Способы крепления стального каната на барабане

Обновлено: 08.05.2024

Для соединения свободных концов канатов с элементами грузоподъемных механизмов, применяются крепления различных конструкций.

По конструкции концевые крепления разделяют на разъемные и неразъемные, а по назначению — для крепления на ба­рабане и соединения с деталями машин (с грузозахватными устройствами, металлоконструкциями и т.д.). Узел креп­ления каната должен быть надежным, простым по конст­рукции, компактным, доступным для осмотра и замены ка­ната, который в месте крепления не должен иметь крутых перегибов.

Разъемные крепления применяют для соединения канатов с ба­рабанами лебедок, крюковыми подвесками кранов (мон­тажными обоймами), при изготовлении расчалок (тяг, вант). Неразъемные концевые крепления, как пра­вило, применяют при изготовлении инвентарных грузоза­хватных устройств, не являющихся принадлежностью ГПМ.

Соединение каната с деталями машин обычно выпол­няют образованием петли на его конце с последующим закреплением петли при помощи различных устройств. Для соединения канатов с деталями ГПМ применяют самозатягивающиеся клино­вые зажимы (Рис.3.1.18, а ). С целью предохранения каната от чрезмерных напряжений, смятия и истирания в узле крепления применяют коуш, представляющий собой овальную (круглую) обойму с желобом под канат на наружной поверхности. Коуши выпускают штампованными по ГОСТ 2224—72 или сварными из отводов труб. Пример условного обозначения коуша с диаметром внутреннего отверстия 40 мм — Ко­уш 40 ГОСТ 2224—72.

Канат огибает коуш, а конец каната крепят к его ос­новной ветви. Винтовой зажим состоит из скобы и колод­ки, изготовленных из ВСтЗсп или сталей 20, 25, 30 и за­жимаемых гайками. ОСТ предусматривает 16 типораз­меров зажимов для канатов диаметром 4. 63 мм. Пример обозначения зажима для канатов диаметром 16. 19 мм — зажим 19 ОСТ 24.090.51—80. Очевидно, что при затягивании гаек зажима, скоба деформирует канат больше чем колодка, поэтому зажимы устанавливают колодками на основную (нагруженную) ветвь каната. Надежность соеди­нения зависит от количества зажимов, степени их затяжки и шага установки.

В соответствии с требованиями Правил по кранам ко­личество зажимов не должно быть менее трех, a расстояние между зажимами не менее шести диаметров каната. Недостаточная затяжка зажимов не обеспечивает надежность соединения (возможно проскальзывание конца кана­та), а излишняя затяжка, вызывает значительную дефор­мацию поперечного сечения каната и снижение несущей способности. Степень затяжки зажимов удобно контроли­ровать по величине крутящего момента, прикладываемого при затягивании гаек.

Клиновой зажим (Рис.3.1.18, в) по ОСТ 22-253 — 72 состоит из кованой, штампованной или литой стальной втулки и стального клина с уклоном 1 : 4, имеющего желоб на наружной по­верхности (аналогично коушу). Под действием рабочего усилия в канате клин прижимается к стенкам втулки и за­крепляет канат. При снятии нагрузки клин во втулке удерживают силы трения, т. е. зажим не может раскрыться са­мопроизвольно. Для раскрытия зажима необходимо уда­рить по клину в противоположном направлении.

В качестве неразъемных концевых креплений канатов применяют заплетку и обжимные втулки. Заплетка —наиболее простой и распростра­ненный способ крепления, к недостаткам которого следует отнести высокую трудоемкость, необходимость применения тяжелого ручного труда, повышенный расход каната (кон­цы после заплетки отрубают), высокую стоимость и сниже­ние на 5. 15 % несущей способности канатов (в зависимости от диаметра каната и квалификации рабочего).

