Технология намотки стального каната

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Wire rope spooling technology" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (March 2013) (Learn how and when to remove this message)

Технология намотки стального троса — это технология, которая предотвращает зацепление стального троса при намотке , особенно в несколько слоев на барабан.

С тех пор, как появился стальной канат , состоящий из нескольких проволочных прядей, намотка каната представляла собой технические проблемы. При намотке в несколько слоев верхние слои имеют тенденцию раздавливать нижние слои, в то время как нижние слои имеют тенденцию зажимать верхние слои. Трение каната о канат также имеет тенденцию вызывать износ. Эти проблемы были решены Фрэнком Л. ЛеБусом-старшим, поставщиком бурового оборудования для нефтяных месторождений Техаса, США, который в 1938 году запатентовал использование стержня с канавками на подъемных барабанах для направления намотки каната. Стальные сегменты с канавками просто приваривались или привинчивались к существующим простым стальным барабанам. ^[1] С тех пор канавки барабана широко использовались для направления намотки стального каната на барабаны лебедки и с них. Введение непрерывной спиральной канавки на барабан, подобной резьбе винта, обеспечивает способ направления каната при намотке на барабан или с него. Однако было показано, что это работает эффективно только тогда, когда канат намотан в один слой. Когда канат намотан в несколько слоев, проблемы остаются. Фрэнк ЛеБус представил схему канавки, которая размещала канавку параллельно фланцам барабана, за исключением одного наклонного участка поперек лицевой поверхности барабана, который действовал как точка пересечения, перемещая канат вдоль ширины канавки с каждым оборотом.

Хотя семейный бизнес Lebus продолжает производить это оборудование и сегодня, их патенты истекли. Однако название Lebus является зарегистрированной торговой маркой, принадлежащей семейному бизнесу Lebus, поэтому термин «Lebus Drum» относится конкретно к продукции Lebus International.

Система намотки многослойного троса на протяжении многих лет постоянно совершенствовалась и адаптировалась для любого применения, где длинные отрезки стальных тросов должны быть быстро и плавно обернуты в несколько слоев. Вот некоторые примеры:

• Краны для строительных площадок, морских нефтяных вышек , портов или на борту судов
• Глубокая добыча
• Лебедки на борту океанографических исследовательских судов и трубоукладочных барж
• Лебедки на борту рыболовных судов .
• Фуникулеры и канатные дороги

Благодаря системе параллельных канавок износ каната при многослойной намотке значительно снижается.

Когда первый слой заполняет барабан, второй слой затем перемещается обратно по барабану, при этом каждый виток каната располагается точно вдоль канавки двух витков первого слоя. При параллельной нарезке канавок можно рассчитать точные силы, которые канат оказывает на барабан, поскольку намотка контролируется.

Перекрестная намотка уменьшается примерно до 20% окружности барабана, а 80% остаются параллельными фланцам в канавке каната внутреннего слоя. Эта параллельная намотка равномерно распределяет нагрузку между отдельными слоями и, как показали испытания, существенно увеличивает — более чем на 500% — срок службы каната. Система использовалась для крепления канатов.

В оффшорных применениях огромные длины каната часто размещаются на барабанах. Например, якорные лебедки на барже-трубоукладчике Semac 1 компании Saipem удерживают 2800 метров стального каната диаметром 76 мм (3 дюйма) в 14 слоях. Castorone компании Saipem, крупнейшее в мире судно-трубоукладчик, использует стальной канат длиной 3850 м и диаметром 152 мм. Он весит 420 тонн. Канат тянется кабестаном и хранится на массивных тяговых лебедках Rema, которые оснащены системой параллельной проточки с примерно обратным натяжением 40 тонн на кабестане.

Для максимизации преимуществ системы параллельной проточки канавок требуются определенные условия эксплуатации. К ним относятся:

Специализированная конструкция

Каждая система должна быть адаптирована к области применения, для которой она используется. Рисунок канавок проектируется с учетом длины, диаметра и типа конструкции каната.

