1.Обзор существующих вариантов (1222550), страница 2
Текст из файла (страница 2)
(достоинство, недостатки, особенности).8Преимущества синтетических канатов:легкий вес;гибкость и эластичность;влагостойкость;стойкость к химическим веществам и растворителям;отсутствие процессов гниения.Недостатки синтетических канатов:Боится абразивной грязи (песка). Это может привести к разлохмачиваниюволокон. Если трос сильно загрязнится в процессе работы, его потом нужнобудет промыть.Боится задиров на барабане и роликах тросоукладчика. Роликикатегорически рекомендуется заменить на алюминиевый клюз.Высокая цена. В несколько раз дороже металлического.Синтетические канаты.Синтетический канат – это изделие со структурой из плетеных иликрученых искусственных волокон.
Этот продукт имеет свойство увеличеннойразрывной нагрузки, высокого уровня стойкости к износу и защиту отнеблагоприятного воздействия среды. Канатная продукция такого видаявляется незаменимым элементом грузоподъемных механизмов длительногопользования в промышленности, морском промысле, строительстве итранспортном секторе.Виды синтетических канатов.ЛистИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаСинтетические канаты имеют большие преимущества передрастительными. Они значительно прочнее и легче последних, более гибки иэластичны, влагостойки, в большинстве своем не теряют прочности при9намокании и не подвержены гниению.
Такие канаты стойки к растворителям(бензину, спирту, ацетону, скипидару).Рисунок 1.5. Канат из полимера.В зависимости от марки полимера эти канаты подразделяются наполиамидные и полипропиленовые.Канаты полиамидныеК полиамидным относятся канаты, изготовленные из капрона, найлона(нейлона), перлона, силона и других полимеров.Рисунок 1.6. Канат из полиамида.Полиамидные канаты сохраняют все свои свойства при изменениитемпературы воздуха от - 40 до + 60C, что позволяет использовать их приработе судна в различных климатических условиях.
Синтетические канатыочень эластичны. Так, при нагрузке, равной половине разрывного усилия,относительное удлинение плетеных восьмипрядных канатов следующее:полипропиленовых - 21 - 23%, полиамидных - 35 - 37%. Кроме того, ониболее стойки к истиранию, обладают лучшей гибкостью, сохраняютструктуру и форму даже при обрыве двух прядей, выдерживая при этомнагрузку, составляющую 75% разрывного усилия. Отсутствие крутящегомомента у плетеного каната, находящегося в напряженном состоянии, делаетЛистИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаего более удобным в эксплуатации.Выпускаются двух видов - канаты тросовой свивки (трехпрядные) и10плетеные репсового переплетения (восьмипрядные).
Полиамидные(капроновые) канаты имеют наибольшее распространение средисинтетических. Полиамидные (капроновые) канаты диаметром 8 … 19 ммприменяются в основном в рыболовстве и строительстве; диаметром 20 … 40мм и более в качестве швартовых и буксировочных тросов.Рисунок 1.6. Канат из капрона.Отличительной чертой полиамидных канатов является их высокаяспособность выдерживать ударные нагрузки, они обладают отличнойпрочностью и очень хорошей износостойкостью.
Стандартно используются всудоходстве, рыболовстве и строительстве. Канаты изготовлены изсветостабилизированного высокопрочного капрона в соответствии ГОСТом30055-93Следует учитывать, что у полиамидных (капроновых) канатов принамокании, разрывная нагрузка снижается приблизительно на 20%,номинальная линейная плотность возрастает на 5% за счет впитывания влаги.При температуре 140 град.С теряется прочность, а после 215 град.С онирасплавляются. Под влиянием солнечной радиации полиамидные(капроновые) канаты стареют и становятся хрупкими, однако канаты восновном изготавливаются только из светостабилизированной нити и неподвержены старению под влиянием солнечной радиации.
Полиамидные(капроновые) канаты не поддаются воздействию органических кислот,нефти, не подвергаются гниению и воздействию плесени, при температурениже нуля сохраняют прежнюю эластичность.Рисунок 1.7. Канат из капрона.ЛистИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаПри эксплуатации в сухом виде полиамидные (капроновые) канаты,благодаря способности образовывать на поверхности защитный слой ворса, самые износостойкие из всех видов канатов, изготовленных из11синтетических материалов. В мокром виде эта способность снижается.Полиамидные (капроновые) канаты отличаются сравнительно невысокимкоэффициентом трения (по стали 0,11…0,17), который для каната в мокромсостоянии увеличивается на 40…80%. Полиамидные (капроновые), канатыотличаются стабильностью коэффициента трения при заданной нагрузке всухом или мокром состоянии каната. Первые 2-3 часа эксплуатацииполиамидный (капроновый) канат имеет нулевую плавучесть, то естьдержится близко к поверхности воды.Канаты полипропиленовыеМатериалами для изготовления полипропиленовых канатов служатпленки или мононити полипропилена, типтолена, бустрона, ульстрона.Рисунок 1.8.Канат из полипропилена.Полипропиленовые канаты предназначены для универсальногоиспользования в судоходстве (швартовка, буксировка), рыболовстве,строительстве и сельском хозяйстве.
Оптимальное сочетание приемлемойцены и возможности многостороннего применения. Для этих канатовхарактерны устойчивость к УФ-излучению, хорошая стойкость в химическиактивной среде и средняя сопротивляемость к истиранию.Полипропиленовые канаты не впитывают влагу и в связи с этим не меняютразрывной нагрузки и линейной плотности при эксплуатации в водной среде.При температуре 60, 80 и 100 град.
