ŚRODKI TRANSPORTU BLISKIEGO TEMAT 3

DŹWIGNICE I DŹWIGI

LINY

TYLKO DO CELÓW DYDAKTYCZNYCH !!!

TYLKO DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO !!!

Rozpowszechnianie w każdej postaci zabronione

Dźwignice

1

DŹWIGNICE I DŹWIGI – LINY

LINY – PODZIAŁ OGÓLNY

LINY WŁÓKIENNE NATURALNE Wytrzymałość: R m = do 120 [MPa] Zastosowanie w dźwignicach: Wciągniki, wielokrążki ręczne, wiązanie ładunków Przykłady przekrojów: SZTUCZNE R m = do 140 [MPa] Wciągniki, wielokrążki ręczne, pasy - zawiesia STALOWE R m = do 2400 [MPa] Cięgna nośne, cięgna bezpieczeństwa, cięgna napędowe

2

Dźwignice Rysunki: Materiały firmy DRUMET

DŹWIGNICE I DŹWIGI – LINY WŁÓKIENNE

LINY WŁÓKIENNE - MATERIAŁY

NATURALNE:

- KONOPIE - MANILA (DZIKI BANANOWIEC) - SIZAL (LIŚCIE AGAWY) - BAWEŁNA - LEN - JUTA

Problemy:

- Wrażliwość na wilgoć - Wrażliwość na ciepło - Podatne na uszkodzenia mechaniczne - Higroskopijność - absorbują wodę

(Dlatego natłuszcza się je i smołuje) Zalety: - Odporne na ścieranie (sizalowe) - Przyjazne dla środowiska - Odporne na substancje zasadowe - Odporne na rozpuszczalniki

Dźwignice

3

DŹWIGNICE I DŹWIGI – LINY WŁÓKIENNE

LINY WŁÓKIENNE - MATERIAŁY

SZTUCZNE:

- NYLON

(polimer z grupy poliamidów)

- STYLON

(polimer z grupy poliamidów) Własności: - Wysoka wytrzymałość - Odporność na ścieranie - Wysoka rozciągliwość - Absorbują wilgoć - Niska odporność na kwasy - Nie unoszą się na wodzie - Temperatura topnienia - 215ºC

- POLIPROPYLEN

(polimer z grupy poliolefin) - Wysoka wytrzymałość na zrywanie - Odporność na ścieranie - Nie tworzy pętli, nie skręca się - Nie absorbuje wody - Lekka – unosi się na wodzie - Odporna na substancje chemiczne i organiczne - Temperatura topnienia - 165ºC

- POLIESTER

- Wysoka wytrzymałość na zrywanie - Odporność na ścieranie - Prężne i miękkie w stanie mokrym - Nie unoszą się na wodzie - Niska rozciągliwość - Temperatura topnienia - 260ºC

Dźwignice Zdjęcia: Materiały firmy Fajer

4

DŹWIGNICE I DŹWIGI – LINY WŁÓKIENNE

LINY WŁÓKIENNE - PORÓWNANIA

PORÓWNANIE LIN WŁÓKIENNYCH (NATURALNYCH I SZTUCZNYCH) ZE STALOWYMI

LINA Średnica [mm] Nośność [kg] Ciężar wł.

[kg/100m] Średnica [mm] Nośność [kg] Ciężar wł.

[kg/100m] Jutowa 10 560 6.0

18 1350 17.8

* - dla R m drutów 1570 MPa Lniana 10 630 6.17

18 3100 30.4

Sizalowa 10 710 6.9

18 2200 22.5

Polipropylen 10 1720 4.52

18 5290 14.6

Poliester 10 1650 7.58

18 5090 24.6

6x7-FC 10 5200* 34.5

18 16900* 111.8

6x7-IWRC 10 5640* 38.4

18 18300* 124.4

5

Dźwignice Źródła: Materiały firmy DRUMET

BUDOWA LINY

DŹWIGNICE I DŹWIGI – LINY STALOWE

DRUT SPLOTKA LINA Lina Rdzeń liny Splotka (linisko) Pojedynczy drut

Oprócz tego w skład liny mogą wchodzić: elementy wypełniające, powłoki drutów i splotek, powłoki zabezpieczające całych lin i smary.

