Текст книги "Монтаж, эксплуатация и ремонт оборудования перерабатывающих предприятий"

2.3. Монтажные средства

При производстве монтажных работ используются стальные канаты, из органических и синтетических волокон в качестве оттяжек и строп грузовых канатов для лебедок (полиспастов).

Канаты из органических волокон (пеньковые, сизалевые) применяют при подъеме небольших грузов, для оттяжек и строп, для наведения поднятых грузов на нужное место. Такие канаты бывают пропитанные смолой, составом Е-1 и не пропитанные – бельные. Канаты из синтетических волокон могут быть использованы и в полиспастах при небольшой нагрузке. При нагрузке, близкой к разрывной, удлинение канатов из органических волокон составляет до 20 %, из синтетических – до 50 %. Канаты из искусственных волокон не гниют, почти не поглощают воду (не замерзают), имеют хорошие диэлектрические свойства, но подвержены плавлению при высоких температурах (вблизи сварочных работ применять не допускается).

Используются и комбинированные канаты – «пенька-сталь», изготовленные из стальной оцинкованной проволоки и пеньковой (сизальской) пряди.

Рис. 14. Сравнительные характеристики не стальных канатов (q – линейная плотность, F_р – разрывное усилие).

В маркировке не стальных канатов первые две буквы означают наименование каната (ПБ – пеньковый белый; ПС – пеньковый, пропитанный смолой; КК – канат капроновый), последующие две цифры – линейная плотность каната, указывается в контекстах (контекст – масса (в кг) 1 км длины), две последующие буквы – группа по исполнению (Пв – повышенной прочности, Об – обыкновенные, Сп – специальные).

Основные параметры, характеризующие данные типы канатов, приведены на рис. 14.

Для строповки оборудования в качестве тягового органа в талях используют и цепи. Преимущество цепей в том, что они не разрушаются при высоких температурах, более гибки, чем канаты.

Стальные канаты при той же разрушающей нагрузке, что и цепи, имеют значительно меньшую (примерно в 10 раз) массу, лучше воспринимают рывки, бесшумны в работе, разрываются постепенно.

Выбор каната производится по величине разрушающей нагрузки

Формула № 10.

где F_max – максимальная нагрузка на канат, Н;

S – запас прочности, Н.

Значение запаса прочности принимают согласно таблице 4.

Таблица 4. Запас прочности канатов

Маркировка стальных канатов. Первые две (три) буквы означают характер контакта проволок между собой в пряди (ЛК – линейный контакт, ТК – точечный контакт), следующие (через дефис) буквы показывают, какие проволоки в прядях (Р – разных диаметров, О – одинаковых). Цифры, допустим, 6x19+1 ОС показывают, что в канате 6 прядей, в каждой из которых 19 проволочек, один органический сердечник (ОС) или металлический (МС).

Пример: ЛК-РО (6x36+7x7) (канат двойной свивки). Здесь ЛК – линейный контакт, Р – проволоки в верхних прядях разного диаметра, О – проволоки во внутренних прядях одного диаметра, 6x36 – 6 прядей (вторая свивка) по 36 проволочек в каждой, 7x7 – 7 прядей (первая свивка) по 7 проволочек в каждой.

Эксплуатация канатов включает: хранение, разматывание, резание, испытание, выполнение концевых креплений (оконцевание), смазывание, освидетельствование.

Хранение. Нестальные канаты хранят в бухтах, в сухих закрытых помещениях, защищенных от прямых солнечных лучей, масла, бензина, керосина и других растворителей. В помещении канаты размещают на расстоянии не менее 1 м от отопительных приборов.

Стальные канаты хранят намотанными на деревянные барабаны или инвентарные (многоразового использования) стальные катушки.

На месте производства работ при длительном хранении стальные канаты хранят в специальных помещениях. Помещения должны быть сухие, проветриваемые, с асфальтобетонным или деревянным полом.

Во избежание активной коррозии проволок хранить канаты непосредственно на земле категорически запрещено. Барабаны (катушки) с канатами следует устанавливать только на диски в один ряд; хранение барабана, лежа на дисках (плашмя), запрещено. Под барабаны необходимо подкладывать упорные клинья. Канаты в бухтах хранят в подвешенном состоянии на штырях или перекладинах.