С снижение разрывной нагрузкисоответственно составляет 15, 20 и 45%. Низкие температуры почти неоказывают влияния на эти свойства каната. Температура плавления каната165 град.С.Полипропиленовые канаты устойчивы к воздействию кислот, щелочей иЛистИзм.Лист№ докум.ПодписьДатамасел.Полипропиленовые канаты в сухом состоянии имеют самый высокийкоэффициент трения среди синтетических канатов (для стальных барабанов12–0,13… 0,3). При намокании канатов коэффициент трения снижается болеечем в 2 раза, колебания коэффициента трения при заданной нагрузке вмокром или сухом состоянии достигают 50%. Вследствие этогополипропиленовые канаты работают на барабанах со срывами,сопровождающимися уменьшением нагрузки рабочего конца на 25… 35%.Рисунок 1.9. Канат из полипропилена.Полипропиленовые канаты используются в различных областях народногохозяйства.Относительное разрывное удлинение полипропиленовых канатовприблизительно равно 36 %.
После многократного нагружения (120 раз до70% разрывной нагрузки) относительное разрывное удлинение составляетприблизительно 16%.Полипропиленовые канаты являются светостойкими весьма условно.Считается, что без добавки светостабилизаторов применить их во флотенельзя. Полипропилен с добавлением сажи очень устойчив к воздействиюсвета и атмосферных условий и продолжительное время не теряет прочность.Узлы на полипропиленовых канатах склонны к расползанию, поэтому ихнеобходимо делать двойными.
Прочность полипропиленового каната в узлесвязывания приблизительно на 50% ниже прочности целого каната.К сожалению, в настоящее время в России в малых объемах выпускаютсяканаты из полипропиленовых комплексных (мультифиламентных) нитей изза их высокой цены.Износоустойчивость полипропиленового каната значительно хужеполиамидного (капронового).Основные свойства:- удельный вес – 0. 91 г/см3 (не тонет в воде)- температура плавления – 170°C- нулевая водопоглощаемость- отличные изоляционные свойства- цвет на выбор заказчика (широкая цветовая гамма)ЛистИзм.Лист№ докум.ПодписьДата- cтандартная длина каната в бухтах – 200 м, 220 м.13Канаты полистиловыеПолистил «Polysteel» является высокопрочным материалом на базеполиолефинов: 75% - полипропилен, 25% - полиэтилен высокого давления.Рисунок 1.10. Канат полистиловый.Используются полистиловые канаты главным образом в судоходстве(швартовка, буксировка) и рыболовной промышленности.Рисунок 1.11.
Канат полистиловый."Dyneema" - волокно из высокомолекулярного полиэтилена (HPPE).Волокно "Dyneema" имеет ряд преимуществ над другимивысокопрочными волокнами такими, как "Kevlar", а именно:1. Не впитывает воду, кроме того, вода или влага не оказывают никакоговлияния на их основные свойства;2. Не гниет;3. Не требует сушки;4. Противостоит щелочам и кислотам, множеству масел и химикатов;5. Не боится воздействия УФ;6. Обладает высокой устойчивостью к нагрузкам не только на разрыв, нои на сжатие.Волокна "Dyneema" имеют широкий диапазон применения,обеспечивающий максимальную прочность и безопасность при минимальномвесе.Основные свойства волокон "Dyneema":ЛистИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаДо 15 раз прочнее стали при одинаковом весе и на 40% прочнееконкурирующих арамидных волокон; Прочность и очень высокая стойкость к разрыву и к растяжению дают14волокну способность поглощать сильные внешние воздействия; Высокая внутренняя скорость распространения колебаний (≈10 км/с),что позволяет быстро перераспределять энергию удара; Положительную плавучесть;Повышенная устойчивость к абразивным, химическим иультрафиолетовым воздействиям.Таблица 1.1.
Характеристики полиэтиленовых канатов марки "Dyneema".Цена (руб)Размер №Диаметр (мм)MBL (т)Вес бухты220м (кг)За 1 кг.За 1 м.За бухту220м1,7586.219,83837801716002,598.939,6383100022200031110.857,2383115025300041215.4102383146032120051623.915938324205324005,51829.2195383330072600064839,1229383-877656,55245,4269383-10309475651,9313383-1199457,56059,5359383-13803586467,3407383-1555558,56875,9445383-17042597284,2515383-1969759,57696,3541383-2064651080103,0638383-2447801.3. Анализ проведенных исследований и постановка задачи.ЛистИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаВ связи с этим, в настоящей работе ставится задача – Изучить(рассмотреть) возможность применения синтетических канатов в башенных15кранах вместо стальных.В качестве объекта принимаем кран КБ - 405.1 АКБ-405 — модельный ряд самоходных башенных кранов 4-й размернойгруппы (по грузовому моменту) на рельсовом полотне, с поворотной башнейи подъёмной (наклонной) стрелой.Краны предназначены для производства строительно-монтажных работжилых и административных зданий и сооружений высотой до 16 этажей ис массой монтируемых элементов от 9 до 10 т (в зависимости от исполнения).Для обслуживания здания с нескольких сторон, кран можетпередвигаться по рельсам с криволинейными участками, при радиусекривизны внутреннего рельса 7 м.
Особенность конструкции крана — вылетстрелы может меняться краном её подъёмом, с подвешенным грузом накрюке.В качестве гибкого тягового элемента принимаем синтетический канатмарки «Dyneema»"Dyneema" - это высококачественное полиэтиленовое волокнопроизводится с помощью уникального процесса, в котором гелеобразнаямасса скручивается в волокна таким образом, что молекулы теряют своисвязи и приобретают новую параллельную ориентацию, что дает волокнууникальные свойства.Из всех существующих вариантов выбираем канат извысокомолекулярного полиэтилена (HPPE):Диаметр (мм): 18Усилие на разрыв (Т): 29.2ЛистИзм.Лист№ докум.ПодписьДата16ЛистИзм.Лист№ докум.ПодписьДата.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