6

Dźwignice Źródła: Materiały firmy CASAR

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

DRUTY STALOWE Druty wykonuje się zazwyczaj ze stali węglowej zwykłej jakości o zawartości węgla 0.35-0.9% Druty używane do produkcji lin wykonuje się w klasach (R m ):

- 1570 N/mm 2 - 1770 N/mm 2 - 1960 N/mm 2 - 2160 N/mm 2

Wg PN-EN 12385-4:2008 istnieją trzy klasy lin stalowych:

1770 N/mm 2

Wymagana wytrzymałość na rozciąganie od 1570 N/mm 2 do 1960 N/mm 2

1960 N/mm 2 2160 N/mm 2

Wymagana wytrzymałość na rozciąganie od 1770 N/mm2 do 2160 N/mm 2 Wymagana wytrzymałość na rozciąganie od 1960 N/mm2 do 2160 N/mm 2

Liny wykonane z użyciem drutów kształtowych

Przekroje drutów stalowych: Okrągłe – powszechne zastosowanie V, R, Q – jako druty rdzeniowe do splotek owalnych i trójkątnych Z, H, T – do lin o konstrukcji zamkniętej i pół-zamkniętej

7

Źródła: PN-EN 12385-4:2008 Rysunki: A. Tytko., „Transport linowy, cz.3”, UWN-D, Kraków, 2008.

Dźwignice

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

DRUTY STALOWE – TECHNOLOGIA PRODUKCJI Walcówka hutnicza - średnica kilka – kilkanaście mm - wytrzymałość R m – kilkaset MPa

Materiał wyjściowy Trawienie

Obróbka hartowaniu polepsza drutu.

cieplna drobnoziarnistej, polegająca izotermicznym na stali.

Powoduje to wytworzenie struktury która umożliwia ponowienie procesu ciągnienia oraz właściwości plastyczne

Ciągnienie

Na maszynie ciągarskiej. Następuje zgniot i rekrystalizacja pod wysokim ciśnieniem (uzyskuje się długie, wzdłużnie ułożone kryształy).

Duża wytrzymałość na rozciąganie, ale mała na zginanie i skręcanie.

Wielokrotnie ciągnienia daje druty o oczekiwanej średnicy i wysokiej wytrzymałości na rozciąganie.

powtarzany proces

Patentowanie Chłodzenie

Cały cykl powtarzany jest wielokrotnie ze względu na ograniczenie wielkością pojedynczego zgniotu Ochrona przed korozją

Cynkowanie

- ogniowe - elektrolityczne

Zwijanie w kręgi

8

Dźwignice

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

BUDOWA LINY – TYPOWE SPLOTKI

Seale Warrington Warrington - Seale Filler

Druty niż druty warstwy zewnętrznej są jednakowej średnicy i zwykle większe warstw wewnętrznych .

W warstwie zewnętrznej przestrzenie pomiędzy drutami wypełnione cienkimi.

grubymi są drutami Druty zewnętrznej warstwy są jednakowej średnicy zwykle większe niż druty warstw wewnętrznych.

Warstwa wewnętrzna ma budowę jak splotka typu Warrington.

i Przestrzenie zasadniczymi drutami w splotce są wypełnione cienkimi drutami.

pomiędzy

9

Dźwignice Źródła: Materiały firmy CASAR

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

BUDOWA LINY - SPLOTKI

Rodzaje styków

Styk punktowy: • Wszystkie druty w tej samej splotce mają tą samą długość.

• Występuje zawsze, gdy poszczególne warstwy splotki są zwite w przeciwną stronę.

• Druty zachowują się jak belki podparte w wielu punktach.

Styk liniowy: • W poszczególnych warstwach splotki druty mają różną długość.

• Rozkład naprężeń stykowych jest równomierny, nie występują naprężenia typu Hertza.

Styk punktowo - liniowy: • Warstwy wykonane naprzemiennie raz ze stykiem punktowym a raz z liniowym. Rzadko stosowane.

Styk powierzchniowy: • Przy zastosowaniu drutów kształtowych naprzemiennie ułożone druty okrągłe i typu T.

• Kontakt na całej powierzchni bocznej.

– np.: Styk powierzchniowo - liniowy: • Występuje w splotkach kompaktowanych jako efekt plastycznego zdeformowania splotek o styku liniowym

10

Dźwignice Źródła: A. Tytko., „Transport linowy, cz.3”, UWN-D, Kraków, 2008

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

BUDOWA LINY - SPLOTKI

Rodzaje styków w splotkach Splotki konwencjonalne Splotki kompaktowe

Źródła: Materiały firmy CASAR A. Tytko., „Transport linowy, cz.3”, UWN-D, Kraków, 2008 Dźwignice

11

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

BUDOWA LINY – SPLOTKI KOMPAKTOWE Liny kompaktowane wykonywane są ze splotek drutu okrągłego, które w procesie produkcyjnym zostają zagniatane. Proces produkcji polega na przepuszczeniu splotki standardowej przez urządzenie kompaktujące (ciągadło lub głowicę kompaktującą). Podczas procesu kompaktowania splotki liny ulegają odkształceniu plastycznemu, zmieniają swój kształt co skutkuje zmniejszeniem się średnicy liny oraz wygładzeniem jej zewnętrznej powierzchni. Jakość pracy poszczególnych drutów w splotce oraz samych splotek ulega dużej poprawie.

