birmaga.ru
добавить свой файл

1




Основы применения смазочного материала для проволочных тросов
Jeffrey E. Turner, Lubrication Engineers, Inc. and Christopher Barnes, Lubrication Engineers of Canada, Ltd.
Проволочный трос является важной частью многих структур и механизмов. Он состоит из непрерывных проволочных жил, скрученных вокруг центральной жилы. Существует много видов проволочного троса, предназначенного для различного применения. Большинство из них состоят из проволочных нитей, скрученных друг с другом. Центральная жила может быть сделана из стали, троса и, даже, пластика.
Проволочный трос (кабель) имеют несколько параметров, такие как размер, сорт применяемой стали, количество проволочных жил, число проволок в каждой жиле.
Типичная жила и проволока имеют обозначение – 6x19. Это означает, что трос состоит из 6 жил, имеющих 19 проволок каждая. Различные размеры жилы и конструкция троса определяют гибкость троса и его сопротивление растяжению. Маленькая проволока лучше подходит для тросов применяемых при больших изгибах – на шкивах, большая предпочтительная при работе троса в условиях повышенного трения или при протяжке через абразивы.
Существует три типа центральных жил. Независимая центральная жила троса (IWRC) обычно имеет размерность – 6x7 с проволокой 1x7. Соответственно трос будет иметь размерность – 6x7. IWRC имеют более высокую степень растяжения и усилие на разрыв меньшую деформацию, чем тросы с волоконной жилой.

Рисунок 1. Сравнение направлений типичной укладки проволочного троса:

A) правая регулярная, B) левая регулярная, C) правая направленность, D) левая направленность, E) правое чередование
Трос с проволочной центральной жилой (WSC) имеет цельную проволоку в качестве основы вместо многопроволочной жилы. Тросы WSC выдерживают высокие нагрузки и в основном используются как статические тросы.

Проволочные тросы также имеют волоконную центральную жилу. Волоконная жила традиционно сделана из волокон сизали (мексиканской агавы), но могут применяться и пластики. Волоконные жилы выдерживают меньшую нагрузку, по сравнению со стальными. Тросы с волоконными жилами очень гибкие и применяются во многих верхних элементах кранов.

Укладка троса – направление, в котором переплетаются жилы троса. Существует четыре вида укладки: правая, левая, регулярная и чередование. В правой укладке жилы завиваются направо. В левой, соответственно, на лево. В регулярной укладке жилы расположены в противоположном направлении. При правой и левой направленности жилы и проволока расположены в одинаковом направлении. В этом случае трос имеет лучшее сопротивление нагрузкам из-за более плоского расположения проволок.
Проволочные тросы сделаны, в основном из высокоуглеродистой стали для прочности, эластичности, упругости и снижения стоимости. Тросы могут быть гальванизированы или не иметь покрытия. Некоторые применяемые сорта стали представлены в таблице 1.

Стальной трос жесток и эластичен. В несформированном тросе в случае разрушения и обрыва проволоки произойдет распрямление троса, что небезопасно. В сформированном тросе проволока размещена таким образом, чтобы не произошло распускание троса. Такие тросы отлично подходят для шкивов маленького диаметра или на острых углах.
Смазывание проволочного троса
Смазывание проволочного троса – непростая операция, независимо от конструкции и состава материалов. Тросы с волоконной жилой обслуживать легче, чем со стальной. Поэтому важно учитывать материалы из которых сделан трос для планирования смазки.
Смазки для обслуживания проволочных тросов имеют две функции:


  1. Уменьшение трение. Для предотвращения распускания троса.

  2. Защита от коррозии, смазывание центральной жилы и проволоки, из которой скручен трос, снаружи и изнутри.

Существует два типа смазок – проникающие и поверхностные. Проникающие смазки содержат нефтяной растворитель, который способствует проникновению смазки внутрь троса к центральной жиле. После проникновения растворитель испаряется, оставляя на поверхности каждой жилы тяжелую смазочную пленку (рисунок 2).



Рисунок 2. Пена проникающего типа
Поверхностные смазки внутрь троса проникают слабо, но на внешней поверхности создают плотную пленку, препятствующую проникновению влаги, уменьшающую износ и воздействие коррозии при трении троса с поверхностями.
Для обслуживания тросов применяются оба типа смазок. Но, так как большинство тросов разрушается от негативного воздействия изнутри, необходимо обеспечить качественное смазывание внутренней части троса. Рекомендуется применять комбинированный способ обслуживания – использовать проникающие и поверхностные смазки. Смазки для проволочных тросов могут быть на основе вазелина, асфальтовых компонентов, жиров, нефти или растительных масел (рисунок 3).

Рисунок 3. Поверхностное нанесение смазки


Вазелиновые компоненты, с соответствующими добавками обеспечивают превосходную защиту от коррозии и влаги. Кроме этого, вазелиновые составы прозрачные, что дает возможность визуально контролировать состояние троса. Смазки на основе вазелина не стекают при высокой температуре, в тоже время стойки при эксплуатации в условиях низкой температуры.
Асфальтовые составы сохнут и создают темную смазочную поверхность, что затрудняет визуальный осмотр. Они подходят для длительного хранения становятся ломкими при низких температурах.
Для обслуживания тросов также применяются различные типы смазочных жиров. Обычно они представляют собой поверхностные составы, которые глубоко не проникают в трос. Обычные составы содержат натрий, литий, литиевые и алюминиевые комплексы. Жировые составы имеют полужидкую консистенцию. Смазочные аппараты с помощью давления позволяют наносить составы на поверхность троса и частично внутрь.

