Волоконный канат от Liebherr и Teufelberger как альтернатива крановым стальным канатам.

Группа компаний Liebherr разрабатывает новый тип высокопрочных грузовых канатов совместно с австрийским производителем тросов Teufelberger Holding AG. В основе проекта лежит систематический обмен опытом и сотрудничество между конструкторами и инженерами Liebherr, работающими на различных заводах компании. В частности, это производственное предприятие Liebherr-Components Biberach GmbH, а также три завода, специализирующихся на башенных, самоходных и морских кранах.

Требования к грузоподъёмности и высоте подъёма кранов непрерывно растут. Это требует совершенствования не только конструкции самих кранов, но также и грузовых канатов. Так, итогом многолетнего сотрудничества между компаниями Liebherr и Teufelberger стало создание нового высокопрочного грузового каната на базе углеродных волокон (fibre rope). При этом основой для разработки каната послужил практический опыт специалистов Liebherr в области эксплуатации грузовых канатов и ноу-хау инженеров Teufelberger в сфере производства волоконных и стальных канатов.

Применение новых высокопрочных волоконных канатов обладает большим потенциалом. В сравнении со стальными канатами они отличаются меньшим весом и большим сроком службы. При этом сравнительно малый вес волоконных канатов позволяет повысить грузоподъёмность кранов, не увеличивая их рабочую массу. Наряду с этим волоконные канаты не требуют смазывания.

Меньший вес канатов повышает грузоподъёмность кранов

В сравнении со стальным канатом вес высокопрочных волоконных аналогов до 80% меньше. Благодаря этому краны с волоконными канатами без каких-либо дополнительных изменений могут поднимать более тяжёлые грузы. Кроме того, волоконные канаты позволяют использовать более лёгкие крюковые обоймы, что также увеличивает грузоподъёмность крана.

Другим преимуществом волоконных канатов является упрощение монтажа и демонтажа крана за счёт меньшего веса грузовых лебёдок. При этом запасовка и перезапасовка таких канатов может осуществляться вручную без вспомогательных лебёдок.

Длительный срок эксплуатации и высокая надёжность

Новый высокопрочный грузовой канат, разработанный Liebherr и Teufelberger, отличается высокой износоустойчивостью и допускает множественные изгибы. В сравнении со стальными тросами новые волоконные канаты рассчитаны на более длительный срок эксплуатации, благодаря чему уменьшается необходимость в замене грузовых канатов на протяжении всего срока службы крана.

При этом оператор крана всегда может определить, как скоро возникнет потребность в замене волоконного каната. В этом отношении Liebherr придерживается стратегии обеспечения избыточного ресурса надёжности. Это позволяет заблаговременно определить степень износа каната во всех режимах его использования. Так, при истирании внешней оболочки каната оператору крана следует предпринять меры по его замене. Для этого достаточно регулярно осматривать канат. Наряду с этим прочностные параметры и степень износа каната непрерывно контролируются с помощью специальной системы мониторинга.

Высокопрочные канаты, разработанные Liebherr и Teufelberger, могут быть многократно перезапасованы, не повреждаясь при этом. Намотка волоконного каната на барабан лебёдки сравнима с намоткой сопоставимого стального каната. Вместе с тем, волоконный канат менее восприимчив к разнице натяжения нижних и верхних слоёв намотки (когда нижние слои намотки менее натяжены, чем верхние). Также, в случае неправильной намотки вероятность повреждения волоконного каната ниже, чем у стальных канатов.

Для лучшего контроля износа волоконного каната специалисты Liebherr ещё на начальном этапе разработке решили придерживать системы намотки на барабаны с канавками типа «Лебус». Данный подход гарантирует более «чистую» намотку, снижает износ каната и, соответственно, продляет срок его службы.

От испытаний к практике

На данном этапе специалисты Liebherr проводят комплексные испытания высокопрочного волоконного каната. Так, на предприятии Liebherr в Биберахе-на-Рисе (Германия) с помощью специального нагрузочного стенда изучаются различные сценарии использования грузового каната. Параллельно с этим с сентября 2015 года на площадках заводов Liebherr-Werk Ehingen GmbH (Эхинген, Германия), Liebherr-Werk Nenzing GmbH (Ненцинг, Австрия) и Liebherr-Werk Biberach GmbH (Биберах-на-Рисе, Германия) проводятся «полевые» испытания волоконных канатов в составе автомобильных, гусеничных и башенных кранов.

Испытания волоконного каната на гусеничном кране с решетчатой стрелой Liebherr LR 1200

Внедрение нового высокопрочного волоконного каната будет осуществляться в два этапа. На первом этапе организациям, эксплуатирующим башенные, мобильные, гусеничные, портовые и морские краны, будет предложена замена стандартных стальных канатов на новые высокопрочные волоконные канаты. На втором этапе снижение рабочего веса, которое достигается за счёт применения волоконных канатов, будет использовано для дополнительного усиления конструкции кранов. В перспективе это позволит повысить грузоподъёмность всех типов кранов, производимых Liebherr.

На выставке Bauma 2016 новый высокопрочный волоконный канат будет впервые представлен в отдельном павильоне совместно с другими разработками Liebherr. Также, на открытом стенде Liebherr будут представлены гусеничный кран LR 1100 и грузовые лебёдки мобильного крана LTM 1750-9.1 и башенного крана 172 EC-B 8, оснащённые новыми волоконными канатами.

Резка стального каната методом отжига для получения заваренных и сведенных на конус концов каната.