Zalety lin kompaktowanych: - większa siła zrywająca przy zmniejszonej średnicy zewnętrznej - zwiększona elastyczność - większa trwałość wynikająca z grubszych drutów i uszczelnienia zewnętrznej powierzchni liny - większa odporność na korozję i tarcia powierzchniowe - lepsza praca na bębnach - mniejsza podatność na wydłużanie

12

Dźwignice Rysunki: A. Tytko., „Transport linowy, cz.3”, UWN-D, Kraków, 2008

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

RDZENIE

Włókienne (FC) Stalowe (WC) Mieszane (EPIWRC)

(Metale + polimery)

Z tworzyw sztucznych (SPC)

(Rdzenie pełne)

Naturalne (NFC)

(Bawełna, juta, konopie)

Sztuczne (SFC) W postaci liny stalowej (IWRC) W postaci splotki stalowej (WSC)

Własności rdzeni ogólnie: • Nadają linie kształt przekroju poprzecznego.

• Wyznaczają oś liny.

• Podpierają splotki, rdzenie z pełnych tworzyw sztucznych zabezpieczają splotki przez stykaniem się ze sobą.

• Zużycie rdzenia zawsze skutkuje przyśpieszonym zużyciem liny.

• Podczas pracy przejmuje obciążenia poprzeczne i zapobiega odkształceniom liny. Tłumi też drgania poprzeczne.

• Wpływa na sztywność poprzeczną i odkrętność liny.

Źródła: A. Tytko., „Transport linowy, cz.3”, UWN-D, Kraków, 2008 Golis b., Pilarczyk. J., Muskalski Z., Błażejowski Z., „Liny stalowe”, Częstochowa 2006 Własności rdzeni włókiennych: • Większa giętkość i elastyczność liny.

• Pewne oparcie dla splotek liny.

• Są wewnętrznym zbiornikiem smaru.

• Wyschnięte chłoną wodę i przyczyniają się do korozji wewnętrznej liny.

• Wyeksploatowane narażone są na degradację biologiczną (gnicie, butwienie).

• Powodują mniejszą odporność liny na naciski poprzeczne oraz zmniejszają siłę zrywającą linę. • Zachowują swe własności w temperaturach tylko do 200ºC

13

Dźwignice

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

BUDOWA LINY – TECHNOLOGIA PRODUKCJI

Maszyny do wykonywania lin – splotarki koszowe lub karuzelowe Schemat splotarki koszowej Obrotnica Bębny ze splotkami lub drutami Głowica skręcająca Gotowa lina lub splotka Bęben z linką rdzenia Splotki lub druty Liczba bębnów (szpul) ze splotkami zależy od budowy liny (żądanej liczby splotek w linie)

Rysunki własne.

Dźwignice

Napęd Lina nawinięta na bęben

14

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

BUDOWA LINY – KONSTRUKCJE LIN STALOWYCH

Liny jednozwite – splotka jako lina 1x7 1x19 1x37 Mogą być wykonywane z drutów okrągłych lub kształtowych. Wykonywane w wielu operacjach poprzez nakładanie kolejnych warstw drutów. Można tak osiągnąć duże średnice (nawet ponad 100mm). Nakładając naprzemiennie warstwy w różnych kierunkach uzyskuje się linę nieodkrętną. Ze względu na konieczność wykonywania lin jednozwitych w osobnych operacjach są drogie, ale też bardzo trwałe. Stosowane jako liny odciągowe.

Liny dwuzwite okrągłosplotkowe o punktowym styku drutów 6x7 FC 6x19 FC 6x37 FC 6x37 IWRC Wykonywane z drutów o jednakowej średnicy. Duża sztywność poprzeczna. Wykonywane z rdzeniami włókiennymi lub stalowymi. Liny podatne na pękanie pojedynczych drutów wewnątrz liny. Stosowane w układach wielokrążków z niewielkimi promieniami przewijania przez krążki przy niewielkim natężeniu pracy.