Намотка под натяжением

При любой многослойной намотке важно, чтобы при первой установке каната на барабан он был натянут, чтобы избежать провисания внутренних слоев, которые могут быть раздавлены или поцарапаны о стенки паза внешними слоями.

Правильный угол наклона флота

Угол наклона определяется как наибольший угол каната между первым шкивом и фланцем барабана относительно центральной линии барабана. Для всех типов барабанов канат подвержен углу наклона, который влияет на его поведение и влияет на срок службы. Угол наклона должен быть между 0,25° и 1,25° в зависимости от конструкции каната. Угол наклона можно изменять, перемещая первый шкив ближе к барабану или дальше от него. Если шкив находится слишком близко к барабану, угол наклона будет больше 1,25°; если он находится слишком далеко, угол наклона будет меньше 0,25°.

Иногда невозможно достичь оптимального угла наклона троса. Если нет места для установки шкива на требуемом расстоянии от барабана, доступны два дополнительных устройства для намотки. Одно из них — компенсатор угла наклона троса, который автоматически приводится в действие натяжением троса. Другое — намотчик уровня с механическим приводом. Оба предлагают решение для направления троса вдоль барабана между фланцами, но каждое имеет свои преимущества и недостатки.

Компенсатор угла стрелы (FAC) приводится в действие движением троса, проходящего через перекрестные секции барабана. По мере того, как трос наматывается или разматывается, вал FAC автоматически медленно колеблется, позволяя шкиву скользить вперед и назад по валу, чтобы поддерживать оптимальный угол стрелы и плавно направлять трос на барабан.

Намотчики уровня могут быть с гидравлическим или электрическим приводом и компьютерным управлением, или они могут быть простыми механическими устройствами. Механический намотчик уровня состоит из главного вала (ходовой винт) с винтовой канавкой, по которой движется канатоподающий механизм. Корпус канатоподающего механизма включает в себя два вертикальных роликовых стержня и один горизонтальный ролик или, в качестве альтернативы, канатный шкив. Боковое перемещение корпуса создается за счет передаточного отношения звездочки цепного привода между барабаном и ходовым винтом, как показано на изображении. Установленный автоматический намотчик уровня спроектирован и спроектирован так, чтобы быть совместимым с канавками на барабане. В качестве альтернативы, шкив может быть интегрирован и установлен в раме корпуса. В этом случае система может быть установлена ​​в любом месте вокруг барабана. Океанографические установки, которые наматывают канат до 46 слоев, продемонстрировали, что намотчики уровня обеспечивают синхронизированную и контролируемую намотку в самых суровых, самых испытательных условиях.

Системы проточки канавок для многослойной намотки могут быть вырезаны на стальных оболочках, которые монтируются на старые барабаны, либо с помощью болтов, либо с помощью сварки, в качестве внешнего рукава. Называемые разъемными рукавами, они могут быть модернизированы на старые барабаны или установлены на новые барабаны, чтобы обеспечить возможность изменения области применения в будущем.

• Erhöhung der Seillebensdauer bei der Mehrlagenwicklung в Кранене; АиФ-Форхабен 14862 N/1, Штутгартский университет (pdf, 19 февраля 2013 г.)
• Рудольф Беккер. Большая книга о мобильных и гусеничных кранах . ISBN  978-3-934518-02-5 , стр. 50

• Дуббель: Справочник по машиностроению, 19-е издание, ISBN 978-3-642-17305-9 , Abschn. 2.2.3 (на немецком языке) 
• Журавли сегодня: октябрь 2010 г.
• Крис Сейденатер: Исправление углов парка кранов, International Cranes: январь 2013 г.;
• Крис Сейденатер: Keeping it smoothing, International Cranes, октябрь 2007 г.; страницы 51–53, (pdf, 23 февраля 2013 г.)