RU189373U1 - Вант - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области подъемно-транспортного машиностроения, частности, к конструкции вант, и может быть использована в различных отраслях промышленности, например для крепления стрелового, вантового, подъемного, тягового, напорного, напор-возвратного каната экскаваторов, драглайнов (шагаюших экскаваторов), используемых в различных температурных и климатических условиях, агрессивных средах.Технический результат - упрощение процесса производства вант и повышение надежности закрепления стального каната в заливной муфте.Указанный технический результат достигается тем, что вант содержит стальной канат, заливную муфту, в верхней части которой расположены контактные средства для подъема, опускания или удержания груза, и имеющую внутреннее сквозное отверстие для заливки фиксирующего материала в виде усеченного конуса, согласно предложению меньшее основание внутреннего сквозного отверстия для заливки фиксирующего материала является входным отверстием для расплетенного конца стального каната и соответствует диаметру стального каната D, а конусная часть внутреннего сквозного отверстия для заливки фиксирующего материала выполнена длиной не менее 3,5⋅D и имеет конусность 8÷20°, при этом в качестве фиксирующего материала используют ненасыщенную полиэфирную смолу, растворенную в стироле. В заливной муфте может быть закреплена одна концевая часть стального каната или обе концевые части стального каната. Ненасыщенная полиэфирная смола имеет динамическую вязкость 0,3-0,4 Па⋅с, предел термостойкости 100-120°С, предел прочности при изгибе не менее 9 МПа, модуль изгиба 3600-4400 МПа, твердость по Барколу 35-60 ед. 3 з.п. ф-лы, 2 фиг.

Description

Полезная модель относится к области подъемно-транспортного машиностроения, в частности к конструкции вант, и может быть использована в различных отраслях промышленности, например, для крепления стрелового, вантового, подъемного, тягового, напорного, напор-возвратного каната экскаваторов, драглайнов (шагаюших экскаваторов), используемых в различных температурных и климатических условиях, агрессивных средах.

Известен несущий трос моста, содержащий трос, концевые части которого расплетены и жестко закреплены в заливных муфтах, заполненных цинковым сплавом (CN 102535342, МПК E01D 19/16, E01D 21/00, 12.01.2012 г.).

Недостатком известного изделия является необходимость соблюдения температурных режимов, наличие специализированного оборудования и дополнительные энергозатраты для осуществления заливки цинком. Не соблюдение температурных режимов может привести к образованию внутренних полостей, что снижает прочностные характеристики изделия, также перегрев заливной муфты приводит к ослаблению металла, из которого она изготовлена.

Известна вантовая оттяжка, содержащая металлический трос, по крайней мере, одна концевая часть которого расплетена и жестко закреплена в заливной муфте, при этом заливная муфта заполнена полиэфирной смолой или эпоксидной смолой с отвердителем и наполнителем в виде порошка или зернистого материала (Патент РФ 149680, МПК F16G 11/00, 26.08.2014 г.).

Недостатки известных вантовых оттяжек заключаются в следующем.

Нарастание прочности полиэфирных смол после отверждения при комнатной температуре происходит в течение двух недель. Таким образом, для ускорения процесса достижения максимальной прочности необходимо проводить термообработку при температуре 80÷100°С в течение 1÷2 часов, что увеличивает время производства и требует применения специальных средств для нагрева.

Стоимость эпоксидных смол значительно выше по сравнению с ненасыщенными полиэфирными смолами. Период полимеризации зависит от типа отвердителя и может быть непрогнозируемым. Использование высококачественных отвердителей вызовет значительное удорожание работ.

Технический результат - упрощение процесса производства вант и повышение надежности закрепления стального каната в заливной муфте.

Указанный технический результат достигается тем, что вант содержит стальной канат, заливную муфту, в верхней части которой расположены контактные средства для подъема, опускания или удержания груза и имеющую внутреннее сквозное отверстие для заливки фиксирующего материала в виде усеченного конуса, согласно предложению меньшее основание внутреннего сквозного отверстия для заливки фиксирующего материала является входным отверстием для расплетенного конца стального каната и соответствует диаметру стального каната D, а конусная часть внутреннего сквозного отверстия для заливки фиксирующего материала выполнена длиной не менее 3,5⋅D и имеет конусность 8÷20°, при этом в качестве фиксирующего материала используют ненасыщенную полиэфирную смолу, растворенную в стироле.

Технический результат достигается также тем, что ненасыщенная полиэфирная смола имеет динамическую вязкость 0,3-0,4 Па⋅, предел термостойкости 100-120°С, предел прочности при изгибе не менее 9 МПа, модуль изгиба 3600-4400 МПа, твердость по Барколу 35-60 ед.

