2.2.1. Канаты стальные

Стальные канаты, применяемые в качестве грузовых, стрело­вых, вантовых, несущих, тяговых, монтажных, должны соответ­ствовать государственным стандартам, иметь сертификат (сви­детельство) или копию сертификата предприятия — изготовите­ля канатов об их испытании в соответствии с правилами устрой­ства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. При­менение канатов, изготовленных по международным стандартам, допускается по заключению головной организации или органа по сертификации.

Канаты, не снабженные сертификатом (свидетельством) об их испытании, к использованию не допускаются.

Крепление и расположение канатов на кранах должны исклю­чать возможность спадания их с барабанов или блоков и перетира­ния вследствие соприкосновения с элементами металлоконструк­ций или канатами других полиспастов.

Марка, тип и конструкция каната должны соответствовать нор­мативным документам.

Выбор стальных канатов, применяемых в качестве грузовых, стреловых, вантовых, несущих, тяговых, должен производиться в соответствии с РД 10-33-93, РД 10-231-98, ИСО 4308/1, ИСО 4308/2 и другими нормативными документами.

Для выполнения такелажных и стропальных работ применяют стальные канаты (рис. 2.1) с различными техническими характе­ристиками.

Стальные канаты используют в механизмах, полиспастах, мно­гих монтажных приспособлениях для оснастки грузоподъемных мачт, шевров, а также для изготовления стропов, вант, расчалок и т. д. Большое количество канатов расходуется на оснащение кра­нов, работающих в промышленности и строительстве. Стальные канаты изготавливают из высокопрочной тонкой стальной прово­локи диаметром до 3 мм. Проволоки покрывают различными по­крытиями, увеличивающими срок службы канатов. Канаты, изго­товленные из светлой (неоцинкованной) проволоки, покрывают антикоррозийной смазкой. Канаты из оцинкованной проволоки применяют только в том случае, если это предусмотрено проек­том производства работ (ППР).

Канаты бывают одинарной и двойной свивки (рис. 2.2). Канаты одинарной свивки изготавливают непосредственно из отдельных проволок. При двойной свивке сначала свивают отдельные прово­локи в пряди, а затем из готовых прядей свивают канат.

Для придания стальному канату гибкости, а также для удержа­ния смазки, предохраняющей стальные проволоки каната от кор­розии, в середине каната, в середине прядей или между прядями располагают пеньковый сердечник.

Рис. 2.1. Стальные канаты:

а — крестовой свивки; б — односторонней свивки; в — кабельтовой конструкции; г — многопрядный (двухслойный); д — многопрядный (трехслойный); 1 — сердечник; 2 — прядь каната

По виду свивки стальные канаты бывают:

·   обыкновенные (раскручивающиеся);

·   нераскручивающиеся.

Для предохранения от раскручивания на концах канатов накла­дывают перевязки из 8... 10 витков мягкой проволоки, называе­мой маркой.

Кроме того, по виду свивки канаты бывают односторонней, крестовой и комбинированной свивки. При односторонней свив­ке проволоки в прядях и пряди в канате свиты в одном направ­лении, при крестовой — в разных. При комбинированной свив­ке часть прядей имеет левое, а другая — правое направление свивки.

По направлению свивки канаты бывают:

·   правой свивки;

·   левой свивки.

По числу прядей канаты бывают:

·   однопрядные (или спиральные);

·   трехпрядные;

·   пятипрядные;

·   шестипрядные;

·   восьмипрядные;

·   восемнадцатипрядные.

Рис. 2.2. Канаты одинарной (а) и двойной (б) свивки

На монтажных работах чаще применяют шестипрядные канаты с пеньковым сердечником.

По роду свивки проволок в прядях канаты бывают:

·   с точечным касанием (ТК);

·   с линейным касанием (ЛК);

·   с точечным и линейным касанием (ТЛК).

В процессе эксплуатации каната типа ТК соприкасающиеся между собой проволоки сдвигаются одна относительно другой, что увеличивает их износ и повышает жесткость каната. В канатах типа ЛК исключено точечное касание проволок между слоями в пря­дях, что снижает степень износа и значительно повышает гибкость канатов.