Разматывание. Для размотки каната с барабанов применяют различные приспособления. При работе с металлическими, регулируемыми по высоте подставками (рис. 15, а) барабан с канатами надевают на ось, закрепленную на опорах винтов. Подставки могут быть использованы для любого диаметра барабана. Отрезок каната разматывают, притормаживая барабан, который свободно вращается на горизонтальной оси. При этом свободный конец каната должен сходить снизу барабана или катушки. На подставке козлах ось, пропущенную через барабан, устанавливают сверху на подставки. Эти подставки удобнее, чем изображенные на рис. 15, а. Применяют также подставки в виде деревянного или металлического основания с вертикальной осью, на которую устанавливают барабан (рис. 15, б). Иногда для облегчения вращения барабана между основанием и прилегающей к нему ребордой барабана размещают вращающиеся опорные катки, опоры которых закрепляют к основанию подставки. При небольшом объеме работ используют деревянные козлы (рис. 15, г). В тех случаях, когда канат разматывают на весу, к опоре крепят ось, а барабан устанавливают на вертикальную ось, за которую с помощью специальной петли конструкцию подвешивают к крюку (рис. 15, д). Можно также ось барабана установить горизонтально, без опоры и закрепить на стропах, соединенных вверху траверсой (рис. 15, е).

Рис. 15. Приспособления для размотки каната с барабанов: а, в – инвентарные металлические регулируемые подставки; б – вертикальная ось на подставке; г – временные деревянные козлы; д – вращающаяся опора на крюке; е – горизонтальная ось, закрепленная через стропы и траверсу на крюке.

При этом канат лучше разматывать с горизонтальной оси, что предупреждает его произвольное соскальзывание.

Чтобы отмотать отрезок каната, бухту вращают вокруг горизонтальной оси, опирающейся на козлы, или перекатывают бухту в противоположную концу каната сторону (рис. 16).

Во избежание налипания на канат грязи и последующего ускоренного его износа разматывать канат на земле или по полу не рекомендуется.

Подкладывать под канат можно деревянные щиты или швеллер, на котором делают разметку для определения длины отматываемого куска каната.

Резание. Для предотвращения самораскручивания каната после перерезания по обе стороны от места разреза накладывают обвязку (бандаж; марка). Выполняют обвязку с помощью специального приспособления (рис. 17, а, б), стальной отожженной проволокой диаметром 1–2 мм. Направление навивки этой проволоки на канат должно быть противоположным направлению свивки каната. Расстояние между обвязками (рис. 17, в) обычно в 3–4 раза больше диаметра каната, ширина обвязки – не менее чем 1,5 диаметра каната. Концы проволоки бандажа должны быть заделаны способом, исключающим самопроизвольное разматывание.

Рис. 16. Разматывание каната: а– с барабана; б – с бухты.

Канаты отрезают дисковыми пилами, армированными абразивными кругами, зубилом (при диаметре каната до 16 мм) или специальными пилами. Допускается отрезать канаты электродуговой сваркой, кроме случаев, когда конец каната заделывают в муфту.

Испытание. В ответственных случаях отрезанные концы каната, стропы испытывают на стендах, имеющих натяжные приспособления и измерительные приборы, указывающие значение прикладываемого усилия. К отрезку каната прикладывают усилие на 25 % больше номинального усилия в течение 3–5 мин. Настоящее испытание имеет цель – выполнить вытяжку каната, предотвращающую выпучивание проволок в виде петель.

Цепи испытывают под нагрузкой, равной половине разрушающей.

Выполнение концевых креплений. Крепление конца каната завязыванием узла нерационально и используется крайне редко, так как канат при этом сильно деформируется и его прочность снижается более, чем наполовину. Поэтому можно рекомендовать применение вязки только для пеньковых канатов и крайне редко – для стальных.

Рис. 17. Обвязка каната перед обрезкой: а, б – приспособление для обвязки и его использование; в – последовательность перевязки.

Варианты крепления канатов к оборудованию и между собой с помощью узлов приведены в табл. 5.

Счаливанием (заплеткой) соединяют прямые концы канатов и изготавливают петли. Для счаливания канатов применяют различные инструменты (рис. 18).