Резка стального каната методом отжига позволяет получить заваренный и сведенный на конус конец каната (fused and tapered).

Конец каната заварен и сведен на конус.

Обычные стальные канаты  не требуют особой обработки концов каната. При резке обычного каната болгаркой, концы просто перематывают проволокой или скотчем.

Канаты специальных конструкций это дорогостоящий высококачественный продукт.
При резке специальных стальных канатов, концы должны быть обработаны соответствующим образом, особенно это касается некрутящихся канатов. Конец каната должен быть обварен и сведен на конус. Для этого использутся станок для резки канатов методом отжига.

Станок для резки стального каната методом ожига

В отжигающей отрезной машине нет ножниц или гидравлических резаков, канат скручивается и режется благодаря отжигу. Чтобы нагреть закрепленный канат, подается ток. Канат скручивают, как только он накаливается. После скрутки канат слегка закругляют, и таким образом проволока сваривается. При увеличении расстояния между зажимными патронами, конец каната становится более заостренным, что идеально подходит для кранов, буровых установок, экскаваторов и других машин.

Все ручные отжигающие машины оборудованы эксцентриковым механизмом для быстрой фиксации. Предусмотрено только одно основное положение под определенный диаметр каната. Губки зажимного патрона разработаны таким образом, что их не надо изменять под различные диаметры. Эксцентриковый механизм сделан так, чтобы полностью открываться и облегчать установку каната сверху. При работе на этой машине руки остаются свободными, сила тока контролируется ножной педалью.

Характеристики и свойства каната

Расчетное минимальное суммарное разрывное усилие: величина минимального суммарного разрывного усилия рассчитывается из суммы произведений сечения (основанной на номинальном диаметре проволоки) ипрочности каждой проволоки в канате, как указано производителем в дизайне каната.

Расчетное минимальное разрывное усилие: величина минимального разрывного усилия, основанная на номинальных диаметрах проволок, прочности проволок и коэффициенте потери при свивке для класса или конструкции каната, как указано производителем в дизайне каната.

Коэффициент заполнения: отношение суммы номинальных поперечных сечений всех несущих нагрузку проволок в канате к площади каната по окружности на основе номинального диаметра.

Коэффициент потери при свивке (k): отношение минимального расчетного разрывного усилия каната к минимальному расчетному суммарному разрывному усилию каната.

Коэффициент разрывного усилия (К): эмпирический коэффициент, используемый в определении минимального разрывного усилия каната, получаемый из произведения коэффициента заполнения для класса или конструкции каната, коэффициента потери при свивке для класса или конструкции каната и константы π/4.

Минимальное разрывное усилие (Fmin): нормированное значение в кН, ниже которого не должно опускаться разрывное усилие, замеренное во время предписанных испытаний. Для канатов с определенной маркировочной группой оно рассчитывается из произведения квадрата номинального диаметра, маркировочной группы каната и коэффициента разрывного усилия.

Минимальное суммарное разрывное усилие (Fe,min): нормированное значение в кН, ниже которого не должно опускаться суммарное разрывное усилие, замеренное во время предписанных испытаний. Для канатов с определенной маркировочной группой его получают из произведения квадрата номинального диаметра каната (d), коэффициента металлического поперечного сечения (С) и маркировочной группы каната (Rr).

Номинальный вес погонного метра: величины номинального веса даются для полностью смазанных канатов. Для канатов фрикционных подъемных установок величины должны быть уменьшены на 2%. Допуск на номинальный вес погонного метра: +2%/-5%.

Крутящий момент каната: величина, обычно выраженная в Н.м, получаемая по результатам испытаний или расчета крутящего момента, образуемого, когда оба конца каната зафиксированы и канат подвергается растягивающей нагрузке.

Кручение каната: величина, обычно выраженная в градусах на метр, получаемая из результата испытаний или расчета количества вращений, когда один конец каната свободно вращается и канат подвергается растягивающей нагрузке.

Первоначальное удлинение: объем удлинения, связанного с начальной приработкой проволок внутри прядей и прядей внутри каната вследствие растягивающей нагрузки.

Примечание: иногда это явление называют конструкционным удлинением.

Упругое удлинение: объем удлинения по закону Гука в определенных пределах вследствие приложения растягивающей нагрузки.

Остаточное удлинение каната: неупругое удлинение.

Подобрать и купить канат вы можете позвонив по номеру +38 067 8804448

Сердечники стальных канатов

Сердечник - центральный элемент из волокна или стали однослойного прядного каната, вокруг которого спирально навиваются наружные пряди прядного каната или наружные канаты в канате кабельной свивки.

Органический сердечник - сердечник из натурального волокна (например, пеньки, сизаля), характеризуемый диаметром и весом погонного метра.

Синтетический сердечник - сердечник из синтетических волокон (например, полипропилена), характеризуемый диаметром и весом погонного метра.

Стальной сердечник - сердечник, изготовленный как независимый проволочный канат (IWRC) (например, 7х7) или проволочная прядь (WSC) (например, 1х7).

Сердечник из твердого полимера - сердечник, изготовленный как отдельный элемент из твердого полимера круглой формы или с канавками. Он может также содержать внутренние элементы из проволоки или волокна.

Вставка - элемент из волокна или твердого полимера для разделения соседних прядей или проволок в одном слое или выше лежащих слоях и полного или частичного заполнения зазоров в канате.

Консультация и подбор стального каната +38 067 880 44 48