Технология намотки каната

Барабаны лебедки для намотки многослойного троса

Технология намотки троса – это технология, позволяющая предотвратить троса зацепление при намотке , особенно в несколько слоев на барабане.

История

С момента разработки стальных канатов , состоящих из нескольких прядей , намотка проволоки представляла собой техническую проблему. При упаковке в несколько слоев верхние слои имеют тенденцию сдавливать нижние слои, а нижние слои имеют тенденцию сдавливать верхние слои. Трение веревки о веревку также имеет тенденцию вызывать износ. Эти проблемы решил Фрэнк Л. Лебус-старший, поставщик бурового оборудования на нефтяные месторождения Техаса, США, который в 1938 году запатентовал использование канавки на подъемных барабанах для направления намотки каната. Стальные сегменты рифленой формы просто приваривались или привинчивались к существующим простым стальным барабанам. С тех пор канавки барабана широко используются для наматывания троса на барабаны лебедок и снятия с них. Наличие на барабане непрерывной спиральной канавки, подобной резьбе винта, позволяет направлять канат при намотке на барабан или снятии с него. Однако было доказано, что это работает эффективно только тогда, когда веревка намотана в один слой. Когда веревка намотана в несколько слоев, проблемы остаются. Фрэнк ЛеБус представил схему нарезки канавок, при которой канавка располагалась параллельно фланцам барабана, за исключением одного наклонного участка поперек поверхности барабана, который действовал как точка пересечения, перемещая веревку вдоль ширины канавки при каждом обороте.

Хотя семейный бизнес Лебус продолжает производить это оборудование и сегодня, срок действия их патентов истек. Однако название Lebus является зарегистрированным товарным знаком, принадлежащим семейному бизнесу Lebus, поэтому термин «Lebus Drum» конкретно относится к продукции Lebus International.

Приложения

Компенсатор угла наклона барабана лебедки

Система намотки многослойных тросов на протяжении многих лет постоянно совершенствуется и адаптируется для любого применения, где длинные стальные тросы должны быть быстро и плавно намотаны в несколько слоев. Примеры включают в себя:

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

Преимущества системы

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

Когда первый слой заполнил барабан, второй слой затем движется обратно по барабану, при этом каждый виток веревки располагается точно в канавке двух витков первого слоя. При параллельной нарезке канавок можно точно рассчитать силы, которые веревка оказывает на барабан, поскольку намотка контролируется.

Поперечная намотка уменьшается примерно до 20% окружности барабана, а 80% остается параллельной полкам в канавке каната внутреннего слоя. Эта параллельная канавка равномерно распределяет нагрузку между отдельными слоями и, как показали испытания, существенно увеличивает – более чем на 500 %, как показали испытания, – срок службы стального каната. Система использовалась для крепления веревок.

В морских условиях огромные отрезки канатов часто размещаются на барабанах. Например, каждая якорная лебедка на барже-трубоукладчике Semac 1 компании Saipem вмещает 2800 метров троса диаметром 76 мм (3 дюйма) в 14 слоях. Castorone компании Saipem, крупнейшее в мире судно-трубоукладчик, использует стальной трос длиной 3850 метров и диаметром 152 мм. Он весит 420 тонн. Трос натягивается кабестаном и хранится на массивных тяговых лебедках Rema , оснащенных системой параллельных канавок с обратным натяжением шпиля примерно 40 тонн.

Требуемые рабочие параметры

Чтобы максимизировать преимущества системы параллельных канавок, необходимы определенные условия эксплуатации. К ним относятся:

Специально разработанный дизайн

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

Намотка под напряжением

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 надрезаны внешними слоями о стенки канавок.

Правильный угол наклона флота

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

Аксессуары

Иногда не удается достичь оптимального угла скольжения. Если нет места для установки шкива на необходимом расстоянии от барабана, можно использовать два дополнительных наматывающих устройства. Одним из них является компенсатор угла поворота, который автоматически приводится в движение за счет натяжения троса. Другой представляет собой намоточную машину с механическим приводом. Оба предлагают решение для проведения кабеля вдоль барабана между фланцами, но каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Компенсатор угла наклона флота

Компенсатор угла наклона (FAC) приводится в движение за счет движения троса, проходящего через поперечные секции барабана. Когда канат наматывается или разматывается, вал FAC автоматически медленно колеблется, позволяя шкиву скользить взад и вперед по валу, чтобы поддерживать оптимальный угол наклона и плавно направлять канат на барабан.

Устройство намотки винтового уровня

Подъемники уровня могут иметь гидравлический или электрический привод и компьютерное управление или могут представлять собой простые механические устройства. Механический подъемник уровня содержит главный вал (ходовой винт) с винтовыми канавками, по которому движется канатный механизм подачи. Корпус канатного питателя включает в себя два вертикальных роликовых стержня и один горизонтальный ролик или, альтернативно, канатный шкив. Боковое перемещение корпуса создается за счет соотношения звездочек цепной передачи между барабаном и ходовым винтом, как показано на рисунке. Установленный автоматический намотчик уровня спроектирован и изготовлен таким образом, чтобы соответствовать канавкам на барабане. Альтернативно, шкив может быть интегрирован и установлен внутри рамы корпуса. В этом случае систему можно установить в любом месте вокруг барабана. Океанографические установки, наматывающие канат до 46 слоев, продемонстрировали, что устройства намотки уровня обеспечивают синхронизированную и контролируемую намотку в самых суровых условиях испытаний.

Барабан лебедки с винтовым намоточным устройством

Рукава с разрезом

Системы канавок для многослойной намотки можно вырезать на стальных обечайках, которые крепятся на старые барабаны с помощью болтов или сварки, в качестве внешней втулки. Их называют разъемными рукавами, и их можно устанавливать на старые барабаны или монтировать на новые, чтобы обеспечить возможность изменения области применения в будущем.

Библиография

• Увеличение срока службы канатов при многослойной намотке в кранах; Проект АиФ 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

Источники

• Дуббель: Справочник по машиностроению, 19.Издание, ISBN   978-3-642-17305-9 , раздел 2.2.3 (на немецком языке)
• Краны сегодня: октябрь 2010 г.
• Крис Сейденатер: Исправление углов флота, International Cranes: январь 2013 г.;
• Крис Сейденатер: Чтобы все было гладко, International Cranes, октябрь 2007 г.; Страницы 51–53, (pdf, 23, 23 февраля 2013 г.)