Последовательность счаливания канатов такая. На расстоянии 500–700 мм от обоих концов счаливаемых канатов (рис. 19) выполняют обвязку, а затем конец каната до перевязки распускают на пряди. Концы каждой пряди для предотвращения роспуска прядей на проволоке также обматывают мягкой проволокой. Органический сердечник на всю длину распущенного каната вырезают. Стыкуемые канаты соединяют один с другим так, чтобы пряди располагались в шахматном порядке вплотную до перевязок. Для этого пряди левого каната привязывают двумя перевязками 3 к правому канату и накладывают дополнительно перевязки 4, расположенные одна от другой на расстоянии, равном 40 d каната, и препятствующие роспуску каната. Затем перевязку 1 с левого каната снимают, любую из свободных прядей накладывают на смежную встречную прядь и с помощью свайки 1 (см. рис. 18) пробивают (пропускают) ее под следующие две пряди. Пробитую прядь обтягивают и молотком обколачивают две пряди, под которые пробита ходовая прядь. Ходовыми прядями называют пряди расплетенного конца каната, которым пробивают второй канат.

Таблица 5. Способы крепления оборудования с помощью узлов и их назначение

После этого 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 1 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 быть 4¹/₂; 5¹/₂; 6¹/₂ и т. д.

Рис. 18. Инструменты для сплетки канатов: 1 – свайка для раздвижки прядей; 2 – разводка; 3 – Т—образная подбойка; 4 – круглое шило; 5 – клещи—кусачки для откусывания проволок; 6 – нож для удаления органического сердечника; 7 – слесарный молоток; 8 – деревянный молоток; 9 – пеньковый канат; 10 – деревянная палка диаметром 30 мм.

Канаты у петли сплетают следующим образом. На расстоянии 500–700 мм от конца каната накладывают перевязку, и канат распускают на пряди. 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 и 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 проводят в канат справа налево против спуска каната. Спуском каната называется направление от заплетаемой петли к коренной части каната. Первую прядь для пробивки выбирают так, чтобы после снятия перевязки не происходило закручивания или раскручивания ходового конца.

Рис. 19. Сплетка канатов: на прямом участке: а– сплетенный канат; б – канат, подготовленный к сплетке; в – соединение двух концов каната; г – пробивка пряди I; у петли: д – роспуск конца каната на пряди; е – образование петли и пробивка первых трех прядей; ж – пробивка пряди I V; з – вторичная пробивка всех ходовых прядей; и – последующие пробивки прядей; к – последующие дополнительные пробитые пряди; 1–4 – перевязки; I–IV – номера ходовых прядей.

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

Число пробивок каната каждой прядью при заплетке зависит от его диаметра.

Таблица 6. Число пробивок каната

Рис. 20. Оконцевание каната (I, II) применением рожковых зажимов (а, б, в), коуша (г), тисков для обжатия коуша канатом (д, е).

Приведенный способ соединения сплетением обеспечивает наибольшую гибкость, но из-за большой трудоемкости вытеснен из практики соединением с помощью рожковых зажимов (рис. 20).

Число зажимов принимается не менее трех, а при диаметре каната d_к= 16–25 мм – не менее четырех. Дуга сжима ставится так, чтобы она охватывала короткий конец каната. Сжимы затягивают до тех пор, пока суммарный размер поперечника сжимаемых канатов не составит 0,6 от их номинальных размеров. В случае слабой затяжки зажимов настоящая петля при приложении нагрузки будет уменьшаться. Сигнальная петля обязательно устраивается на неподвижных концах полиспаста на растяжках, прикрепляемых к якорю.

В большинстве случаев внутри образованной на конце каната петли заделывается коуш, который предохраняет канат от резких перегибов и перетирания.

Трудозатраты при образовании петли на канате с помощью втулок (гильз) из алюминиевого сплава в 5–6 раз ниже, чем при заплетке. Конец каната (рис. 21, а) заделывают в такой 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, огибают вокруг коуша и снова вставляют в гильзу. Гильзу смещают к петле так, чтобы короткий конец каната выходил за пределы гильзы на 2–3 мм (рис. 21, б). Освобождают коуш, сбивая гильзы с обеих ветвей каната. Короткий конец не должен выходить из гильзы более чем на 0,3 ее длины (размера). После снятия коуша вставляют вкладыш, который пробойником забивают в гильзу на 0,3 ее длины (размер b). Затем устанавливают коуш так, чтобы короткий конец каната выходил из гильзы на 2–3 мм. После подготовки соединение устанавливают в штамп (рис. 21, в) и производят двустороннее обжатие с заданным усилием. Штамп состоит из толкателя, который может перемещаться вверх и вниз внутри корпуса. Корпус снабжен крышкой. Внутри корпуса расположены пуансон и матрица, удерживаемая в исходном положении болтом.