Смазочные составы на основе нефти и растительных масел легки в применении и имеют отличную проникающую способность. Превосходно защищают от износа и препятствуют коррозии. Жидкая составляющая состава способствует очистке поверхности троса от абразивных загрязнений.

Проволочные тросы смазываются с процессе изготовления. Если трос имеет волоконную центральную жилу, то волокна обрабатываются минеральным маслом или смазкой на нефтяной основе. Центральная жила троса удерживает смазочный материал и выступает в качестве хранилища смазки.
Если трос имеет стальную центральную жилу, смазочный материал (на масляной и жировой основе) наносится перед завивкой троса, что способствует равномерному нанесению смазки по всему объему троса после завершения производственного процесса.
После начала эксплуатации нового троса необходимо произвести замену смазки из-за ее потери во время транспортировки и монтажа. Тросы с волоконной жилой сохнут, нагревают и часто поглощают влагу. Замена смазки производится для защиты троса от коррозии.
Перед заменой смазки проволочной щеткой, нефтяным растворителем, сжатым воздухом или парогенератором удаляют загрязнители и слежавшуюся смазку. Трос должен быть высушен и немедленно смазан для предотвращения коррозии. Поверхностные смазки наносятся распылением, щеткой, погружением, стеканием или под давлением. Лучше всего смазка наносится на трос, размещенный на барабанах или роликах, так как небольшой изгиб троса облегчает проникновение смазки вглубь. Если нанесение смазки производится под давлением, то трос растягивается с небольшим усилием. Для безопасности следует избегать чрезмерного давления при нанесении смазки.
Ключевые положения обслуживания

Ключевыми критериями смазочного обслуживания проволочного троса являются предотвращение коррозии и износостойкость. Показательными являются результаты проведения EP теста Американского общества по испытанию материалов (ASTM D2783) при нагрузке более 350 кг и индексе нагрузки выше 50. Для оценки защиты от коррозии проволочных тросов используется тест ASTM B117 – распыление солевого раствора в течение 60 часов и тест ASTM D1748 – помещение троса во влажное помещение на 60 дней. Большинство производителей указывает результаты этих тестов на своей продукции.

Факторы, влияющие на работу проволочных тросов и кабелей
Срок службы кабеля зависит от нескольких факторов – характер эксплуатации, качество обслуживания и условия окружающей среды. Кабели могут быть повреждены изношенными шкивами, плохой намоткой и соединением, неправильным хранением. Чрезмерная нагрузка, удары, быстрое растяжение и сжатие ускоряют износ.

Коррозия также вызывает сокращение срока службы тросов и кабелей. Если механизм длительное время не функционирует, кабели должны быть демонтированы, очищены, смазаны и помещены на хранение. В процессе обслуживания окисление и коррозия могут быть вызваны парами, кислотами, воздействием соленой морской воды, газами, влажностью, солями, содержащимися в окружающем воздухе и резким ростом температуры. Своевременное обслуживание может уменьшить коррозию кабеля.


Внешняя и внутренняя поверхность проволочных кабелей также подвержена абразивному износу. Проволочные составляющие тросовых жил в процессе работы перемещаются и трутся друг о друга, приводя, таким образом, к износу. Внешняя поверхность троса накапливает грязь от барабанов и шкивов, что при трении также вызывает износ. Абразивный износ приводит к уменьшению толщины троса, что может привести к обрыву. Проникающие смазки снижают абразивный износ, способствуют удалению загрязнений на поверхности троса.
Типовое применение тросов
Проволочные тросы используются на различных типах механизмов и конструкций – подъемные краны, скребковые экскаваторы, подъемники, буровые установки, вантовые мосты, башни. Для каждого требуется трос определенного размера и типа. Все проволочные тросы, независимо от типа, изготовлены на высоком уровне и имеют высокие потребительские качества.

Компания Lubrication Engineers, Inc. имеет многолетний опыт в этом направлении. Благодаря применению проникающих смазок LE тросы имеют длительный срок службы. Опыт применения смазок в Южной Африке показал, что срок службы может быть увеличен вдвое. На одном участке установленный срок службы для четырех 44-мм тросов был увеличен в среднем с 18.5 месяцев до 43 месяцев. На другом участке для четырех 43-мм тросов длинной 2073 м срок службы был увеличен с 8 до 12 месяцев.

В результате применения смазок LE в США для тросов диаметром 3/8 дюйма и 5/8 дюйма на 5 и 10 тонных подъемных кранах средний срок службы тросов был удвоен. Увеличение срока службы тросов объясняют способностями проникающих смазок удалять воду и загрязнители из внутренних полостей троса и замещать их смазочным материалом, снижающим износ и предотвращающим коррозию внутри троса.
В этих случаях применения смазок снижение затрат (уменьшение времени простоя, обслуживающего персонала) существенно превысило расходы на приобретение смазочных продуктов. Компании, которые поняли важность надлежащего обслуживания смазками тросов получили огромное преимущество перед теми, кто приобретает дешевые смазочные продукты или вообще экономит на обслуживании, проводя часто замену тросов.

Ссылки:
1. Американский институт железа и стали. (1985). Руководство по использованию проволочных тросов, второе издание. Стр. 5-17, 67-68.

2. (1983). CRC Справочник по смазочному обслуживанию, Том 1. Стр. 193-201.


3. А. Бревер, (1974). Эффективная смазка. Стр. 236-242.