15

Dźwignice Źródła: Materiały firmy DRUMET

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

BUDOWA LINY – KONSTRUKCJE LIN STALOWYCH

Liny dwuzwite okrągłosplotkowe o liniowym styku drutów (przykłady) 6x19S-FC 6x19W-FC 6x25F-FC 6x31WS-FC Typowe konstrukcje liny określane przez budowę splotki: Seale (S), Warrington (W), Warrington-Seale (WS), Filler (F).

Liny Seale są odporne na ścieranie i na korozję. Ze względu na grube druty zewnętrzne nie przekraczają 32 mm średnicy. Liny Warrington charakteryzują się dużą odpornością na zginanie i giętkością. Liny dość tanie. Najczęściej wykorzystywane są liny Warrington-Seale ze względu na zachowanie walorów zarówno lin typu Seale jak i Warrington.

Liny bardzo odporne na naciski jednostkowe i nadają się do pracy przy niskich stosunkach D/d. Liny Filler stosowane często w napędach ciernych dźwigów. Liny o dużej elastyczności i tanie.

Liny dwuzwite okrągłosplotkowe nieodkrętne (przykłady) Zasada budowy 12/15 18x7 WSC 18x7 FC Nieodkrętność zazwyczaj uzyskiwana poprzez skręcenie w warstwach przeciwstawnie do siebie.

Stosowane również w dźwignicach.

Dźwignice Źródła: Materiały firmy DRUMET

16

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

BUDOWA LINY – KONSTRUKCJE LIN STALOWYCH

Liny stalowe o splotkach deformowanych plastycznie (przykłady) 12/K12 19/K16 K19/K16 19/K18 Deformacja plastyczna (kompaktowanie) uzyskana w operacjach walcowania, zgniatania lub przeciągania splotek o liniowym styku drutów. Ze względu na to, że składa się z wielu cienkich splotek liny te są giętkie i odporne na przeginanie. Stosunkowo gładka zewnętrzna powierzchnia zapewnia dużą odporność na ścieranie. Także trwałość jest wysoka (dużo wyższa niż zwykłych lin dwuzwitych). Wykonywane często jako odporne lub częściowo odporne na kręcenie. Wadą jest nietypowy, lawinowy wzrost liczby pęknięć w schyłkowych etapach życia liny. Stosowane również w dźwignicach.

Liny dwuzwite kowarkowane 6/26 6/25 Liny kowarkowane również poddane są deformacji plastycznej. W przeciwieństwie jednak do kompaktowanych operacja zagniatania lub młotkowania wykonywana jest na całej (gotowej) linie. Charakteryzują się znakomitą odpornością na ścieranie i wysoką siłą zrywającą linę. Stosowane np. w leśnictwie.

17

Dźwignice Źródła: Materiały firmy DRUMET

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

BUDOWA LINY – NAZEWNICTWO (PN-EN 12385-1:2000)

Część słowna (np. nazwa handlowa liny) Średnica nominalna liny Liczba splotek Powłoki galwaniczne: Druty bez powłoki Druty ocynkowane (klasa B) Druty ocynkowane (klasa A)

LINA 32 – 6 x 36 – WS – IWRC 1770 B zS

Liczba (dodatkowo oznaczenie V dla splotek drutów kompaktowanych).

w trójkątnych, splotce Q dla owalnych, P dla płaskich, K dla Klasa wytrzymałości drutów: 1570, 1760, 1960, 2160.

Budowa splotki: Lina jednozwita Lina z punktowym stykiem Lina ze stykiem kombinowanym Lina typu Seal Lina typu Warrington Lina typu Filler Lina typu Warrington - Seal Symbol: - brak - M - N - S - W - F - WS

Dźwignice Źródła: PN-EN 12385-1:2000

Symbol: - U - B - A

18

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

BUDOWA LINY – NAZEWNICTWO (PN-EN 12385-1:2000)

Rodzaj rdzenia: Rdzeń włókienny Naturalny rdzeń włókienny Syntetyczny rdzeń włókienny Symbol: - FC - NFC - SFC Rodzaj rdzenia: Rdzeń ze splotki linowej Rdzeń z niezależnej liny stalowej Rdzeń z liny ze splotek kompakt.

