрывов проволок;

рис. 5.2. Обрывы и смещение проволок каната крестовой свивки

рис. 5.3. Сочетание обрывов проволок с их износом:

а - в канате крестовой свивки; б – в канате односторонней свивки

рис. 5.4. Обрывы проволок в зоне уравнительного блока:

а – в нескольких прядях каната; б – в двух прядях в сочетании с мелким износом

б) обрыв пряди; 

в) поверхностный и внутренний износ;

г) поверхностная и внутренняя коррозия;

д) местное уменьшение диаметра каната, включая разрыв сердечника;

е) уменьшение площади поперечного сечения проволок каната, (потери внутреннего сечения);

ж) деформация в виде волнистости, корзинообразности, выдавливания проволок и прядей, раздавливания прядей, заломов, перегибов;

з) повреждения в результате температурного воздействия или
электрического дугового разряда.

2. Браковку канатов, работающих со стальными и чугунными блоками, следует проводить по числу обрывов проволок в соответствии с табл. 5.2. Если канат предназначен для подъема опасных грузов (расплавленный или раскаленный металл, огнеопасные и ядовитые вещества)  или людей количество обрывов проволок для выбраковки уменьшается вдвое.

3. При уменьшении диаметра каната в результате поверхностного износа (рис. 5.5) или коррозии (рис. 5.6) на 7 % и более по сравнению с номинальным диаметром канат подлежит браковке даже при отсутствии видимых обрывов проволок.

рис. 5.5. Износ наружных проволок каната крестовой свивки:

а – небольшие лыски на проволоках; б – увеличенная длина лысок на отдельных проволоках; в – удлинение лысок в отдельных проволоках при заметном уменьшении диаметра проволок; г – лыски на всех проволоках; д – интенсивный износ всех наружных проволок каната (уменьшение диаметра проволок на 40%)

рис. 5.6. Поверхностная коррозия проволок каната крестовой свивки:

а – начальное окисление поверхности; б – общее окисление поверхности; в – заметное окисление; г – сильное окисление; д – интенсивная коррозия

При уменьшении диаметра каната в результате повреждения сердечника, внутреннего износа, смятия, разрыва и т. п. (на 3 % номинального диаметра у некрутящихся канатов и на 10 % у остальных канатов) канат подлежит браковке даже при отсутствии видимых обрывов проволок (рис. 5.7).

рис. 5.7. Местное уменьшение диаметра каната на месте разрушения органического сердечника

При наличии у каната поверхностного износа или коррозии проволок число обрывов как признак браковки должно быть уменьшено в соответствии с данными табл. 5.1. 

Таблица 5.1

Уменьшение диаметра проволок в результате поверхностного износа или коррозии, %	Число обрывов проволок на шаге свивки, %, в зависимости от норм
10	85
15	75
20	70
25	60
30 и более	50

При уменьшении первоначального диаметра наружных проволок результате износа или коррозии на 40 % и более канат бракуют.

Определение износа или коррозии проволок по диаметру производят с помощью микрометра или иного инструмента, обеспечивающего аналогичную точность.

При меньшем, чем указано в табл. 5.2, числе обрывов проволок, а при наличии поверхностного износа проволок без их обрыва канат может быть допущен к работе при условии тщательного наблюдения за его состоянием при периодических осмотрах с записью результатов в журнал осмотров и смены каната по достижении степени износа.

Если груз подвешен на двух канатах, то каждый бракуется в отдельности, причем допускается замена одного, более изношенного