Обжимные втулки, устанавливаемые на канате, явля­ются наиболее простым, надежным, современным и техно­логическим решением. Основной деталью крепления является овальная втулка из стали 20 по ГОСТ 1050—74 или алюминиевых сплавов АДО, АД1, АД31 или АМЦ по ГОСТ 1784—74 (трубы из сплавов по ГОСТ 18482—79). Конец ка­ната пропускают через втулку, изгибают для образования петли и вновь вставляют во втулку с противоположной стороны, после чего соединение обжимают в штампе. Иног­да между ветвями каната во втулке помещают стальной клин. После обжатия втулка приобретает круглое или овальное поперечное сечение.

Технология выполнения такого крепления достаточно проста, но требу­ет специальной несложной оснастки. Однако, при массовом изготовлении себестоимость крепления конца каната в об­жимной втулке в 4. 5 раз ниже по сравнению с заплеткой. Поэтому оно нашло широкое применение при изготовлении канатных стропов.

Концевые крепления каната во втулке с последующей заливкой легкоплавким сплавом (Рис.3.1.18, в) - дорогие, трудоемкие и нетехнологичные, в прак­тике производства ГПМ применения не получили.

Книга: Башенные краны

Стальные канаты, применяемые на кранах и в грузозахватных приспособлениях, закрепляют концами на осях, блоках, проушинах крюков, клиновых втулках. Для крепления канатов к барабанам используют либо клиновые втулки, либо прижимные планки.

На осях (пальцах) канат крепят несколькими способами. Крепление — петля на зажимах (жимках) (рис. 128, а) выполняют так.


Рис. 128. Крепление концов стального каната: а — петля на зажимах (жимках), б — петля с заплеткой, в — петля с гильзоклиновой заделкой, г — в клиновой конусной втулке, д — в конусной втулке с заливкой, е — то же, с клиньями-вкладышами, ж — на барабане с помощью клина, з — то же, с помощью прижимных планок на торце; 1 — конец каната, 2 — коуш, 3 — скоба, 4, 5 — колодки, 6 — гайки, 7 — кованые скобы, 8 — шпонка, 9 — гильза, 10 — корпус клиновой втулки, 11, 14 — клинья, 12 — зажим, 13 — конусная втулка, 15, 16 — клинья-вкладыши прямые и секторные, 17 — центральный клин, 18 — прижимная планка

Конец каната складывают петлей, причем загнутый конец 1 должен быть длиной не менее 18 диаметров каната и не менее 300 мм. Внутрь петли вставляют стальной коуш 2, выбранный в соответствии с диаметром каната. Сложенный конец каната вместе с рабочей его частью соединяют зажимами (жимками). Количество зажимов определяется при проектировании, но должно быть не менее трех. Шаг расположения зажимов и длина свободного конца каната от последнего зажима должна быть не менее шести диаметров каната.

Зажим состоит из скобы 3 с резьбой на концах и фрезерованной 4, кованой или литой 5 колодки. Скобы надевают на две ветви каната-1 со стороны нерабочего конца, вставляют колодки и затягивают гайки 6. Могут применяться также двусторонние зажимы с двумя одинаковыми скобами 7. Гайки зажимов затягивают до тех пор, пока каждая ветвь каната не обожмется на 113 диаметра.

Петля с заплеткой (рис. 128, б) выполняется аналогично предыдущей, но загнутый конец каната расплетен на пряди, каждая из которых несколько раз пропущена (прошита) через прокол между нерасплетенными прядями основного каната. Число проколов каждой прядью при заплетке оговорено Правилами Госгортехнадзора и должно быть, например, не менее четырех для канатов диаметром до 15 мм и не менее пяти для канатов от 15 до 28 мм.

Последний прокол допускается выполнять половинным количеством прядей каната, а количество проволок в пряди при последнем проколе должно быть уменьшено двое, т. е. половинное сечение пряди.

Петля с гильзоклиновой (втулочно-шпоночной) заделкой (рис. 128, в) выполняется так. Канат пропускают через стальную эллипсную гильзу (втулку) 9, затем делают петлю и свободный конец каната пропускают обратно. Между канатами Закладывают стальную каленую шпонку 8 и коуш 2. Шпонку вместе с канатами протаскивают обратно примерно до середины гильзы. Затем опрессовывают втулку на прессе в обжимках без нагрева.

