ELEMENTE COMPONENTE SPECIFICE MASINILOR DE RIDICAT SI TRANSPORTAT

ELEMENTE COMPONENTE SPECIFICE MASINILOR DE RIDICAT SI TRANSPORTAT

In afara de organele de masini de utilizare generala (arbori, lagare, arcuri, piese de asamblare sau pentru transmiterea miscarilor), masinile de ridicat si transportat au in componenta elemente specifice, si anume:

elemente flexibile pentru ridicare si tractiune (franghia, cablul, lantul);

elemente pentru ghidarea si actionarea elementului flexibil (role, roti de actionare, tobe, palane

elemente de suspendare si apucare (carlige, ochiuri de prindere, elemente flexibile de prindere, electromagneti, bene, graifare) ;

elemente de rulare (deplasare) si cai de rulare;

instalatii pentru actionare (electromotoare, masini termice, hidraulice, pneumatice).

1. ELEMENTE FLEXIBILE PENTRU RIDICARE SI TRACTIUNE

Cu ajutorul elementelor flexibile se realizeaza miscarea de translatie a sarcinii (pe orizontala si pe verticala).

1.1. CABLURI DIN OTEL

Cablurile sunt organe flexibile alcatuite din mai multe sarme (cu diametre cuprinse intre 0,5 si 6 mm) sau din mai multe toroane, infasurate elicoidal in jurul unei inimi centrale, intr-unul sau mai multe straturi suprapuse.

Toroanele sunt manunchiuri de sarme infasurate elicoidal in jurul unei inimi proprii, intr-unul sau mai multe straturi suprapuse.

Inima este partea centrala (metalica sau nemetalica) a cablului, in jurul careia se infasoara sarmele sau toroanele lui.

Cablurile multifilare din otel sunt folosite la legarea, suspendarea, ridicarea sau tractarea sarcinilor sau a partilor mobile ale macaralelor.

Conform STAS 1710-75, cablurile din otel se clasifica astfel:

a)      dupa forma sectiunii transversale a cablului:

cabluri rotunde a caror sectiune transversala se inscrie intr-un cerc;

cabluri plate, a caror sectiune transversala se inscrie intr-un dreptunghi.

b)      dupa forma sectiunii transversale a toroanelor:

cabluri cu toroane rotunde (Fig.1.a)

cabluri cu toroane profilate, cu sectiune triunghiulara (Fig.1.b), cu sectiune ovala (Fig.1.c) sau plata.

a) b) c)

Fig.1.

c)- dupa forma sectiunii sarmelor (Fig.2.) :

cabluri deschise, daca sectiunile tuturor sarmelor cablului sunt circulare;

cabluri semiinchise, daca stratul exterior e alcatuit din sarme profilate dispuse alternativ cu sarme rotunde, iar straturile interioare sunt alcatuite din sarme rotunde;

cabluri inchise, daca mai multe straturi (de la exterior spre interior) sunt alcatuite din sarme profilate.

cablu deschis  cablu semiinchis cablu inchis

Fig.2

La masinile de ridicat se folosesc cabluri deschise rotunde, cu toroane rotunde.

d)-dupa sensul de cablare:

cabluri dreapta, daca toroanele au sensul de infasurare spre dreapta (Fig.a); se noteaza cu simbolul Z;

cabluri stanga, daca toroanele au sensul de infasurare spre stanga (Fig.b); se noteaza cu simbolul S.

a) Fig. b) Fig.4.a.

e)-dupa caracteristicile constructive de baza, cablurile rotunde se impart in:

cabluri simple, care sunt cabluri monotoron, cu inima metalica sau vegetala (Fig.3);

cabluri duble, realizate prin infasurarea mai multor toroane in jurul unei inimi centrale metalice sau vegetale; cablurile duble pot avea cablare paralela, Z/Z sau S/S, sau in cruce, Z/S sau S/Z, dupa modul de infasurare a sarmelor in cadrul toronului si a toroanelor in cablu; variantele Z/S sau S/Z se folosesc cand inaltimea de ridicare e mare, ca sa nu se dezrasuceasca; S/S sau Z/Z se folosesc atunci cand cablul e bine ghidat si nu se poate produce dezrasucirea.