Канаты типов ЛК и ТЛК, являясь наиболее прочными и изно­состойкими, находят все более широкое применение в промыш­ленности.

Для такелажных работ и грузоподъемных механизмов применя­ют обычно стальные канаты типов ТК, ЛК и ТЛК, состоящие из шести прядей, с числом проволок 19, 37 и 61.

Канаты с числом проволок в пряди 19 жесткие, их применяют в основном для вант и оттяжек.

Канаты с числом проволок в пряди 37 и более используют для запасовки полиспастов, изготовления стропов, а также для других чалочных приспособлений.

На монтажных работах применяют следующие канаты: канат двойной свивки типа ЛК конструкции 6х19 (1+9+9) + 1 о.с, т.е. 6х19 (1+9+9) проволок и один органический сердечник (ГОСТ 3077—80); канат двойной свивки типа ТЛК конструкции 6x37 (1+6+15+15) + 1 о.с. (ГОСТ 3079-80).

Расчалки, ванты и тяги изготавливают из канатов, которые выпускают по ГОСТ 2688-80, ГОСТ 3077-80 и ГОСТ 3070-74; полиспасты, стропы изготавливают из более гибких канатов кон­струкции (6x36) + 1 о.с. (ГОСТ 7668-80).

С завода-изготовителя канаты принимают партиями. Партия состоит из канатов одного типоразмера в одной единице упаковки. Оформляют партию одним документом — паспортом.

В процессе эксплуатации канаты периодически подвергают смаз­ке. Перед смазкой поверхность каната очищают от грязи и ржавчи­ны проволочными щетками и протирают обтирочным материалом, смоченным в керосине. При длительном хранении канаты перио­дически, не реже одного раза в год, осматривают и смазывают.

Сведения о находящихся в эксплуатации канатах заносятся в специальный журнал учета канатов.

Канаты снабжают металлической или деревянной биркой, на которой указывается наименование или товарный знак завода-из­готовителя, заводской номер, условное обозначение, длина (м), вес каната брутто (кг), отметка ОТК завода-изготовителя.

2.2.2. Браковка канатов

Браковка канатов грузоподъемных кранов, находящихся в экс­плуатации, должна проводиться в соответствии с Руководством по эксплуатации крана. При отсутствии в Руководстве по эксплуа­тации крана соответствующего раздела браковка производится согласно рекомендациям, приведенным в Правилах устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.

Для оценки безопасности использования канатов применяют следующие критерии:

·   характер и число обрывов проволок, в том числе наличие обрывов проволок у концевых заделок, наличие мест сосредоточе­ния обрывов проволок, интенсивность возрастания числа обрывов проволок;

·   разрыв пряди;

·   поверхностный и внутренний износ;

·   поверхностная и внутренняя коррозия;

·   местное уменьшение диаметра каната, включая разрыв сер­дечника;

·   уменьшение площади поперечного сечения проволок каната (потери внутреннего сечения);

·   деформация в виде волнистости, корзинообразности, вы­давливания проволок и прядей, раздавливания прядей, заломов, перегибов и т.п.;

·   повреждения в результате температурного воздействия или электрического дугового разряда.

Пример определения числа обрывов наружных проволок пока­зан на рис. 2.3.

Канаты кранов, предназначенных для перемещения расплав­ленного или раскаленного металла, огнеопасных и ядовитых ве­ществ, бракуют при вдвое меньшем числе обрывов проволок.

Рис. 2.3. Определение числа обры­вов наружных проволок стального каната:

1 — на участке контроля у оборванной проволоки обнаружен только один ко­нец оборванной проволоки, другой ко­нец отсутствует (данный дефект соот­ветствует одному обрыву); 2 — на уча­стке контроля у оборванной проволо­ки в наличии два конца (данный де­фект соответствует одному обрыву); 3 — на участке контроля одна из проволок имеет двухкратное нарушение целости (поскольку нарушения целости принадле­жат только одной проволоке, данный дефект суммарно соответствует одному обры­ву); L — длина участка контроля каната (принимают равной шести или тридцати диаметрам каната)

При уменьшении диаметра каната в результате поверхностного износа или коррозии на 7 % и более по сравнению с номинальным диаметром канат подлежит браковке даже при отсутствии видимых обрывов проволок. При уменьшении диаметра каната (на 3 % от номинального диаметра у некрутящихся канатов и на 10 % у остальных канатов) в результате повреждения сердечника — внутреннего износа, обмятая, разрыва — канат подлежит браковке даже при отсутствии видимых обрывов проволок (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Местное уменьшение диа­метра каната на месте разрушения органического сердечника

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

Износ или коррозия проволок по диаметру определяется с помощью микрометра или иного инструмента, обеспечивающего аналогичную точность.

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

Нормы браковки каната в зависимости от поверхностного износа

или коррозии

Для оценки состояния внутренних проволок, т.е. для контроля потери металлической части поперечного сечения каната (потери внутреннего сечения), вызванной обрывами, механическим износом и коррозией проволок внутренних слоев прядей (рис. 2.5), необходимо подвергать канат по всей длине дефектоскопии. При регистрации при помощи дефектоскопа потери сечения металла проволок, достигшей 17,5 % и более, канат бракуется. Необходимость применения дефектоскопии стальных канатов определяют согласно требованиям нормативных документов в зависимости от типа и назначения крана.

Рис. 2.5. Уменьшение площади по перечного сечения проволок (интенсивная внутренняя коррозия)

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

Волнистость каната характеризуется шагом и направлением ее спирали (рис. 2.6). При совпадении направлений спирали волнистости и свивки каната и равенстве шагов спирали волнистости Н_в и свивки каната Н_к канат бракуется при dB>l,08d_K,где dB— диаметр спирали волнистости, d_K— номинальный диаметр каната.

Рис. 2.6. Волнистость каната:

dB — диаметр спирали волнистости; d_K — номинальный диаметр каната; H_в — шаг спирали волнистости; H_к — свивка ка­ната

Рис. 2.7. Корзинообразная деформация

Рис. 2.8. Выдавливание сердечника

Рис. 2.9. Выдавливание прядей:

а — в одной пряди; б — в нескольких прядях

Рис. 2.10. Местное увеличение диаметра каната

Рис. 2.11. Раздавливание каната

Рис. 2.12. Перекручивание каната

Рис. 2.13. Залом каната

Рис. 2.14. Перегиб 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>4/3d_K.Длина рассматриваемого отрезка каната не должна превышать 25d_K.

Канаты не должны допускаться к дальнейшей работе при обна­ружении:

·   корзинообразной деформации (рис. 2.7);

·   выдавливания сердечника (рис. 2.8);

·   выдавливания или расслоения прядей (рис. 2.9);

·   местного увеличения диаметра каната (рис. 2.10);

·   местного уменьшения диаметра каната (см. рис. 2.4);

·   раздавленных участков (рис. 2.11);

·   перекручиваний (рис. 2.12); заломов (рис. 2.13);

·   перегибов (рис. 2.14);

·   повреждений в результате температурных воздействий или электрического дугового разряда.

2.2.3. Канаты пеньковые и из синтетических волокон

Пеньковые и синтетические канаты служат для изготовления стропов и грузовых сеток, а также для подъема и перемещения вручную легких деталей, устройства оттяжек при подъеме конст­рукций, колонн, оборудования и т.д.

Пеньковые канаты изготавливают свивкой прядей, скручивае­мых из длинного пенькового волокна. Их выпускают пропитанны­ми смолой и непропитанными (бильные) по ГОСТ 483—75 и ГОСТ 1088-71.

Пеньковые канаты подразделяются:

·   на специальные;

·   обыкновенные;

·   повышенного качества.

При упаковке на предприятии-изготовителе канаты скатывают в бухты и стягивают вязками. К каждой бухте каната прикрепляют бирку, на которой указывают наименование и группу каната, дату изготовления, длину каната в бухте, массу нетто (кг), штамп ОТК и ГОСТ.

Коэффициент запаса прочности пеньковых канатов — не менее восьми.

Нашли применение канаты из искусственных волокон капро­на, перлона и др. (ГОСТ 10293-77).

Изготовленные канаты транспортируют в бухтах или на дере­вянных барабанах. Канаты хранят в сухих закрытых помещениях, защищенных от прямых солнечных лучей, масла, бензина и раз­личных растворителей.

Для выполнения такелажных работ требуются канаты различ­ной длины; с завода они поступают длиной 250, 500 и 1000 м. Канаты доставляют на строительную площадку, разматывают (рис. 2.15, а, б), вращая барабан или бухту на специальной инвен­тарной металлической катушке, и разрезают на куски требуемой длины. Прежде чем разрезать, канат обматывают тонкой мягкой проволокой, чтобы предотвратить его скручивание.

На рис. 2.15, в показана подготовка каната к резке. Один конец обмоточной проволоки забивают и вводят в пряди каната, а дру­гой пропускают под витки и обрезают. Отрезанные куски каната снабжают копией заводской бирки и сертификата, причем на бирке следует указывать длину отрезанного куска.

Канаты к поднимаемому грузу и между собой крепятся узлами. Узлы и петли при монтаже должны обеспечивать надежное и быст­рое крепление груза, а также легкое и быстрое его высвобождение. Наибольшее распространение при обвязке грузов получили узлы и петли, показанные в табл. 2.1.

2.2.4. Соединение и крепление концов канатов

Рис. 2.15. Размотка каната (а — пра­вильная; б — неправильная) и под­готовка каната к резке (в):

d — диаметр каната; l — длина обмотан­ного участка (l = 8 ... 10 витков)

Таблица 2.1

Узлы и петли, выполняемые при обвязке грузов

Счаливание (сплетение) концов канатов между собой — на­дежное соединение, часто применяемое при такелажных работах. Существует несколько способов сплетения канатов, однако все они должны обеспечивать равнопрочность по сравнению с целым канатом. Счаливание концов канатов допускается только в том слу­чае, если у них одинаковые конструкции и диаметры.

На рис. 2.16 представлены инструменты, применяемые для вы­полнения чалочных работ.

Рис. 2.16. Инструменты для чалочных работ:

1 — свайка; 2 — разводка; 3 — подбойка; 4 — шило; 5 — кусачки; 6 — палка деревянная; 7 — пеньковый канат; 8 — деревянный молоток; 9 — нож; 10 — слесарный молоток

Счаливают канаты (рис. 2.17, а) в следующей последовательно­сти. На расстоянии 500... 700 мм от концов обоих счаливаемых ка­натов (рис. 2.17, б) накладывают перевязки 1 (марки), т.е. обматы­вают канат мягкой проволокой, а затем конец каната распускают на пряди. Концы каждой пряди для предотвращения роспуска пря­дей проволочки также обматывают мягкой проволокой. Органи­ческий сердечник на всю длину распущенного каната вырезают. Стыкуемые канаты соединяют так, чтобы пряди располагались в шахматном порядке, вплоть до перевязок (рис. 2.17, в). Для этого пряди левого каната привязывают двумя перевязками 3 к правому канату и накладывают дополнительные перевязки 4, расположен­ные друг от друга на расстоянии, равном 40d каната, и препят­ствующие роспуску каната. Затем перевязку 1 с левого каната сни­мают, любую из свободных перевязок накладывают на смежную встречную прядь и с помощью свайки пробивают (пропускают) ее под следующие две пряди (рис. 2.17, г).

Пробитую прядь обтягивают и молотком обколачивают две пря­ди, под которые пробита ходовая прядь. Ходовыми прядями назы­вают пряди расплетенного конца каната, которыми пробивают второй канат.

Рис. 2.17. Последовательность сплетки стальных канатов и изготовления петель:

а — сплетенный канат; б — канат, подготовленный к сплетке; в — соединение двух концов каната; г — пробивка первой пряди; д — роспуск конца каната на пряди; е — образование петли и пробивка первых трех прядей; ж — пробивка IV пряди; з — вторичная пробивка всех ходовых прядей; и — последующая пробивка прядей; к — последние дополнительно пробитые пряди; л — петля с опрессованной гильзой; 1...4— перевязки; I...VI — номера ходовых прядей

Затем также пробивают следующую свободную ходовую прядь под следующие две пряди. Аналогично пробивают все остальные пряди и еще раз те же пряди, а затем снимают перевязку 7 правого каната, перевязки 3 и дважды пробивают пряди левого каната. За­тем поочередно вторично выполняют по две пробивки всех прядей с каждой стороны стыка. В таком же порядке сплетают канат на всю длину стыка до перевязок 4. Сплетка заканчивается пробивкой еще по одному разу половины ходовых прядей с каждой стороны через одну прядь (одну прядь пробивают, вторую оставляют, сле­дующую опять пробивают и т.д.). В зависимости от длины стыка число пробивок может составлять 5,5; 6,5 и т.д.

Канаты у петли сплетают следующим образом. На расстоянии 500...700 мм от конца каната накладывают перевязку, и канат рас­пускают на пряди (рис. 2.17, д). Концы прядей, так же как и при сплетке прямых канатов, обвязывают мягкой проволокой. Орга­нический сердечник по всей длине распущенного конца вырезают. Конец распущенного каната загибают в петлю, привязывают мес­то перевязки к коренному канату. Первую проводку пряди выпол­няют в положении, когда петля обращена к работающему своей изогнутой частью, а ходовые пряди расположены справа. Первую ходовую прядь пропускают в канат справа налево (против спуска каната). Спуском каната называется направление заплетаемой пет­ли к коренной части каната. Первую прядь для пробивки выбирают так, чтобы после снятия перевязки не происходило закручивания или раскручивания каната.

Ходовую прядь I (рис. 2.17, е) пробивают под одну коренную, II — под две, III — под три пряди. Все три пряди пробивают в одном и том же месте. Ходовую прядь IV пробивают через то же место, что и первые три, но в обратном направлении, под две коренные пряди (рис. 2.17, ж). Ходовую прядь V пробивают под ту же прядь в обратном направлении. Ходовую прядь VI пробивают так же, как I, но в обратном направлении, накрывая эту прядь. Второй раз каждую ходовую прядь пробивают через одну смежную под две следующие коренные пряди (рис. 2.17, з). Последующие пробивки выполняют аналогично II(рис. 2.17, и). Последнюю про­бивку делают половинным числом прядей (рис. 2.17, к). Пробитые пряди обрубают у самого каната и все сплетение плотно обматы­вают мягкой отожженной проволокой.

Зависимость числа пробивок каната каждой прядью при заплетке от его диаметра

Разъемную петлю на конце каната при креплении его к таке­лажному приспособлению выполняют с применением либо коуша и зажимов, либо разъемных клиновых зажимов. При огибании ка­натами цилиндрического захватного устройства без коуша отно­шение диаметра закругления захватного устройства к диаметру каната должно быть не менее 4. Расположение и крепление кана­тов в такелажных средствах должно исключать возможность их схо­да с барабанов, блоков и направляющих, а также перетирание при соприкосновении с конструкциями или другими канатами. Недопустимо соприкосновение канатов с токоведущими провода­ми. Во избежание повреждения в местах резких перегибов канатов устанавливают подкладки с устройствами, предохраняющими их от падения после снятия нагрузки.

Разъемные соединения канатов расчалок, прикрепленные к вершине такелажных средств и якорям, а также неподвижные кон­цы каната монтажных полиспастов к блокам затягивают внизу до подъема такелажных средств с обязательным устройством сиг­нальной петли.

Канат крепят к оборудованию разъемными (неразъемными) соединениями. Следует отметить, что согласно ГОСТ 24259—80 при изготовлении элементов монтажных приспособлений из сталь­ного каната сращивание каната не допускается.

