Вант

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 компаундами. 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 компаунд.
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 а внутреннего сквозного отверстия 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.
Заделка концов каната с помощью заливки муфт фиксирующим материалом является наиболее надежным и прочным способом заделки концов каната, 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.
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.
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.
Компаунды широко используются в качестве фиксирующего материала при производстве вант. В состав компаунда могут входить связующее (полимер, олигомер или мономер) вещества для синтеза полиуретанов (олигоэфир и диизоцианат), пластификатор, модификатор, отвердитель, наполнитель, краситель и другие.
Компаунды имеют высокую термическую и окислительную стабильность, низкую испаряемость, обладают отличными разделительными свойствами, высокой адгезией к поверхностям, не вымываются водой и являются эффективным барьером при защите от влаги, не имеют цвета и запаха физиологически безопасны.
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 фиксирующего материала, набирающего конечную твердость в течение более короткого периода.
При этом упрощается сам процесс производства вант: 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 участки отставания фиксирующего материала от поверхности внутреннего сквозного отверстия заливной муфты.