Заделку каната в клиновой конусной втулке (иногда называют в клиновом коуше) (рис. 128, г) производят в литой, кованой или штампованной конусной втулке 10. Канат пропускают через втулку со стороны узкого конца, делают петлю, вкладывают клин 11 и свободный конец заправляют обратно во втулку. Чтобы канат не выскальзывал, клин затягивают до отказа. Для равномерной затяжки обоих концов каната свободный конец его соединяют с основным одним зажимом 12.

На кранах большой грузоподъемности для канатов большого диаметра применяют заделку в конусную втулку с залив кой легкоплавким металлом (рис. 128, д) или с клиньями, вкладышами (рис. 128, е). В первом случае конец каната заводя в предварительно залуженную втулку 13, расплетают пряди, обезжиривают и лудят проволоки, удаляют органический сердечник и конце проволок загибают в виде крючков. Затем нагревают втулку до 230 240° Сив вертикальном положении заливают расплавленным металлом

При заделке клиновыми вкладышами канат после расплетения проволок распределяется во втулке концентрическими окружностями В центр вставляется центральный клин 17, затем между проволок первого кольца прямые клинья 15. Следующая окружность составляется из секторных клиньев 16 и т. д.

Закрепление канатов на барабанах лебедок выполняю либо с помощью клина 14 в конусном гнезде барабана (рис. 128, ж) либо с помощью прижимных планок 18, расположенных на торцовой поверхности реборды (рис. 128, з), либо на самом барабане.

Для временного крепления канатов, что особенно часто встречаете1 при монтажных работах, применяют петли и узлы, аналогичные морскими узлам. Разница заключается в том, что морские узлы, вяжут и; пеньковых канатов, которые имеют большую гибкость и не имею смазки. Стальные же канаты за счет смазки и большей жесткость имеют свою специфику вязки. Не все морские узлы можно выполнят на стальном канате, а при затяжке некоторых узлов канат деформируется и нарушается его структура. Поэтому часто внутрь узла вставляют деревянный вкладыш, предохраняющий канат от затяжки. Наиболее распространенные узлы показаны на рис. 129, а—е.


Рис. 129, Узлы и петли из стальных канатов: а — прямой (крестовый) узел, б — беседочный (морской) узел, в — простой штык (двойной узел), г — мертвая петля, д — обыкновенная петля, е — плоский узел, 1 — свободный конец, 2 — зажим, 3 — рабочая ветвь

Прямой узел (иногда его называют крестовым) применяют для связывания двух концов каната одинакового диаметра. Нерабочие концы 1 канатов должны располагаться по одну сторону относительно продольной оси рабочих (тяговых) ветвей 3, а оба конца одного каната выходить вместе из петли второго. На концы канатов ставят зажимы 2, а в петлю закладывают круглый обрезок дерева.

Беседочный (морской) узел, простой штык (д войной узе л), мертвую и обыкновенную петли применяют для крепления к колоннам, столбам и другим конструкциям временных оттяжек или строповки поднимаемых грузов. Причем беседочный узел используют в тех случаях, когда нужна не затягивающаяся петля, а мертвая, наоборот, для затяжки. Плоским узлом связывают два каната разной толщины.

Книга: Обеспечение безопасной эксплуатации механизмов подъема грузоподъемных машин

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

Петля на конце каната при его креплении, а также петля стропа, сопряженная с кольцами, крюками или другими деталями, должна быть выполнена с применением коуша с заплеткой свободного конца каната или установкой зажимов (рис. 3.5 а, б) либо с применением стальной кованой, штампованной, литой втулки с закреплением клином (рис. 3.5 в, г) путем заливки легкоплавким сплавом. Могут быть применены и другие способы крепления в соответствии с нормативными документами. Не допускается применение сварных втулок (кроме крепления конца каната во втулке электрической тали). Корпуса, втулки и клинья не должны иметь острых кромок, о которые может перетираться канат. Клиновая втулка и клин должны иметь маркировку, соответствующую диаметру каната.