Cablurile duble sunt cabluri deschise; ele pot fi realizate in constructie normala, cand sunt alcatuite din 7, 19, 37, 61 sarme avand acelasi diametru; inimile celor 6 sau 8 toroane sunt metalice, iar inima cablului poate fi metalica sau nemetalica (Fig.4.a).

Cablurile duble, constructie flexibila, au sarme de acelasi diametru, inima centrala nemetalica si toroane alcatuite din maxim doua straturi de sarme infasurate in jurul inimii nemetalice a toronului. Sunt cabluri utilizate in marina. (Fig.4.b).

Cablurile duble, constructie concentrica sunt alcatuite din sarme de acelasi diametru, inima metalica sau nemetalica, si toroane cablate in doua sau mai multe straturi concentrice (Fig.4.c).

b.  Fig.4. c.

Cablurile duble, constructie combinata sunt alcatuite din sarme cu diametre diferite.

Cablurile duble, constructie normala, impreuna cu cele de constructie combinata reprezinta categoria cea mai frecvent utilizata in domeniul instalatiilor de ridicat.

Sarmele utilizate la cablurile din otel sunt realizate din otel carbon de calitate, marcile OLC 35, OLC 45, OLC 55, OLC 60.

Inima cablului poate fi vegetala, metalica, sintetica sau minerala.

Inima vegetala se confectioneaza din fibre dure naturale (sisal, manila) sau din fibre moi (canepa, bumbac pescaresc, iuta) infasurate intr-un singur toron pentru cabluri cu diametre sub 20 mm, sau in mai multe toroane infasurate in sens invers sensului de infasurare a cablului. Inima vegetala asigura o mare flexibilitate a cablului, lubrifiere datorita impregnarii cu lubrifiant neutru si o oarecare amortizare a socurilor in functionare.

Inima sintetica se confectioneaza din fibre sintetice (nylon, capron) sau textile sintetice (poliamida, polietilena).

Inima metalica se confectioneaza din aceeasi sarma din care este confectionat si cablul, avand forma unui toron cu aceeasi constructie ca cele ale cablului; inima metalica reduce flexibilitatea cablului.

Inima minerala se confectioneaza din fibre de azbest si este folosita in cazul cablurilor care lucreaza in conditii de temperatura ridicata.

1.2. SISTEME DE PRINDERE A CAPETELOR CABLURILOR

In cazul in care capetele cablurilor se fixeaza la tamburii de antrenare, cablurile sunt actionate ; cand capetele cablurilor se fixeaza la mufla, cablurile sunt neactionate. Sistemele de prindere ale ramurii neactionate trebuie sa aiba rezistenta si durabilitatea cel putin egale cu cele ale cablului, sa fie sigure, sa permita montarea-demontarea  usoara a cablului. Sistemele utilizate in practica sunt: fixarea cu rodanta, fixarea cu papuc si fixarea cu manson conic.

1.Fixarea cu rodanta

Rodanta este un ochet din tabla de otel care protejeaza sarmele cablului contra strivirii si frecarii cu boltul de prindere; este un organ standardizat.

Se realizeaza:

a) prin stantare sau forjare, din OL 37 (Fig.35.a), intr-o gama de 21 marimi, pentru diametre de cablu cuprinse intre 4 si 68 mm;

c)      prin turnare, din otel OT 500-3, (Fig.5.b) intr-o gama de 15 marimi pentru diametre de cuprinse intre 8 si 68 mm.

a. b.

Fig.5.Rodanta.

La macaralele cu brat oscilant, in locul rodantei se utilizeaza role de diametru mic.