Технический результат достигается также тем, что расплетена и жестко закреплена в заливной муфте одна концевая часть стального каната

Технический результат достигается также тем, что расплетены и жестко закреплены в заливной муфте обе концевые части стального каната.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На фигуре 1 представлен вант предлагаемой конструкции с различными вариантами заливных муфт в изометрии.

На фигуре 2 представлен вант предлагаемой конструкции в разрезе.

Вант предлагаемой конструкции содержит стальной канат 1, концевые части (не обозначены на чертежах) которого расплетены и жестко закреплены в заливной муфте. Заливная муфта, используемая при производстве вант может быть, как открытого типа 2, так и закрытого типа 3 (фиг. 1). Заливные муфты 2, 3 в верхней части имеют контактные средства для подъема, опускания или удержания груза. Контактные средства для подъема, опускания или удержания груза могут быть выполнены в виде, например, U-образных (вилкообразных) концевых зажимов 4 для заливных муфт открытого типа 2 или проушин 5 для заливных муфт закрытого типа 3 (фиг. 1).

Для фиксации стального каната 1 и заливки фиксирующего материала 6 в заливных муфтах выполнено внутреннее сквозное отверстие для заливки фиксирующего материала 7 в виде усеченного конуса (фиг. 2).

Наименьший диаметр внутреннего сквозного отверстия для заливки фиксирующего материала 7 со стороны, предусмотренной для введения расплетенного конца стального каната 1, соответствует диаметру стального каната D, при этом длина L конусной части внутреннего сквозного отверстия для заливки фиксирующего материала 7 должна быть не менее 3,5⋅D и иметь конусность α=8÷20° (фиг. 2).

При длине L конусной части внутреннего сквозного отверстия для заливки фиксирующего материала 7 менее 3,5÷D количество фиксирующего материала 6 для заливки будет недостаточно для удержания расплетенного конца стального каната 1 в заливной муфте.

Конусность внутреннего сквозного отверстия, а для заливки фиксирующего материала 7 менее 8° является недостаточной для удержания фиксирующего материала 6 во внутреннем сквозном отверстии 7 и может привести к выскакиванию расплетенного конца стального каната 1 через входное отверстие (равное диаметру стального каната D). При этом изготовление внутреннего сквозного отверстия для заливки фиксирующего материала 7 с конусностью а более 20° является нецелесообразным, т.к. это значительно увеличивает размеры и стоимость как самой заливной муфты, так и готового ванта в целом.

В заливной муфте может быть закреплена одна концевая часть стального каната или обе концевые части стального каната. В случае, если одна концевая часть стального каната закреплена в заливной муфте, то другая концевая часть стального каната навита на барабан лебедки.

Заделка концов каната с помощью фиксирования (заливки) муфт композицией на основе смолы является наиболее надежным и прочным способом заделки концов каната.

При указанном способе заделки концов каната муфты фиксируются при помощи специально подготовленной полимерной композицией на основе ненасыщенной полиэфирной смолы. Из всех видов заделок данный вид имеет наибольший коэффициент эффективности, при этом в результате заливки получается монолитное соединение, отличающееся высокой прочностью.

К преимуществам данного вида заделки относятся ее универсальность: можно использовать канат любой конструкции, возможность использования больших диаметров канатов, что невозможно на других видах концевой заделки. Прочность полученного соединения «стальной канат - заливная муфта» достигает прочности стального каната.

Вид фиксирующего материала для заливки и его характеристики выбирается, исходя из области применения ванта, и зависит от характеристик стального каната и размеров заливной муфты. Также параметры любого фиксирующего материала должны обеспечивать оптимальную степень адгезии фиксирующего материала с поверхностью внутреннего сквозного отверстия для заливки фиксирующего материала в виде усеченного конуса и расплетенным концом стального каната для заполнения многочисленных углублений на поверхности металла.

Наиболее широкое распространение в качестве фиксирующего материала в последние годы приобретает фиксирующий материал на основе ненасыщенных полиэфирных смол.

Фиксирующие материалы на основе ненасыщенных полиэфирных смол обладают высокой прочностью, твердостью, износостойкостью, отличными диэлектрическими свойствами, высокой химической стойкостью, экологической безопасностью, т.к. в процессе эксплуатации не выделяют вредных элементов.

Ненасыщенные полиэфирные смолы отверждаются при комнатной температуре без приложения давления, без выделения летучих и других побочных продуктов с небольшой усадкой. Поэтому для изготовления изделий не требуются ни специализированного оборудования, ни тепловая энергия, что позволяет быстро освоить как малотоннажное, так и крупнотоннажное производство изделий. Достоинством ненасыщенных полиэфирных смол так же является их низкая стоимость, которая ниже стоимости эпоксидных смол.