Rdzeń z liny w osłonie polimeru Część słowna (np. nazwa handlowa liny) Rdzeń stalowy - WC Symbol: - WSC - IWRC - IWRC(K) - EPIWRC

LINA 32 – 6 x 36 – WS – IWRC 1770 B zS

LEWOSKRĘTNA PRAWOSKRĘTNA PRZECIWZWITA WSPÓŁWZWITA Lina jednozwita: Kierunek zwicia prawy Kierunek zwicia lewy Lina jednozwita: Lina przeciwzwita, prawa Lina przeciwzwita, lewa Lina współzwita, prawa Lina współzwita, lewa Symbol: - Z - S Symbol: - sZ - zS - zZ - sS

19

Dźwignice Źródła: PN-EN 12385-1:2000

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

UMOCOWANIE KOŃCA LINY – SERCÓWKA + ZACISKI KABŁĄKOWE

Prawidłowe Nieprawidłowe

Max 5d Dźwignice Źródła: Materiały firmy CASAR

20

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

ZASADA CIĘCIA LIN 1. Położenie końcowej części drutu służącego do owijania wzdłuż liny, a drugim końcem drutu owija się linę.

2. Drut należy nawinąć na długości około 3 średnic ciętej liny po każdej stronie.

3. Zakręcić oba końce drutu do owijania.

4. Można dokonać przecięcia liny.

Źródła: Materiały firmy CASAR Dźwignice

21

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

POMIAR ŚREDNICY LINY 1. Prawidłowy pomiar 2. Nieprawidłowy pomiar Dźwignice Źródła: Materiały firmy CASAR

22

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

OCENA ZUŻYCIA I WYMIANY

Lina powinna być badana na całej długości. Szczególną uwagę zwraca się na następujące miejsca:

- końcowa część liny w pobliżu zabezpieczenia końca, - część liny przechodząca przez krążki linowe lub zblocza, - część liny spoczywająca na krążku wyrównawczym, - część liny obciążona cieplnie, - część liny, która jest ścierana uwarunkowaniami zewnętrznymi (otwór, kant). KRYTERIA OCENY

Falistość Linę należy wymienić, gdy d 1 > 4/3 d d 1 - średnica odkształconej liny na długości < 25d (d-średnica nominalna liny)

Dźwignice Źródła: PN-90/M-80255

23

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

KRYTERIA OCENY

Deformacja w kształcie koszyka Występuje wtedy, gdy warstwa zewnętrzna splotek wydłuży się bardziej niż wewnętrzna. Może się to wydarzyć przy nagłym obciążeniu luźnej liny. Lina z taką deformacją kwalifikuje się do natychmiastowej wymiany.

Wyciśnięcie drutu Niektóre druty wybrzuszają się po przeciwległej stronie do rowka krążka linowego tworząc pętle – tu najczęściej jest to efekt obciążeń dynamicznych. Uszkodzenie typowe dla lin mechanizmów podnoszenia. Lina z taką deformacją kwalifikuje się do natychmiastowej wymiany.

24

Dźwignice Źródła: PN-90/M-80255

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

KRYTERIA OCENY

Miejscowe zmiany średnicy liny Z reguły sytuacje takie dotyczą deformacji lub pęknięcia rdzenia liny. Przy dużych deformacjach linę należy wymienić.

Powstanie pętli Zapętlenie liny z rozkręceniem splotu i wydostaniem się rdzenia włókiennego. Lina z taką deformacją kwalifikuje się do natychmiastowej wymiany.

Dźwignice Źródła: PN-90/M-80255

25

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

KRYTERIA OCENY

Charakter i liczba pękniętych drutów

Konstrukcja liny 6x7 6x19

wymienić.

Liczba widocznych pękniętych drutów, która powoduje natychmiastową wymianę GNP M1, M2, M3, M4

Przeciwzwite Współzwite 6d 2 3 30d 4 6 6d 1 2 30d 2 3

Inne kryteria:

- Pęknięcia drutów przy zakończeniu. - Miejscowe zgrupowanie pękniętych drutów. - Rozerwanie splotek. - Zużycie zewnętrzne. - Korozja. - Zmniejszona sprężystość. Przeciwzwite 6d 4 6

GNP M5, M6, M7, M8

30d 8 12 Współzwite 6d 2 3 30d 4 6 Dźwignice Źródła: PN-90/M-80255

26

DŹWIGNICE I DŹWIGI - LINY STALOWE

DOBÓR LIN STALOWYCH wg. PN – ISO 4308-1:1998

Współczynniki bezpieczeństwa i doboru GNP

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8

Współczynnik bezpieczeństwa Z p

3,15 3,35 3,55 4,00 4,50 5,60 7,10 9,00

Bębny h 1

11,2 12,5 14,0 16,0 18,0 20,0 22,4 25,0

Krążki h 2

12,5 14,0 16,0 18,0 20,0 22,4 25,0 28,0

Krążki wyrównawcze h 3

11,2 12,5 12,5 14,0 14,0 16,0 16,0 18,0 Dźwignice Źródła: PN-ISO 4308-1:1998

27