Dupa ce infasoara rodanta, capatul liber al cablului se fixeaza de ramura cealalta prin unul din urmatoarele procedee:

a)      impletire si matisare (Fig. 6);

b)      cu mansoane presate (Fig. 7);

c)      cu cleme de cablu (Fig.8).

a) Impletirea si matisarea capetelor cablului comporta urmatoarele etape: desfacerea in toroane a capatului liber si indepartarea inimii cablului; impletirea cu ramura continua a cablului, cu ajutorul unor scule speciale; matisarea cu sarma moale, zincata, cu Φ 1,4.2 mm. Lungimea portiunii impletite trebuie sa fie de 15 ori diametrul cablului, dar de minimum 300 mm, iar lungimea portiunii matisate trebuie sa fie de 8.10 ori diametrul cablului.

Fig.6. Impletirea si matisarea capetelor cablului.

b) Prinderea cu manson presat prezinta avantajul utilizarii pentru prindere a unei zone mai scurte a cablului si cel al unui volum de munca redus; nu se poate realiza decat in ateliere specializate deoarece necesita o presa prevazuta cu o matrita adecvata. Capatul liber al cablului se fixeaza de ramura cealalta cu ajutorul unui manson standardizat din teava ovala de AlMg 2,5, cu o lungime de minimum 3,5 ori diametrul cablului. Inainte de prinderea cu manson, la capatul liber al cablului se realizeaza sudarea sarmelor prin incalzire la rosu.

Fig.7. Prinderea capetelor cablului cu manson presat.

c) Prinderea cu cleme (Fig.9) este demontabila; clemele pentru cablu sunt standardizate si se realizeaza in doua variante constructive. Clemele tip A (Fig.8) sunt alcatuite dintr-un corp confectionat din OLC 45, o brida filetata din OLC 35 si doua piulite cu guler; se executa in 10 marimi, pentru cabluri cu diametrul de maximum 40 mm. Clemele tip B se executa in 5 marimi, pentru cabluri cu diametre cuprinse intre 40 si 68 mm.

Numarul minim de cleme necesare pentru realizarea prinderii, distanta minima intre doua cleme vecine si momentul de prestrangere a piulitelor sunt indicate in standard, in functie de tipul clemei si de diametrul cablului.

Fig.8. Clema pentru cablu.

2) Fixarea cu papuc

Papucul de cablu este un ansamblu format dintr-o carcasa prevazuta cu o ureche de articulatie si o pana inclinata (Fig.10).

Fixarea cablului se asigura prin autoimpanare, sub actiunea tensiunii din ramura activa a cablului. Papucii de cablu sunt organe standardizate; se fabrica intr-o gama de 11 marimi, pentru cabluri cu diametre de 6.44 mm.

Carcasa se realizeaza din otel turnat, iar pana, din otel laminat. Zona activa a penei este prevazuta cu un canal semicircular peste care se trece capatul cablului; capatul cablului se prinde cu o clema de siguranta; zona activa a carcasei are forma semicilindica.

Fig.10. Fixarea capetelor cablului cu papuc.

3) Fixarea cu manson conic

Mansonul conic prevazut cu alezaj conic asigura fixarea capatului cablului prin intermediul unui aliaj metalic pe baza de plumb turnat in manson. Mansonul se realizeaza din otel turnat.

Dupa despletirea capatului cablului si indepartarea inimii vegetale sau minerale, se indoaie capetele sarmelor sub forma de carlig, se decapeaza; capatul cablului se introduce in manson si se toarna aliajul.

1.SOLICITAREA SI CALCULUL CABLURILOR

In timpul exploatarii, cablurile sunt solicitate la tractiune, iar la trecerea peste role sau tamburi sunt supuse la incovoiere,  strivire si oboseala.

In calculele uzuale, conform normelor europene, dimensionarea cablurilor se face pe baza efortului axial in cablu cu relatia urmatoare, iar verificarea la solicitarea compusa de tractiune si incovoiere si la durabilitate.

d=diametrul cablului;

T=forta maxima in cablu;

k=coeficient depinzand de grupa de functionare a mecanismului in care este integrat cablul si de constructia cablului ().