Основой смолы такого вида является полиэфир, для застывания которого используют растворители.

В качестве растворителя широко применяется стирол. При этом полученный фиксирующий материал практически не дает усадки, т.к. в процессе отверждения стирол не улетучивается, а полимеризуется с растворенной смолой.

Ненасыщенная полиэфирная смола должна обладать следующими свойствами: динамическая вязкость 0,3-0,4 Па⋅с, предел термостойкости 100-120°С, предел прочности при изгибе не менее 9 МПа, модуль изгиба 3600-4400 МПа, твердость по Барколу 35-60 ед.

Отклонение параметров ненасыщенной полиэфирной смолы от указанных значений повышает вероятность разрушения монолитного соединения «стальной канат - заливная муфта», полученного при заливке, при нагрузках, превышающих расчетные.

Так при динамической вязкости менее 0,3 Па⋅с смола обладает повышенной текучестью, в тоже время при динамической вязкости более 0,4 Па⋅с смола обладает повышенной хрупкостью, что может негативно отразиться на прочности монолитного соединения «стальной канат - заливная муфта» и привести к его разрушению при повышенных нагрузках.

Заливка фиксирующего материала в муфту состоит из следующих операций. Протяжка свободного конца каната через внутреннее сквозное отверстие для заливки фиксирующего материала в виде усеченного конуса во внутреннем корпусе. Оплетка стального каната мягкой вязальной проволокой ниже основания внутреннего сквозное отверстие для заливки фиксирующего материала. Роспуск свободного конца стального каната. Обезжиривание распушенного конца стального канта и внутреннего сквозного отверстия для заливки фиксирующего материала. Заливка фиксирующего материала.

Примеры использования ванта с заливной муфтой предлагаемой конструкции.

Вант предлагаемой конструкции может быть применен в составе одноковшового карьерного экскаватора, у которого верхняя часть стрелы соединена шарниром с нижней и подвешивается на стреловых канатах или вантах.

Стрелы прямых лопат удерживаются в рабочем положении с помощью вант. Подвеска стрелы экскаваторов состоит из двух-четырех вант, двух подкосов, соединяющих среднюю часть стрелы с двуногой стойкой, которая передает нагрузки от стрелы на поворотную платформу.

При вантовой подвеске стрела удерживается в рабочем положении несколькими канатами (вантами) постоянной длины.

Также ванты предлагаемой конструкции могут быть применены в составе устройства для подъема вышки, в подвесных и висячих мостах и др.

Таким образом, заявленная конструкция вант способствует сокращению времени их производства за счет применения фиксирующих материалов, набирающих конечную твердость в течение более короткого периода (до суток).

При этом упрощается сам процесс производства вант: т.к. полимеризация фиксирующего материала происходит при естественной температуре без применения внешних источников тепла, то для инициации полимеризации нет необходимости проведение дополнительной процедуры нагрева фиксирующего материала с применением специального оборудования.

Кроме того, повышается надежность закрепления стального каната в заливной муфте за счет получения более качественного соединения, в котором отсутствуют усадочные раковины и пустоты, а также участки отставания фиксирующего материала от поверхности внутреннего сквозного отверстия заливной муфты.

Claims (4)

1. Вант, содержащий стальной канат, заливную муфту, в верхней части которой расположены контактные средства для подъема, опускания или удержания груза, и имеющую внутреннее сквозное отверстие для заливки фиксирующего материала в виде усеченного конуса, отличающийся тем, что меньшее основание внутреннего сквозного отверстия для заливки фиксирующего материала является входным отверстием для расплетенного конца стального каната и соответствует диаметру стального каната D, а конусная часть внутреннего сквозного отверстия для заливки фиксирующего материала выполнена длиной не менее 3,5⋅D и имеет конусность 8÷20°, при этом в качестве фиксирующего материала используют ненасыщенную полиэфирную смолу, растворенную в стироле.

2. Вант по п. 1, отличающийся тем, что ненасыщенная полиэфирная смола имеет динамическую вязкость 0,3-0,4 Па⋅с, предел термостойкости 100-120°С, предел прочности при изгибе не менее 9 МПа, модуль изгиба 3600-4400 МПа, твердость по Барколу 35-60 ед.

3. Вант по п. 1, отличающийся тем, что расплетена и жестко закреплена в заливной муфте одна концевая часть стального каната.

4. Вант по п. 1, отличающийся тем, что расплетены и жестко закреплены в заливной муфте обе концевые части стального каната.

Images