Рис. 21. Неразъемные заделки конца каната: а– примерочная заделка; б – окончательная заделка; в – штамп для обжатия втулки; г – неразъемные заделки конца каната заливкой одного конца его в гильзе; д – обжимом концов скручиваемой гильзой: 1 – тиски; 2 – гильза; 3 – вкладыш; 4 – канат; 5 – коуш; 6 – толкатель; 7 – крышка; 8 – корпус; 9 – пуансон; 10 —болт; 11 – матрица; 12 – щека; 13 – ось; 14 – гильза; 15 – муфта.

Аналогичен вариант заделки каната на коуш скручиванием металлической гильзы, которая предварительно надета на канат (рис. 21).

Без коуша конец стального каната заделывают в муфту следующим образом. Сначала канат пропускают через отверстие в муфте, затем его расплетают, отдельные проволоки загибают, а муфту заливают расплавленным баббитом или антифрикционным сплавом на цинковой основе. Муфту соединяют с двумя щеками сваркой. Между щеками устанавливают ось.

Приведенные варианты оконцевания канатов неразъемные. Для быстрого (или многократного) оконцевания каната используют разъемные устройства (рис. 22).

Соединение выполняется следующим образом. Через гильзу пропускается конец каната, огибается через коуш и вводится снова в гильзу. Гильза сдвигается в сторону от коуша. Устанавливается клиновидный рычаг с эксцентриком. Поворотом рычага до упора гильза притягивается к коушу, сдвигается в его сторону и тем самым обжимает концы каната и рычаг. Конец рычага загибают. К разъемным соединениям относят клиновой зажим (рис. 22, б). Он надежен и удобен в работе.

Рис. 22. Разъемные заделки конца каната в коуш (а), в клиновой зажим (б): 1 – гильза; 2 – рычаг; 3 – эксцентрик.

Возможные соединения двух концов канатов между собой с использованием устройств оконцевания приведены на рис. 23.

Рис. 23. Соединение двух концов канатов: стального (а) или пенькового (б), стальными планками (в) и временное соединение канатов разного диаметра (г); 1 – канат малого диаметра; 2 —петля; 3 – канат большего диаметра; 4 – дуга; 5 – накладка; 6 – прокладка.

Смазывание канатов. Стальные канаты на заводе-изготовителе смазывают в процессе свивки путем подачи смазочного материала в зону свивки прядей. Во время работы смазочный материал выдавливается, стирается, проволоки каната окисляются и на них налипают абразивные частицы, поэтому для повышения срока службы канатов их необходимо периодически (не менее одного раза в год) очищать и смазывать.

Рис. 24. Щетка для чистки стальных канатов: 1 – болт для соединения двух половинок корпуса; 2 – корпус; 3 – стальной ворс; 4 – канат.

Для очистки стальных канатов рекомендуют применять специальные проволочные щетки (рис. 24), перегретый пар, сжатый воздух (пескоструйные аппараты), горячую воду.

После очистки канат протирают обтирочными материалами, смоченными в бензине или бензоле. Керосин или другие растворители применять не следует из-за вредного воздействия на органический сердечник.

Рис. 25. Приспособления для смазывания канатов: 1 – ванна с канатной смазкой;2 – канат; 3, 5 – направляющие; 4 – средний блок; 6 – горелка; 7 – масленка; 8 – воронка: 9 – маслосъемный манжет.

Канаты смазывают смазками «Торсиол-35М» или «Торсиол-35», нагретыми до температуры 50–60 °C. Непосредственно на лебедке (рис. 25) или (после снятия каната) в стационарных условиях канат медленно, со скоростью 1–2 м/мин перемещают относительно масляной ванны (воронки). Канаты в бухтах смазывают погружением в масляную ванну на несколько часов.

Освидетельствование. При освидетельствовании канатов устанавливают допустимость его дальнейшей эксплуатации по выбраковочным признакам и числу обрывов наружных проволок. Выбраковочными признаками считаются: некруглость поперечного сечения; наличие вмятин, заломов, выпученных прядей или сердечника; спиральная форма оси каната; перекручивания; последствия воздействия больших температур – выгорание сердечника, изменение цвета проволок.

Канаты длиной больше 100 м, имеющие участки длиной до 1 м с недопустимыми деформациями, могут быть допущены к эксплуатации после удаления поврежденных участков.