Рис. 3.5. Крепление конца каната:

а – на коуше с заплеткой; б – на коуше с зажимами; в – в клиновой втулке;

г –в конусной втулке.

Число проколов каната каждой прядью при заплетке в зависимости от диаметра прокола следующее [8]:

Диаметр каната, мм

Минимальное число проколов каждой прядью

Последний прокол каждой прядью должен производиться половинным числом ее проволок (половинным сечением пряди).

Количество зажимов определяется при проектировании с учетом диаметра каната, но их должно быть не менее трех. Шаг расположения зажимов и длина свободного конца каната за последним зажимом должны составлять не менее шести диаметров каната (рис.3.5, б).

Усилие (момент) затяжки гаек в зависимости от диаметра резьбы зажима следующий:

Момент затяжки, Нм


Способ соединения крюка с гибким элементом зависит от числа канатов, на которых подвешен груз. При одной ветви каната крюк в верхней части вместо хвостовика имеет кольцо, сквозь которое пропускают конец каната, образуя петлю (рис.3.6, а). Для предохранения каната от истирания в петлю закладывают фасонное кольцо желобчатого сечения - коуш. Присоединить одну ветвь каната к крюку можно также при помощи конической втулки, клинового замка или вертлюга (рис.3.6, б).

При подвешивании груза на нескольких ветвях каната крюк соединяют с канатом при помощи подвески. Для защиты блоков подвески от ударов предусматривают кожух. Упорный шариковый подшипник, установленный между гайкой и траверсой, обеспечивает свободное вращение крюка вокруг вертикальной оси.

Различают нормальную и укороченную подвески. В нормальных подвесках, применяемых в стреловых кранах, грузовой крюк 1 (рис.3.7) располагают под блоками 5, опирают его на траверсу 2 через упорный шарикоподшипник 9 и закрепляют гайкой 8, зашплинтованной или надежно зафиксированной другими способами.

Траверса может свободно поворачиваться в обойме 3, состоящей из двух щек с накладками, скрепленными между собой болтами 7. На оси 4 устанавливают, преимущественно на шарикоподшипниках 6, блоки 5, число которых зависит от кратности грузового полиспаста.

В укороченных подвесках грузовой крюк 1 располагают между подвижными блоками 2, опирая его через подшипник 4 на ось блоков 3 как траверсу (рис.3.8). При использовании укороченных подвесок значительно сокращается расстояние от крюка до грузового барабана, что в ряде случаев имеет существенное значение. Однако укороченная подвеска может быть применена только при четном числе блоков.

Чтобы увеличить кратность полиспаста в рассмотренных подвесках, необходимо в них предусмотреть соответствующее дополнительное количество блоков и разместить их на одной оси с имеющимися.

Параметры элементов крюковой подвески выбираются расчетным путем [6].

Крепление каната к барабану должно производиться надежным способом, допускающим возможность замены каната. Для крепления конца каната на барабане наиболее часто, особенно при однослойной навивке каната на барабан, применяют накладки. Количество накладок определяется расчетом, но их должно быть не менее двух (рис.3.9, а; пример проверочного расчета крепления каната к барабану накладной планкой, представлен в разделе 6).

При необходимости сокращения длины барабана и многослойной навивке применяют прижимные планки и клиновое крепление (рис.3.9, б, в). В случае применения прижимных планок их должно быть не менее двух.


Р и с. 3.9. Крепление каната на барабане

а – накладными планками; б – прижимной планкой; в – с помощью клина

Длина свободного конца каната от прижимной планки на барабане должна составлять не менее двух диаметров каната. Расположение конца петли каната под прижимной планкой или на расстоянии от планки, составляющем менее трех диаметров каната, не допускается.

Навигация: Начало Оглавление | Другие книги |

6.1. Методика проверочного расчета крепления каната к барабану накладной планкой

Расчет производится для наиболее нагруженного варианта работы механизма – подъем груза. Схема крепления каната на барабане накладной планкой представлена на рис. 6.1 [6, 9].