Таблица 5.2

Число несущих проволок в наружных прядях	Типовые примеры конструкции канатов	Число обрывов проволок в зависимости от групп классификации (режима) механизма
		М1, М2, М3, М4					М5, М6, М7, М8
		Крестовая свивка			Односто-ронняя свивка		Крестовая свивка				Односто-ронняя свивка
		На участке длиной
		6d	30d	6d		30d		6d	30d	6d		30d
До 50	6×7(1+6)+1×7 6×7+1 о.с. 8×6(0+6)+9 о.с.	2	4	1		2		4	8	2		4
От 51 до 75		3	6	2		3		6	12	3		6
От 76 до 100	6×19(1+6+/6)+7×7 (1+6)* 6×19(1+6+6/6)+1 о.с.	4	8	2		4		8	16	4		8
От 101 до 120	6×19(1+9+9)+1 о.с. 6×19(1+9+9)+7×7 (1+6)	5	10	2		5		10	19	5		10
От 121 до 140	18×7(1+6)+1 о.с. 8×16(0+5+11)+9 о.с. 8×19(1+6/6)+1 о.с.	6	11	3		6		11	22	6		11
От 141 до 160	6×25(1+6/6+12)+1 о.с.	6	13	3		6		13	26	6		13
От 161 до 180	6×30(0+15+15)+7 о.с. 6×30(6+12+12)+1 о.с.	7	14	4		7		14	29	7		14
От 181 до 200	6×31(1+6+6/6+12)+1 о.с. 6×31(1+6+6/6+12)+7×7(1+6)	8	16	4		8		16	32	8		16
От 201 до 220	6×36(1+7+7/7+14)+1 о.с. 6×36(1+7+7/7+14)+7×7(1+6)	9	18	4		9		18	35	9		18
От 221 до 240	6×37(1+6+15+15)+1 о.с.	10	19	5		10		19	38	10		19
От 241 до 260	–	10	21	5		10		21	42	10		21
От 261 до 280	–	11	22	6		11		22	45	11		22
От 281 до 300	18×19(1+6+6×6)+1 о.с.*	12	24	6		12		24	48	12		24
Свыше 300		0,04n	0,08 n	0,02 n		0,04 n		0.08 n	0,16 n	0,04 n		0,08 n

Примечания:

1. d – диаметр каната, мм.

2. Проволоки заполнения не считаются несущими, поэтому не подлежат учету. В канатах с несколькими слоями прядей учитывают проволоки только видимого наружного слоя. В канатах со стальным сердечником последний. рассматривают как внутреннюю прядь и не учитывают.

3. Расчет числа видимых обрывов для канатов прядевой конструкции определяют по приведенным формулам. При этом полученное значение округляют до целого в большую сторону. Для канатов с неодинаковыми диаметрами внешних проволок в наружных прядях класс конструкции понижен и отмечен звездочкой.

4. При работе каната полностью или частично с блоками из синтетического материала или из металла с синтетической футеровкой характерно появление значительного числа обрывов проволок внутри каната до появления видимых признаков обрывов проволок или интенсивного износа на наружной поверхности каната. Такие канаты отбраковывают с учетом потери внутреннего сечения.

4. Для оценки состояний внутренних проволок, т. е. для контроля потери металлической части поперечного сечения каната (потери  внутреннего сечения), вызванных обрывами, механическим износом и коррозией проволок внутренних слоев прядей (рис. 5.8), канат необходимо подвергать дефектоскопии по всей его длине. При регистрации с помощью дефектоскопа потери сечения металла проволок, достигшей 17,5 % и более, канат бракуется.

рис. 5.8. Уменьшение площади поперечного сечения проволок

(интенсивная внутренняя коррозия)

5. При обнаружении в канате одной или нескольких оборванных  прядей канат к дальнейшей работе не допускается.

6. Волнистость каната характеризуется шагом и направлением ее спирали (рис. 5.9). При совпадении направлений спирали волнистости и свивки каната и равенстве шагов спирали волнистости Н_в и свивки каната Н_к канат бракуют при d_в = 1,08 d_к где d_в – диаметр спирали волнистости; d_к –номинальный диаметр каната.

рис. 5.9. Волнистость каната

При несовпадении направлений спирали волнистости и свивки каната и неравенстве шагов спирали волнистости и свивки каната или совпадении одного из параметров канат подлежит браковке при d_в = 4/3 d_к. Длина рассматриваемого отрезка каната не должна превышать 25 d_к.

7. Канаты не должны допускаться к дальнейшей работе при обнаружении:

– корзинообразной деформации;

– выдавливания сердечника;

– выдавливания или расслоения прядей;

– местного увеличения диаметра каната;

– местного уменьшения диаметра каната;

– раздавленных участков;

– перекручиваний;

– заломов;

– перегибов;

– повреждений в результате температурных воздействий или электрического дугового разряда.

Крепление концов каната

Для крепления канатов к элементам грузоподъемных машин и при изготовлении съемных грузозахватных приспособлений применяют два вида концевых креплений: неразъемные и разъемные.