Наиболее характерными дефектами стальных канатов являются: обрыв проволок, их поверхностный износ и коррозия. Эти выбраковочные признаки определяются для участка каната, претерпевшего наибольшее число перегибов на блоках или барабане. Предварительно этот участок каната очищается от старой смазки, грязи и продуктов износа. Для удобства визуального подсчета числа оборванных проволок канат следует немного изогнуть.

Число обрывов проволоки на одном шаге свивки каната – норма выбраковки и допустимое уменьшение диаметра проволок в результате износа указаны в табл. 7.

Таблица 7. Выбраковочное число обрывов и износа проволок

Шаг свивки – это расстояние между одноименными точками одной и той же пряди каната. Если канат шестипрядный, то между этими точками 5 прядей.

Если канаты изготовлены из проволок различного диаметра, то обрыв тонкой проволоки принимают за 1, а толстой – за 1,7. Допустим, оборвались 3 тонкие и 2 толстые проволоки, суммарно это будет: 3x1 + 2x1,7 = 6,4.

В случае отсутствия обрывов, но при износе более 30 %, канат бракуют.

Если есть и обрывы проволок, и износ, то число обрывов, по которому выбраковывают канат, уменьшают согласно графику (рис. 26).

Рис. 26. Коэффициент уменьшения выбраковочного числа обрывов (К) в зависимости от износа проволок (п).

Допустим, износ проволок каната ЛК 6х36+7х7 составил 20 %, тогда число обрывов, при котором канат выбраковывался, будет не 6, как указано в табл. 7, а 6 х 0,7 = 4,2.

Соединение крюка лебедки (полиспаста) с грузом называют строповкой (зачалкой) и выполняют эти соединения стропами. Стропа – отрезок каната (реже цепи), соединенный в кольцо или снабженный подвесным приспособлением, которое обеспечивает быстрое, удобное и безопасное закрепление грузов. Стропы бывают (рис. 27) кольцевые одно-, двух-, трех-, четырехветвевые и полотенчатые. Ветви строп делают из целого каната, т. е. сращивать канаты нельзя. Для строп чаще всего используют канаты типа ЛК (6x19+1 о. с.) или ТК (6x19+1 о. с), которые подбирают по разрушающей нагрузке:

Формула № 11.

где S = 6 – коэффициент запаса прочности;

F – нагрузка в ветви стропы, Н.

В случае если строп содержит Z ветвей (рис. 27, г), при подъеме груза силой тяжести F_g нагрузка в ветви стропы определится как:

Формула № 12.

где К_н – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между ветвями строп, К_н = 1 при Z = 1–2;

К_н=0,75 при Z = 3–4.

Величину угла наклона ветви стропы к вертикальной оси a определяют из равенства:

Формула № 13.

Другие элементы стропы – серьги, коуши, петли, крюки, кольца подбирают по разрушающей нагрузке, в 5 раз превышающей номинальную.

Рис. 27. Стропы: а– кольцевые (1, 2); б – одноветвевые (3, 4, 5); в – полотенчатые; г – четырехветвевые; д – двухветвевые.

Испытывают стропы при нагрузке, равной F_n =1,25 F. При подъеме с использованием двухветвевого стропа монтируемое оборудование сжимается нагрузкой:

Формула № 14.

В случае, если монтируемое оборудование не допускает такого нагружения или необходимо сократить высоту строповки, то используют траверсные стропы (рис. 28).

Рис. 28. Траверсы: а– простая траверса; 6 – траверсный строп.

Освидетельствование строп проводится так же, как и канатов, но при этом:

• недопустимы вмятины на втулках (гильзах) глубиной более 35 % от толщины стенки втулки, трещины;

• основное (вертикальное) несущее сечение палочного крюка не должно быть изношено более, чем на 10 %;

• зев крюка должен соответствовать паспортному значению;

• коуш не должен иметь деформаций, трещин;

• цепные стропы не допускаются к использованию при износе номинального диаметра прутка (калибра) более чем на 10 %.

Для правильного выбора способа и места строповки необходимо определить положение центра массы оборудования. Положение этого центра на оси X определится как:

Формула № 15.

где m – общая масса оборудования, кг;

i = 1-n – номер элементов оборудования;

n – общее число элементов;

m_i – масса i-го элемента, кг;

x_i – расстояние от плоскости, проходящей через край оборудования перпендикулярно оси х до i-го элемента.

Для облегчения решения задачи по определению центра масс следует пользоваться таблицей 8.