Исходные данные для расчета:

· вес поднимаемого груза – (грузоподъемность);

· кратность полиспаста – i;

· число болтов зажима – р;

· наружный диаметр болтов зажима – d;

· конструкция крепления каната к барабану:

- накладная планка с трапецеидальными канавками, выполненными с углом заклинивания, β;

- способ удержания каната – силой трения, от зажатия его планкой с болтами (шпильками).


Р и с. 6.1. Схема крепления каната на барабане накладной планкой

Расчет проводится в следующей последовательности:

· Определяется натяжение каната перед накладной планкой:

где Smax - максимальное натяжение в канате, Н; е = 2,72 – основание натурального логарифма;

f – коэффициент трения между канатом и барабаном (в расчетах можно принимать (f = 0,1¸0,16);

a - угол обхвата канатом барабана (a = 4p).

· Рассчитывается усилие растяжения в каждом болте:

где f1 – приведенный коэффициент трения между планкой и барабаном при угле заклинивания каната b:

a1 – угол обхвата барабана канатом при переходе от одной канавки планки к другой, a1 = 2p.

· Суммарное напряжение в болте при затяжке крепления, с учетом растягивающих и изгибающих усилий определяется:

где n – коэффициент запаса надежности крепления каната к барабану n ³ 1,5; в расчетах принимается n = 1,8;

l – длина стягивания (толщина планки с канатом, l = hп+dк, hп=0,8 ÷ 1,2 см. );

Рu – усиление, изгибающее болты:

dв – диаметр впадин болта с учетом параметров резьбообразующего инструмента для метрической резьбы (dв@d – 1,227×t, t – шаг резьбы болта (см. табл. 6.1)).

Параметры метрической резьбы с крупным шагом, мм

Шаг резьбы, Р

Окончание таблицы 6.1

· d, d1, d2 – диаметры резьбы болта;

· D, D1, D2 – диаметры резьбы гайки;

· без скобок приведены диаметры 1-го ряда, которые следует предпочитать диаметрам 2-го ряда, заключенным в скобках;

· обозначение резьб с крупным шагом – обозначают буквой М и размером диаметра (М12, М48 и т.д.).

· Максимальное натяжение каната (подъем груза) определяется по зависимости:

где Z – число ветвей каната, на которых весит груз, , где а – тип полиспаста (а = 1 – простой, а = 2 - сдвоенный);

i – кратность полиспаста (табл. 3.2);

hп – коэффициент полезного действия полиспаста, при сбегании каната с подвижного блока к.п.д. полиспаста определяется:

где hs- к.п.д. подвижного блока с учетом жесткости каната; для блока на подшипниках качения hs= 0,97 ¸ 0,98; на подшипниках скольжения hs = 0,95 ¸ 0,96;

Пример расчета:

Провести проверочный расчет крепления каната на барабане накладной планкой механизма подъема мостового крана грузоподъемностью G = 12500 кг.

Исходные данные для расчета:

· Вес поднимаемого груза Q – 125 кН;

· Диаметр каната dк – 1,65 см.;

· Высота накладной планки hп – 0,85 см.;

· Количество болтов крепления р – 2 шт.;

· Диаметр болта крепления: вариант 1 – М16, вариант 2 – М20;

· Материал болта – сталь Ст 3, допускаемые напряжения: текучести [s]Т = 220МПа, растяжения - [s]Р = (0,8×sТ)/1,5 = (0,8×220)/1,5 @ 117МПа.

Порядок выполнения расчета:

Согласно данным таблицы 3.2 по величине грузоподъемности G=12500 кг выбираем сдвоенный полиспаст с блоками на подшипниках качения с кратностью i = 2 (см. рис.3.1, в), при этих условиях число ветвей каната, на которых весит груз равно Z = i×a = 2 × 2 = 4, а коэффициент полезного действия блока равен hs= 0,97.