К неразъемным соединениям относят крепление петлей или крюком на конце каната, канатными узлами. При креплении ка­ната к деталям, проушинам конец стального каната заделывают в петлю (рис. 2.18). Размер петли зависит от назначения каната или стропа. Петлю (см. рис. 2.18, а) образуют, счаливая канат 1 или устанавливая зажимы. Внутрь петли заделывают металлический коуш (см. рис. 2.18, б), который предохраняет канат от резких перегибов и перетирания. Размеры коушей регламентирует ГОСТ 2224—72. Коуши изготавливают ковкой или штамповкой. Их маркируют по размеру Dи обозначают этим номером. Например, коуш для кана­та диаметром более 12,5 до 15,5 мм имеет размер D45, обозначает­ся: коуш 45 ГОСТ 2224-72.

Рис. 2.18. Канаты, заделанные в петлю (а), на коуш (б), гильзоклиновое соединение (в), разъемное соединение (г), то же, в муфту (д), на коуш с использованием металлической гильзы (е), клиновой зажим (ж):

1 — канат; 2 — коуш; 3, 5, 12 — гильзы; 4 — клиновидный конец рычага; 6 — эксцентриковый рычаг; 7, 11 — оси; 8 — съемная скоба; 9 — муфта; 10 — щеки

Рис. 2.19. Последовательность заделки конца стального каната в гильзоклиновое соединение:

а — примерочная заделка; б — окончательная заделка; в — штамп для обжатия втулки; 1 — тиски; 2 — гильза; 3 — вкладыш; 4 — канат; 5 — коуш; 6 — толкатель; 7 — крышка; 8 — корпус; 9 — пуансон; 10 — болт; 11 — матрица

Канаты крепят к оборудованию или между собой с помощью канатных узлов (см. табл. 2.1).

Гильзоклиновое соединение (см. рис. 2.18, в) предназначено для заделки концов стальных канатов в стропах с образованием петли под коуш. Соединение применяют для канатов диаметром 3...22 мм. Гильзы 3 изготавливают из малоуглеродистых сталей, отожженных при температуре 900°С с последующим обжатием для придания им овальной формы.

Конец каната 4 (см. рис. 2.19, а) заделывают в следующей по­следовательности. Сначала конец каната, входящий в гильзу, очи­щают бензином, бензолом или кипящей водой в течение 30 мин. Затем его пропускают через овальную гильзу, зажатую в тиски 1, огибают вокруг коуша и снова вставляют в гильзу 2. Гильзу смеща­ют к петле так, чтобы короткий конец каната выходил за пределы гильзы на 2... 3 мм (рис. 2.19, б). Освобождают коуш 5, сбивая гильзы с обеих ветвей каната. Короткий конец каната не должен выходить из гильзы более чем на 1/3 ее длины (размер А).

После снятия коуша вставляют вкладыш 3, который пробойни­ком забивают в гильзу на 1/3 ее длины (размер В). Затем устанав­ливают коуши так, чтобы короткий конец каната выходил из гильзы на 2... 3 мм. После подготовки соединение устанавливают в штамп (рис. 2.19, в) и производят двустороннее обжатие с заданным уси­лением. Штамп состоит из толкателя 6, который может переме­щаться вверх и вниз внутри корпуса.

Рис. 2.20. Сращивание канатов соединительным звеном:

1 — канат; 2 — зажимы; 3 — коуш; 4 — ось; 5 — соединительное звено; L — длина между зажимами

Канаты заделывают на коуш 2 (см. рис. 2.18, е), скручивая метал­лическую гильзу 12, которую предварительно надевают на канат.

К разъемным соединениям также относят клиновой зажим (см. рис. 2.18, ж), который выполняют на высокопрочных болтах. Он надежен и удобен в работе.

Для закрепления конца каната в петле, на коуше или для со­единения двух концов канатов применяют зажимы 2 (рис. 2.20).

Дугу зажима ставят со стороны короткого конца каната. Зажи­мы затягивают до тех пор, пока суммарный размер поперечника сжимаемых канатов не составит 0,6 от их номинальных размеров. Расстояние между зажимами 2 и их число зависят от диаметра ка­ната (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Расстояние между зажимами (L)и их число в зависимости от диаметра каната

В большинстве случаев расстояние между зажимами принимают не менее шести диаметров соединяемого каната. На один узел должно быть установлено не менее трех зажимов (см. рис. 2.20).