К неразъемным соединениям относятся: крепление петли заплеткой (рис. 5.10, а), обжимной втулкой (рис. 5.10,б) или заливкой легкоплавкими сплавами (рис. 5.10, в).

При изготовлении петли заплеткой на расстоянии 500-700 мм конца каната накладывают перевязку, а затем конец каната до перевязки распускают на пряди, вырезают пеньковый сердечник и, плотно обтянув коуш петлей каната, вплетают его прядями. Число проколов каната каждой прядью зависит от его диаметра. При диаметре каната до 15 мм число проколов должно быть не менее четырех, при диаметре от 15 до 28 мм – не менее пяти, при диаметре от 28 до 60 – не менее шести. Последний прокол каната делается половинным количеством ее проволок. Допускается также делать последний прокол половинным количеством прядей каната. Заплетка должна доходить до самой обоймы и иметь на всей длине плотную обмотку из мягкой проволоки. Длина заплетаемой части - не менее 20-25 диаметров каната.

рис. 5.10. Закрепление петли на конце каната:

а – заплеткой; б – обжимной втулкой; в – заливкой; г – зажимами; д – клиновой втулкой; е – коуш; ж – обыкновенный и рожковый болтовые зажимы; 1 – ветвь каната; 2 – винтовой зажим; 3 –коуш; 4 –клин; d –диаметр каната; l – длина заплетки

При изготовлении петли заплеткой на расстоянии 500-700 мм конца каната накладывают перевязку, а затем конец каната до перевязки распускают на пряди, вырезают пеньковый сердечник и, плотно обтянув коуш петлей каната, вплетают его прядями. Число проколов каната каждой прядью зависит от его диаметра. При диаметре каната до 15 мм число проколов должно быть не менее четырех, при диаметре от 15 до 28 мм – не менее пяти, при диаметре от 28 до 60 – не менее шести. Последний прокол каната делается половинным количеством ее проволок. Допускается также делать последний прокол половинным количеством прядей каната. Заплетка должна доходить до самой обоймы и иметь на всей длине плотную обмотку из мягкой проволоки. Длина заплетаемой части - не менее 20-25 диаметров каната.

К разъемным относятся закрепление петель зажимами (см. рис. 5.10, г), клиновыми втулками (см. рис. 5.10, д), специальные прижимные планки и др.

При изготовлении петли с помощью зажимов определяется при проектировании, но должно быть не менее трех. Шаг расположения зажимов и длина свободного конца каната за последним зажимом должна быть не менее шести диаметров каната. Скоба зажима должна устанавливаться на свободный конец каната. Зажимы должны быть инвентарными, заводского изготовления. Установка зажимов горячим (кузнечным) способом не допускается.

Применяемые при изготовлении петель обжимные, заливные и клиновые втулки должны быть инвентарными, заводского изготовления, коваными, литыми или штампованными. Применение сварных втулок допускается только на электроталях. Установка втулок горячим (кузнечным) способом не допускается.

Для правильного формирования петель, уменьшения внутренних напряжений в проволочных канатах и предохранения их от истирания о захватные устройства необходимо применять специальные устройства – коуши (рис 5.10, е), представляющие собой стальные изогнутые пластинки с желобчатым поперечным сечением.

Расчет канатов

При установке каната на кран и при перепасовке должна быть произведена обтяжка его рабочим грузом, а к паспорту крана прилагается копия сертификата на канат и проверочный расчет каната, который производится по формуле

F_O > Z_PS,

где F_O – разрывное усилие канат в целом (Н), принимается по сертификату (свидетельству) об испытании;

Z_P – минимальный коэффициент использования каната (коэффициент запаса прочности, определяемый по таблице в зависимости от группы классификации механизма по ИСО 4301/1);

S – наибольшее натяжение ветви каната (Н), указанное в паспорте крана.

Если в сертификате дано суммарное разрывное усилие проволок каната, значение величины F_O может быть определено путемумножение суммарного разрывного усилия проволок на коэффициент 0,83.

Цепи

При изготовлении стропов кроме стальных кантов, применяют сварные и штампованные цепи.

Сварные цепи изготавливают из мягкой легированной стали круглого сечения с пределом прочности на разрыв 370-450 МПа. Звенья цепи имеют овальную форму.

Для грузовых стропов применяют некалиброванные цепи. Условное обозначение некалиброванной цепи из прутка диаметром 6 мм с шагом звена 16 мм: цепь СН 6 × 16, ТУ 12. 0173856. 015-88.

Цепи, применяемые на грузоподъемных машинах и для изготовления стропов, должны иметь свидетельство завода-изготовителя об их испытании в соответствии с ГОСТом, по которому они изготовлены.

Коэффициент запаса прочности сварных цепей стропов по отношению к разрушающей нагрузке должен быть не менее 5.

Оборванные цепи сращивают электросваркой новых вставленных звеньев или с помощью специальных соединительных звеньев. После сращивания цепь должна быть испытана нагрузкой, в 1,25 раза превышающей номинальную грузоподъемность цепи.

рис. 5.11. Выбраковка цепей:

L₀ – первоначальная длина звена, мм; L₁ – увеличенная длина звена, мм; d₀ – первоначальный диаметр, мм; d₁, d₂,– фактические диаметры сечения звена, измеренные во взаимно перпендикулярных направлениях, мм

Выбраковка цепей производится:

– при наличии трещин или надрывов в звеньях;

– при удлинении звена цепи на 3% от первоначального размера (рис. 5.11, а);

– при уменьшении сечения звена на 10% от первоначального сечения (рис. 5.11, б).

Крюки

Крюки применяются для изготовления съемных грузозахватных приспособлений, а также используются как элементы грузоподъемных кранов.

Стропальные крюки служат для соединения стропов со специальными приспособлениями на грузе, с петлями, рым-болта-ми и т. д. Их изготовляют ковкой или штамповкой прямоугольного и трапецеидального сечений и из пруткового материала по ГОСТ 2105-75 или наборных пластин из листовой стали. Размеры и основные параметры кованых и штампованных крюков должны приниматься по ГОСТ 6627-74 «Крюки однорогие. Заготовки. Типы. Конструкции и размеры».

Крюки относятся к наиболее распространенному виду грузозахватных устройств. Они имеют заостренную и отогнутую вниз переднюю часть для облегчения строповки и расстроповки грузов при деформированных закладных монтажных петлях или других устройств. Принятая форма крюков обеспечивает более высокую надежность строповки грузов и тем самым улучшает условия безопасности их эксплуатации.

Кованые крюки прямоугольного сечения изготовляют грузоподъемностью 200; 400; 800 и 1500 кг и массой соответственно 0,45; 0,970; 2 и 4,4 кг.

Грузоподъемность кованых крюков трапецеидального сечения равна 250; 500; 1000 и 1500 кг, а масса соответственно 0,57; 0,85; 2,75 и 3,45 кг.

Для обеспечения требований техники безопасности крюки (рис. 5.12) снабжают предохранительным замком, закрывающим зев и исключающим самопроизвольное выпадение грузовых канатов или цепей.

рис. 5.12. Стропальные крюки:

а – с предохранительной планкой; б – с предохранительной скобой; в – поворотным козырьком; г – с предохранительной пружиной

Применение крюков типа К2 (без предохранительных замков) может быть допущено при условии применения гибких грузозахватных приспособлений, исключающих возможность выпадения их из зева крюка. В случаях возможной самопроизвольной расстроповки груза целесообразно применять крюки типа К3, форма которых предотвращает возможность самопроизвольной расстроповки. Звено типа К3 – крюк с утопленным носком. Размеры К2 и КЗ даны в ОСТ 24.090.49-79. 

Для установки на грузоподъемные краны, как составная часть крюковой обоймы применяются кованые и штампованные крюки. Размеры и основные параметры крюков принимаются в зависимости от типа крюка и рода привода грузоподъемного крана по ГОСТ 6627 и ГОСТ 6628. Также допускается по согласованию с Госгортехнадзором России применение других крюков.

Крюки для кранов грузоподъемности свыше 3 т, за исключением крюков специального исполнения, должны быть установлены на упорных подшипниках качения.

Крюки должны иметь клеймо завода-изготовителя и указанную грузоподъемность.

рис. 5.13. Крановый крюк

Выбраковка стропальных крюков и крюков, устанавливаемых на краны производится по одним и тем же признакам. Крюки подлежат выбраковке при:

– трещинах и надрывах;

– потере первоначальной формы;

– отсутствии или неисправности предохранительного устройства, запирающего заев крюка;

– износе в зеве h (см. рис 5.13) на 10% от первоначального вертикального сечения