· Максимальное натяжение в канате, набегающем на барабан (наиболее нагруженное состояние, подъем груза) определяется

· Натяжение каната перед накладной планкой:

· Усиление растяжения в каждом болте крепления

· Внутренний диаметр резьбы для вариантов болтов 1 и 2 с учетом данных табл. 6.1

Способы крепления канатов

Канат – один из наиболее распространенных видов строп, применяемых в различных отраслях хозяйствования (промышленность, машиностроение, строительство) как гибкий элемент для захвата тяжелых объектов. Стальные тросы применяются на кранах и в прочих грузоподъемных механизмах. Их закрепляют на блоках, осях, проушинах крюков, клиновых втулках. Для фиксации на лебедках применяются, как правило, прижимные планки или клиновые втулки.

Способы крепления стальных канатов

Главное требование к закреплению канатов заключается в том, что он должен фиксироваться так, чтоб исключалась вероятность спадания с лебедки, блока или прочих основ, а также перетирания вследствие касания с частями конструкций. В зависимости от применения существуют различные методы фиксации тросов.

Существуют следующие способы крепления канатов кранов:

  1. Крепление с основной ветвью свободного конца заплеткой, или используя зажим тросовый. На окончании троса формируется петля с коушем.
  2. Во втулке из стали (литая, кованая, штампованная) клином либо с помощью заливки легкосплавным сплавом (свинец, цинк, баббит).
  3. На лебедках предусматривают специальные крепления. Кроме того, фиксация происходит с помощью клина в конусном гнезде, при помощи прижимной планки на торцевой поверхности реборды.

Крепление каната на барабане

Способ фиксации каната к лебедке должен быть предусмотрен конструкцией самого механизма. Он должен обеспечивать достаточный уровень надежности крепления.

Трос укладывается на барабанах с ребордами (бортами для предотвращения соскальзывания) в один или несколько слоев:

Края канатов крепятся к поверхности:

  • Клиновым зажимным приспособлением – разновидность зажимного элемента, когда заготовка закрепляется посредством простого клина, они применяются для повышения или изменения направления зажимной силы. На грузоподъемных механизмах применяются, когда необходима частая замена тросов.
  • прижимными планками – приспособления для фиксации тросов посредством прижатия их к поверхности, как правило зажимаются при помощи гаек, болтов или иных элементов с резьбой.

Наиболее распространенным считается метод фиксации на лебедках – при помощи прижимных планок.

Крепление концов канатов на оси

При необходимости закрепить края троса к оси широко применяются коуши. Это кованое, литое или штампованое кольцо желобчатого сечения. Коуш предохраняет от резких перегибов, заломов, уменьшает напряжение смятия и защищает от истирания об ось. Трос укладывается в желоб устройства и свободный край соединяется с основной ветвью.

К методам фиксации относят:

  • вплетение;
  • с помощью фигурных планок;
  • при помощи планок с трапециевидными канавками;
  • заливка;
  • клиновое.

Вплетение проволок канатных прядей с последующей оплеткой считается слишком трудоемким методом. Более распространены варианты с зажимными устройствами.

Крепление каната зажимами

Существует множество конструкций приспособлений для зажимания.

Устройства Г-образной формы считаются простейшими. Они представляют собой два загнутых болта. U-образные приспособления состоят из хомута в форме латинской буквы У на краях которого предусмотрена резьба. Гайки зажимают планку, прижимая соединение. Изделия зубчатой формы предусмотрены для предотвращения самораскручивания гаек.

Шаг между зажимными приспособлениями и длина свободного края от последнего не должна быть меньше, чем шесть диаметров троса.

Крепление страховочного каната

Страховочный канат – необходимая мера дополнительной безопасности, которая должна применяться, когда нет возможности закрепиться стропом предохранительного пояса за элемент конструкции. Должен снабжаться крепежным устройством, которое обеспечит удобство установки и снятия, перестановки и изменения длины строп.

Детали крепления должны быть рассчитаны на нагрузку 2200 кгс, обладать антикоррозийными свойствами или защитным покрытием, а также не терять свойств при работе в диапазоне температур от -45 до +50 градусов и относительной влажности 100%.

Крепится страховка на поясе, который надевает сотрудник. Для быстрой фиксации применяется, как правило, карабин.

Читайте также: