CẦN TRỤC VÀ TỜI - CHỌN CÁP, TANG VÀ PULY Cranes and hoists - Selection of wire ropes, drums and sheaves

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11078:2015 ISO 16625:2013 CẦN TRỤC VÀ TỜI - CHỌN CÁP, TANG VÀ PULY Cranes and hoists - Selection of wire ropes, drums and sheaves Lời nói đầu TCVN 11078:2015 hồn tồn tương đương với ISO 16625:2013 TCVN 11078:2015 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 96 Cần cẩu biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố CẦN TRỤC VÀ TỜI - CHỌN CÁP, TANG VÀ PULY Cranes and hoists - Selection of wire ropes, drums and sheaves Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định hệ số thiết kế thực tế nhỏ Zp theo nhóm chế độ làm việc khác cấu, loại cáp, công dụng cáp cách cáp, minh họa cách sử dụng hệ số để xác định lực kéo đứt nhỏ cáp Tiêu chuẩn quy định hệ số chọn cho tang puly theo nhóm chế độ làm việc khác cấu, loại cáp công dụng cáp, cách sử dụng hệ số để xác định đường kính thực tế nhỏ tang puly để làm việc với cáp chọn Danh sách loại cần trục tời thuộc phạm vi áp dụng tiêu chuẩn cho Phụ lục A Phụ lục B cung cấp yếu tố bổ sung phải xem xét chọn cáp thiết bị liên quan Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 5757 (ISO 2408), Cáp thép sử dụng cho mục đích chung - Yêu cầu tối thiểu TCVN 8242-1 (ISO 4306-1), Cần trục - Từ vựng - Phần 1: Quy định chung TCVN 8490-1:2010 (ISO 4301-1:1986), Cần trục - Phân loại theo chế độ làm việc - Phần 1: Quy định chung TCVN 10837 (ISO 4309), Cần trục - Dây cáp - Bảo dưỡng, bảo trì, kiểm tra loại bỏ ISO 10425, Steel wire ropes for the petroleum and natural gas industries - Minimum equirements and terms of acceptance (Cáp thép dùng công nghiệp dầu khí - Yêu cầu tối thiểu điều khoản chấp nhận) ISO 17893, Steel wire ropes - Vocabulary, designation and classification (Cáp thép - Từ vựng, ký hiệu phân loại) Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn sử dụng thuật ngữ định nghĩa TCVN 8242-1 (ISO 4306-1) ISO 17893 CHÚ THÍCH 1: Trong tiêu chuẩn này, “cáp lớp” “cáp bện song song” định nghĩa ISO 17893 gọi chung “cáp tiêu chuẩn” để phân biệt với “cáp chống xoắn” CHÚ THÍCH 2: Cáp lớp cáp bện song song gọi “cáp không chống xoắn” Chế độ làm việc cấu xét cách tổng thể Chế độ làm việc cấu (M4, M5, v.v ) phải tính đến thiết lập hệ số thiết kế nhỏ kích thước nhỏ tang puly Chế độ làm việc cấu xem xét tồn diện trạng thái chịu tải (nhẹ, trung bình, nặng, v.v ) cấp sử dụng cấu (dựa tổng thời gian sử dụng), mô tả chi tiết TCVN 8490-1 (ISO 4301-1) CHÚ THÍCH: Các phần khác TCVN 8490 (ISO 4301) (ví dụ TCVN 8490-2 (ISO 4301-2), áp dụng cho cần trục tự hành) quy định chế độ làm việc loại cần trục riêng biệt cấu liên quan có tính đến cơng dụng cáp (cáp nâng tải, cáp nâng cần, v.v ) điều kiện vận hành cần trục Chọn cáp 5.1 Loại kết cấu cáp Cáp chọn phải đáp ứng TCVN 5757 (ISO 2408) ISO 10425, tùy theo nơi sử dụng và/hoặc công dụng 5.2 Hệ số thiết kế Zp Hệ số thiết kế nhỏ phải xác định theo Bảng 1, áp dụng, có xét đến chế độ làm việc cấu công dụng cáp tời và, cáp tĩnh, chế độ làm việc cần trục CHÚ THÍCH: Hệ số thiết kế cho bảng dựa kinh nghiệm lâu dài lĩnh vực Bảng - Hệ số thiết kế nhỏ tất cần trục ngoại trừ cần Nâng tải trục tự hành Chế độ làm việc cấu theo TCVN 8490-1 (ISO 4301-1) Cáp tiêu chuẩn Cáp chống xoắn Cáp tiêu chuẩn Cáp chống xoắn Cáp tiêu chuẩn Cáp chống xoắn M1 3,15 3,15 3,55 3,55 3,55 4,5 M2 3,35 3,35 3,55 3,55 3,55 4,5 M3 3,55 3,55 3,55 3,55 3,55 4,5 M4 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,5 M5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 M6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 M7 7,1 7,1 - - 7,1 - M8 9,0 9,0 - - 9,0 - Cuốn lớp Nâng/quay cần Cuốn nhiều lớp Bảng - Hệ số thiết kế nhỏ cần trục tự hành Cáp chạy Chế độ làm việc cấu theo TCVN 8490-1 (ISO 4301 1) Nâng cần Nâng tải Làm việc Lắp dựng Vào cần ống lồng Cáp tiêu chuẩn Cáp chống xoắn Cáp tiêu chuẩn Cáp chống xoắn Cáp tiêu chuẩn Cáp chống xoắn M1 3,55 4,5 3,35 4,5 3,05 4,5 3,15 M2 3,55 4,5 3,35 4,5 3,05 4,5 3,35 M3 3,55 4,5 3,35 4,5 3,05 4,5 3,35 M4 4,0 4,5 3,35 4,5 3,05 4,5 3,35 M5 4,5 4,5 3,35 4,5 - - - M6 5,6 5,6 3,35 5,6 - - - Bảng - Cáp tĩnh Chế độ làm việc cần trục cáp cho lắp dựng Tất cần trục Cáp tĩnh Cáp cho lắp dựng A1 3,0 2,73 A2 3,0 2,73 A3 3,0 2,73 A4 3,5 2,73 A5 4,0 2,73 A6 4,5 - A7 5,0 - A8 5,0 - 5.3 Lực kéo đứt nhỏ Lực kéo đứt nhỏ cáp, Fmin, phải tính theo cơng thức (1): Fmin ≥ S x Zp (1) Trong S lực căng cáp lớn nhất, tính kN; Zp hệ số thiết kế nhỏ Đối với cáp nâng tải, lực căng dây lớn có tính đến yếu tố sau: - tải trọng làm việc danh định thiết bị; - khối lượng cụm puly và/hoặc thiết bị mang tải khác; - bội suất pa lăng; - hiệu suất tời (ví dụ hiệu suất ổ trục); - tăng lực căng cáp cáp bị nghiêng móc vị trí cận trên, cáp bị nghiêng 22,5° so với trục tang Đối với cáp tĩnh, S lực căng dây lớn nhất, tính kN có tính tải trọng tĩnh tải trọng động Trong Zp hệ số thiết kế nhỏ Giá trị hệ số Zp xem 5.2 Ngoài ra, trường hợp sử dụng cáp chống xoắn nâng tải khơng tính đến khối lượng cụm puly phận mang tải khác bỏ qua hiệu suất tời hệ số thiết kế phải lấy Trường hợp thiết bị sử dụng gầu ngoạm, khối lượng tải lúc phân bố cáp đóng gầu cáp nâng gầu suốt chu trình giá trị S phải xác định sau: a) Nếu cấu nâng tự đảm bảo việc phân tải nâng cáp đóng gầu cáp nâng gầu, khác biệt tải trọng tác động lên dây cáp giới hạn khoảng thời gian ngắn cuối thời điểm đóng gầu đầu thời điểm mở gầu thì: 1) Đối với cáp đóng gầu, S = 66 % tải trọng gầu chất đầy tải chia cho số nhánh cáp đóng gầu; 2) Đối với cáp nâng gầu, S = 66 % tải trọng gầu chất đầy tải chia cho số nhánh cáp nâng gầu b) Nếu cấu nâng tự đảm bảo việc phân tải nâng cáp đóng gầu cáp nâng gầu chuyển động nâng, thực tế, gần toàn tải trọng tác động lên cáp đóng gầu, đó: 1) Đối với cáp đóng gầu, S = tổng tải trọng gầu chất đầy tải chia cho số nhánh cáp đóng gầu; 2) Đối với cáp nâng gầu, S = 66 % tải trọng gầu chất đầy tải chia cho số nhánh cáp nâng gầu CHÚ THÍCH: Đối với nhiều loại cáp kết cấu cáp, kể cấp độ bền áp dụng, hệ số (kinh nghiệm) để tính lực kéo đứt nhỏ cho TCVN 5757 (ISO 2408) ISO 10425 tính giá trị lực kéo đứt nhỏ theo đường kính danh nghĩa biết cáp Tuy nhiên phải lưu ý hệ số mà nhà sản xuất cáp sử dụng lớn so với giá trị cho tiêu chuẩn làm tăng giá trị lực kéo đứt nhỏ quy định 5.4 Đường kính Trong trình chọn cáp nhằm thỏa mãn yêu cầu lực kéo đứt nhỏ 5.3, nguyên nhân thực tế (ví dụ có sẵn, kích thước ưu tiên), phát sinh tình trạng lực kéo đứt nhỏ vượt giá trị nhỏ yêu cầu, dẫn đến làm tăng hệ số thiết kế so với giá trị nhỏ 5.2 Trong trường hợp đó, đường kính danh nghĩa d chọn cáp phải sử dụng tính đường kính tang puly (xem 6.2) CHÚ THÍCH: Đường kính danh nghĩa kiểu cáp, kết cấu loại cáp cho, kể cấp độ bền áp dụng, thiết lập nhà sản xuất cáp Tang puly 6.1 Vật liệu puly Nhà sản xuất phải lưu ý đến cách cáp chọn vật liệu puly lớp lót rãnh puly Cáp lớp Khi cáp lớp lên tang, việc chọn vật liệu puly quan trọng hư hỏng cáp thường mỏi uốn - đặc biệt góc lệch khơng q lớn Nếu tất puly lớp lót rãnh puly làm từ chất dẻo có khả hư hỏng uốn bên cáp tăng lên mà không nhận biết làm việc, ngoại trừ thay đổi cách thích đáng tiêu chí loại bỏ cáp hoặc/và tăng tần suất kiểm tra so với quy định TCVN 10837 (ISO 4309) tuân thủ chặt chẽ thay đổi Phải tránh cách bố trí này; xem khuyến cáo B.3.1 Nếu góc lệch lớn so với khuyến cáo hư hỏng nghiêm trọng tời cáp dạng tăng mòn/xước hư hỏng mài mòn xuất vòng cáp tang chịu tải trọng ngang lớn bình thường vị trí cực hạn hành trình Cáp nhiều lớp Khi cáp nhiều lớp lên tang, đốn trước hư hỏng lớn cáp phần cạnh vùng cáp chéo tang không phần đơn chạy qua puly Trong trường hợp này, puly chất dẻo lót rãnh chất dẻo, puly thép, sử dụng, với điều kiện tính chất khác, chẳng hạn áp lực hướng tâm giới hạn, không vượt (giá trị cho phép) vật liệu chọn 6.2 Tính đường kính nhỏ tang puly Đường kính vịng trịn chia (đường kính danh nghĩa) tang puly cáp “nâng” phải tính theo cơng thức (2) (3) CHÚ THÍCH: Mọi việc tăng đường kính danh nghĩa so với giá trị tính làm tăng độ bền uốn cáp D1 ≥ h1 x t x d (2) D2 ≥ h2 x t x d (3) Trong D1 đường kính danh nghĩa nhỏ tang cáp; D2 đường kính danh nghĩa nhỏ puly; d đường kính danh nghĩa cáp chọn; h1 hệ số đường kính áp dụng cho tang (tỉ số đường kính danh nghĩa tang đường kính danh nghĩa cáp), lấy theo Bảng 5; h2 hệ số đường kính áp dụng cho puly (tỉ số đường kính danh nghĩa puly đường kính danh nghĩa cáp); t hệ số ảnh hưởng loại cáp theo Bảng Bảng - Hệ số đường kính h1, h2 h3 - Cáp nâng tải nâng/quay cần - Cần trục tời, ngoại trừ cần trục tự hành Nhóm chế độ làm việc cấu theo TCVN 8490-1 (ISO 4301-1) Tang, h1 Puly, h2 Puly cân bằng, h3 nhỏ nhỏ nhỏ nhỏ nên dùnga M1 11,2 12,5 11,2 12,5 M2 12,5 14,0 12,5 14,0 M3 14,0 16,0 14,0 16,0 M4 16,0 18,0 16,0 18,0 M5 18,0 20,0 18,0 20,0 M6 20,0 22,4 20,0 22,4 M7 22,4 25,0 22,4 25,0 M8 25,0 28,0 25,0 28,0 a Các hệ số khuyến cáo đặc biệt để giảm áp lực hướng tâm giới hạn vùng cáp vào/ra lớp mỏi uốn thường kiểu hư hỏng Bảng - Hệ số đường kính h1, h2 h3 - Cần trục Công dụng cáp nhóm chế độ làm việc cấu theo TCVN 8490-1 (ISO Tang, h1 Cáp tiêu chuẩn Cáp chống xoắn tự hành Puly, h2 Cáp tiêu chuẩn Cáp chống xoắn Puly cân bằng, h3 Cáp tiêu chuẩn Cáp chống xoắn 4301-1) nhỏ nhỏ nhỏ nên dùnga nhỏ nhỏ nhỏ nên dùngb nhỏ nhỏ nhỏ nên dùngc Nâng tải M1 đến M6 16 18 20 18 18 20 14 18 20 Nâng/quay cần M1 đến M6 14 16 20 16 16 20 12,5 16 20 Vào cần M1 đến M4 - - - 14 - - 10 - - a Các hệ số khuyến cáo đặc biệt để giảm áp lực hướng tâm giới hạn ảnh hưởng biến dạng cáp kèm theo vùng cáp chéo liên quan đến cáp nhiều lớp b Các hệ số khuyến cáo đặc biệt để giảm áp lực hướng tâm giới hạn tăng độ bền mỏi uốn cấu cáp lớp c Các hệ số khuyến cáo đặc biệt để giảm áp lực hướng tâm giới hạn vùng cáp vào/ra lớp mỏi uốn thường kiểu hư hỏng Bảng - Hệ số ảnh hưởng loại cáp Số tao cáp lớp Hệ số ảnh hưởng t 1,25 đến 1,15 đến 10 1,00 đến 10, tẩm nhựa 0,95 10 nhiều hơn, chống xoắn 1,00 Điều kiện đặc biệt Đối với điều kiện đặc biệt, chẳng hạn vận chuyển kim loại nóng chảy, mơi trường q bẩn hoặc/và ăn mịn cao thì: a) khơng sử dụng chế độ làm việc thấp M5, b) giá trị Zp phải tăng thêm 25 % tối đa 9,0 Bảo dưỡng, bảo trì loại bỏ Chọn cáp, tang puly theo tiêu chuẩn không đủ để đảm bảo cáp vận hành an tồn vơ thời hạn Đối với tang puly, phải tuân thủ dẫn nhà sản xuất cáp cung cấp bảo dưỡng, bảo trì, kiểm tra loại bỏ Đối với cáp phải áp dụng TCVN 10837 (ISO 4309) PHỤ LỤC A (quy định) Các loại cần trục tời áp dụng Tiêu chuẩn áp dụng cho loại cần trục tời sau đây, phần lớn cần trục quy định TCVN 8242-1 (ISO 4306-1): a) Cầu trục; b) Tời cáp; c) Cần trục chân đế bán chân đế; d) Cổng trục bán cổng trục; e) Cần trục cáp cần trục cáp dạng cổng (chỉ áp dụng cho cấu nâng hạ tải cấu di chuyển xe con); f) Cần trục tự hành; g) Cần trục thấp; h) Cần trục đường sắt; i) Cần trục nổi; j) Cần trục tàu thủy; k) Cần trục cột buồm cần trục cột buồm kiểu cáp chằng; I) Cần trục cột buồm kiểu chân cứng; m) Cần trục công xôn (cần trục công xôn cột, cần trục kiểu cần, cần trục lắp tường, cần trục hai bánh); n) Cần trục cơng trình biển PHỤ LỤC B (tham khảo) Các yếu tố thiết kế liên quan đến cáp chọn cáp khác B.1 Quy định chung Ngoài quy trình chọn cáp (Điều 5) xác định đường kính nhỏ tang cáp puly (Điều 6) cần xem xét yếu tố thiết kế khác liên quan đến cáp loại máy công dụng cụ thể cáp để chọn loại cáp, kết cấu cáp, loại lõi cáp, bề mặt sợi chiều bện cáp Thông tin khuyến cáo Phụ lục B trợ giúp người thiết kế xem xét yếu tố B.2 Loại tang chọn cáp B.2.1 Loại tang B.2.1.1 Quy định chung Bề mặt tang trơn nhẵn cắt rãnh Để đạt tuổi thọ lớn nhất, tang nên lớp cáp Trường hợp hạn chế kích thước, cần hai nhiều lớp để hết cáp Tang cắt rãnh giúp cáp tốt tang cáp mòn so với sử dụng tang trơn nhiều lớp cáp Khi nhiều lớp, sau lớp thứ hết lên tang, cáp phải quay ngược lại so với chiều lớp để tiếp tục lên tang Các vùng mà vòng cáp lớp cắt chéo với vòng lớp gọi vùng cáp chéo cáp phần dễ bị dập mòn nhanh Khi nhiều lớp, thành tang phải cao so với lớp cáp cuối 0,5 lần đường kính danh nghĩa cáp Chiều lên tang quan trọng, đặc biệt tang trơn Chiều phụ thuộc vào chiều bện cáp (xem Hình B.1) Khi sử dụng tang cắt rãnh cáp bện chiều chọn ưu tiên chiều bện giống tang trơn a) Cáp bện phải - từ lên Cuốn từ phải qua trái cáp bện phải b) Cáp bện trái - từ lên Cuốn từ trái qua phải cáp bện trái c) Cáp bện phải - từ xuống Cuốn từ trái qua phải cáp bện phải a) Cáp bện trái - từ xuống Cuốn từ phải qua trái cáp bện trái Ngón phía cố định đầu cáp Hình B.1 - Phương pháp để chọn điểm cố định đầu cáp tang B.2.1.2 Tang trơn Bất kỳ chùng cáp cáp khơng gây nên mịn, dập xoắn cáp mức B.2.1.3 Tang cắt rãnh Đối với tang cắt rảnh, lớp cáp xác rãnh hỗ trợ cho cáp, làm giảm áp lực lên cáp Có hai dạng rãnh cáp: a) Rãnh xoắn, gia công thành đường xoắn ốc liên tục tang, đảm bảo lớp cáp thứ đạt yêu cầu (không khuyến cáo nhiều lớp); b) Rãnh song song, gia công song song với thành tang Một phần bề mặt tang để nhẵn cắt rãnh xoắn ốc để tạo điều kiện chuyển tiếp cáp từ rãnh song song sang rãnh Dạng cắt rãnh sử dụng nhiều lớp cáp để tránh hư hỏng cáp vùng cáp chéo Mối quan hệ đường kính cáp thực tế đường kính tang, bước cắt rãnh kiểu cắt rãnh quan trọng Đáy rãnh nên có dạng trịn, khuyến cáo nên chọn bán kính cong, r, rãnh khoảng từ 0,525d đến 0,550d, giá trị tối ưu 0,5375d (xem Hình B.2) CHÚ DẪN: d đường kính danh nghĩa cáp h chiều sâu rãnh p bước cắt rãnh r bán kính cong rãnh D1, đường kính danh nghĩa tang cáp Hình B.2 - Kết cấu rãnh tang B.2.2 Bộ phận trợ giúp xếp cáp Các chêm cáp vịng cáp dẫn sử dụng để hướng cáp dọc theo tang vào vị trí chúng lên tang vị trí bắt đầu lớp cáp thứ hai Tương tự, bên dùng để bảo đảm cáp đạt yêu cầu lớp thứ hai lớp B.2.3 Chọn cáp tùy theo loại tang Khi yêu cầu nhiều lớp nên dùng cáp lõi thép Cáp lỗi thép bị méo Cáp sản xuất với lớp ép nhỏ cáp ép nhỏ có khả chống dập chống bóp méo tốt Cáp tẩm chất dẻo chọn để chống cáp bị bóp méo hạn chế nước từ mơi trường thâm nhập vào B.3 Puly, lăn đỡ chọn cáp B.3.1 Quy định chung Puly sử dụng có yêu cầu đổi hướng cáp cần trục tời Puly phải quay tự thiết kế đủ khả đỡ cáp, tránh ứng suất uốn, áp lực hướng tâm quán tính lớn Nếu khơng thể tránh uốn đổi chiều cần khoảng cách 20d (giữa điểm uốn) khoảng thời gian 0,25 s (giữa hai lần uốn) phép cáp tự phục hồi từ trạng thái bị uốn theo chiều sang trạng thái bị uốn theo chiều ngược lại Puly truyền thống làm từ gang thép, puly làm từ chất dẻo lót/phủ chất dẻo ngày sử dụng nhiều Sử dụng puly gang thép nơi làm việc với cường độ cao dễ làm cáp bị mịn bên ngồi giúp cho việc kiểm tra cáp dễ Trong nhiều trường hợp, puly làm từ chất dẻo lót/phủ chất dẻo làm tăng tuổi thọ cáp, cách thức hư hỏng cáp thay đổi Nếu khơng có phương tiện thực tế để nhận biết cách thức hư hỏng cáp, đặc biệt lớp, khuyến cáo puly gang thép phải đưa vào sơ đồ mắc cáp (thường puly nằm gần tang nhất) B.3.2 Biên dạng rãnh puly Để đạt tuổi thọ tối ưu, biên dạng rãnh puly cần phải tương xứng với đường kính cáp Nếu rãnh puly nhỏ, cáp bị kẹt xiết xuống rãnh puly ảnh hưởng tải, làm hư hỏng cáp puly Nếu rãnh puly lớn, có khả cáp khơng đỡ đầy đủ, cáp bị bẹp méo, làm cáp nhanh hỏng Bán kính cong rãnh puly, r, nên nằm khoảng 0,525d đến 0,550d, giá trị tối ưu 0,5375d, d đường kính danh nghĩa cáp Puly nên có rãnh gia cơng nhẵn, khơng có gờ nhỏ, với chiều sâu rãnh không nhỏ 1,5 lần đường kính danh nghĩa cáp Đáy rãnh nên có biên dạng tròn.Gốc mở ω thành bên rãnh (xem Hình 8.3) nên nằm khoảng 45° đến 60°.Góc mở nên lấy lớn góc lệch cáp vượt giá trị B.4, nhiên điều không áp dụng cho cần trục tự hành, đặc biệt sơ đồ mắc cáp thông qua cụm puly ống lồng B.3.3 Con lăn đỡ cáp Con lăn cáp lắp khoảng cách thích hợp cần đỡ cáp vắt qua khoảng cách lớn nhằm tránh cáp tiếp xúc với kết cấu máy Con lăn nói chung khơng dùng để đổi hướng cáp với đường kính tương đối nhỏ chúng gây ứng suất uốn nén cao, làm cáp bị xoắn Sự giịn bề mặt cáp việc cáp bị uốn vào puly lăn thép với tốc độ cao tốc độ thay đổi nhanh, đặc biệt nơi có góc đổi hướng nhỏ Nên xem xét sử dụng vật liệu phi kim loại lót vật liệu phi kim loại cho lăn B.4 Góc lệch chọn cáp Hình B.4 a) thể tang dài có góc xoắn rãnh cáp a với puly đổi hướng Nếu cáp hai phía đầu tang, bị lệch so với rãnh puly góc lệch βleft βright.Đối với rãnh tang, góc lệch (βleft + α) (βright - α) Cáp vào nhà khỏi tang qua puly với góc lệch bị xoắn lăn dọc thành xuống đáy rãnh cáp tang puly (Hình B.5) Việc làm thay đổi bước xoắn tao cáp, ảnh hưởng đến chất lượng cáp cáp Trong trường hợp xấu dẫn đến hư hỏng kết cấu cáp kiểu “lồng chim” Do vậy, góc lệch cần giữ mức nhỏ Góc lệch tời cáp khơng nên vượt 2° cáp chống xoắn 4° cáp tiêu chuẩn Góc lệch giảm đi, chẳng hạn cách: a) Giảm chiều dài phần cáp tang (xem Hình B.4), b) Tăng khoảng cách puly tang Khi cáp nhiều lớp tang, góc lệch thành tang phải lớn 0,5° để tránh cáp bị chồng lên CHÚ THÍCH: Hình vẽ thể đỡ rãnh cáp cáp cho kích thước khác puly cáp Đó khơng phải đề xuất puly nên thiết kế với góc độ khác thành bên CHÚ DẪN: a đường kính ngồi puly ω góc mở b đường kính đáy rãnh puly d đường kính danh nghĩa cáp h chiều sâu rãnh r bán kính cong rãnh puly D2 đường kính danh nghĩa puly cáp Hình B.3 - Rãnh puly a) Góc lệch góc xoắn rãnh cáp b) Giảm góc lệch cách tăng đường kính giảm chiều rộng tang Hình B.4 - Góc lệch Hình B.5 - Sự xoắn cáp góc lệch gây B.5 Tốc độ, gia tốc cáp chọn cáp Sự thay đổi nhanh tốc độ gia tốc cáp ảnh hưởng đến hoạt động cáp, làm cho chiều dài/góc tiếp xúc cáp với puly nhỏ làm tăng quán tính puly Trong số trường hợp phải chọn cáp có kết cấu với đặc tính mỏi uốn thấp để tăng khả chống mài mòn B.6 Xoắn cáp sử dụng khớp xoay B.6.1 Quy định chung Xoắn yếu tố tác động lên vận hành hiệu cáp phạm vi gây hư hỏng sớm trước thời hạn cho cáp Mọi cáp có khả bị xoắn góc làm việc, nâng tải khơng dẫn hướng dây cáp chống xoắn nên xem xét sử dụng B.6.2 Khớp xoay Để hạn chế nguy hiểm tải bị xoay nâng hạ để đảm bảo an toàn cho người khu vực nâng hạ, nên ưu tiên chọn cáp chống xoắn, loại cáp xoay góc nhỏ chịu tải [xem a) đây] Đối với loại cáp này, khớp xoay dùng để giảm xoắn cáp gây nên lệch góc tang puly Các loại cáp chống xoắn với khả chống xoắn [xem b) đây] cần trợ giúp khớp xoay để giảm thiểu nguy hiểm Tuy nhiên, trường hợp cần phải thừa nhận cáp xoắn mức tác động có hại lên hoạt động cáp làm giảm lực kéo đứt cáp, mức độ có hại phụ thuộc vào khả chống xoắn cáp chọn độ lớn tải nâng Mỗi thao tác nâng hạ phải người có thẩm quyền đánh giá phải tham khảo sách hướng dẫn sử dụng, chấp thuận sử dụng khớp xoay dựa sở điều kiện nâng tải lớn cáp kiểm tra cáp khoảng thời gian định Dưới nêu tóm tắt hướng dẫn chung sử dụng khớp xoay sở khả chống xoắn cáp: a) Khả chống xoắn nhỏ vòng/1000d nâng tải 20% Fmin: khớp xoay sử dụng; b) Khả chống xoắn từ đến vòng/1000d nâng tải 20% Fmin: khớp xoay sử dụng tùy thuộc vào khuyến cáo nhà sản xuất cáp và/hoặc chấp thuận người có thẩm quyền; c) Khi khả chống xoắn lớn vòng/1000d nâng tải 20% Fmin: khớp xoay không nên sử dụng Trong d đường kính danh nghĩa cáp; Fmin lực kéo đứt nhỏ cáp; vòng = 360° B.7 Chiều cao nâng cách luồn cáp Việc chọn cáp cần nhận biết tính chất chống xoắn loại cáp Nếu đầu cáp xoay tự (cáp treo đơn) số loại cáp sử dụng Nếu hai đầu cáp cố định (cáp tĩnh cáp sử dụng tời cáp) cần lưu ý đến mức độ xoắn Mức độ xoắn có ảnh hưởng đến độ lệch góc cụm puly tời cáp vị trí thích hợp cáp tương ứng với chiều cao nâng cần đạt cho tránh lệch góc mức cáp Sự ổn định hệ thống tời cáp giảm khi: a) khoảng cách nhánh cáp giảm; b) số nhánh cáp không chẵn; c) chiều cao nâng tải tăng; đ) mức độ xoắn loại cáp tăng Khả chống xoắn loại cáp (góc xoay mức độ xoắn) lưu ý chọn cáp phải cung cấp nhà sản xuất cáp Nếu cần thiết, phải liên hệ với nhà sản xuất cáp để trợ giúp B.8 Nguyên nhân gây hư hỏng cáp B.8.1 Quy định chung Nguyên nhân gây hư hỏng cáp cần trục tời sử dụng gồm mỏi, ăn mòn, hư hỏng khí ăn mịn, tùy theo mơi trường làm việc Một nhiều nguyên nhân xuất vượt trội tùy thuộc vào chế độ làm việc, cần thiết phải chọn cáp phù hợp cho chế độ làm việc cụ thể, nhà sản xuất cung ứng cáp thường nơi tốt để tư vấn B.8.2 Mỏi uốn Hiện tượng mỏi cáp chạy thường uốn lặp lại cáp chịu kéo, tức cáp vòng qua puly vào tang Các yếu tố ảnh hưởng lên tuổi thọ mỏi cáp gồm cách cáp (một hay nhiều lớp), tải tác động lên cáp (lực căng), tỉ số đường kính tang puly đường kính cáp, số tượng puly, hướng di chuyển tần suất chu trình làm việc Các yếu tố khác, chẳng hạn hình dạng trạng thái rãnh puly, vật liệu rãnh puly, góc lệch cáp tải trọng động, ảnh hưởng đến tuổi thọ cáp Nhìn chung, khả làm việc cáp tốt lực căng giảm, với giả định kích thước khác cấu không thay đổi Khả tải cáp tăng rõ rệt tăng hệ số đường kính h1 h2 Các yêu cầu kích thước puly tang, nói cách đơn giản, có liên quan trực tiếp đến việc chọn đường kính danh nghĩa cáp, mối quan hệ đường kính puly tang đường kính dây lớp cáp ảnh hưởng nhiều lên khả làm việc cáp Tuổi thọ mỏi cáp tao tràn bện xuôi thường tốt cáp bện chéo kết cấu cáp chạy qua puly Trường hợp nhiều lớp, phải dự đoán trước cáp bị hư hỏng nhanh vùng cáp chéo so với phần cáp đơn chạy qua puly trước cáp có khả đạt đến tuổi thọ mỏi tiềm Khi khả tuổi thọ mỏi kéo dài bị che khuất yêu cầu cao khả chống dập, nhiều trường hợp cần kết cấu cáp có số sợi bên ngồi số tao B.8.3 Ăn mòn Ăn mòn, thường kết hợp với mỏi, nguyên nhân gây hư hỏng cáp làm việc Ngoại trừ làm việc môi trường khô, ln có tượng ăn mịn sợi thép để trần, không bảo vệ Trong số khía cạnh, u cầu chống mịn mỏi mâu thuẫn Đối với ăn mịn, sử dụng sợi sợi to lớp lợi thế, mỏi lại ưu tiên sử dụng nhiều sợi thép nhỏ Do đó, chọn kết cấu cáp gần thỏa hiệp Để hạn chế ăn mòn, cáp cần bảo vệ thường xuyên lớp vỏ phù hợp suốt đời làm việc chúng Nếu có nguy ăn mịn nghiêm trọng nên sử dụng cáp làm từ sợi tráng kẽm B.8.4 Mài mòn Sự mài mòn xuất chủ yếu sợi thép bên Trong điều kiện dễ mài mịn, cáp với số sợi phía ngồi kích thước sợi lớn, ví dụ cáp Seale 6x19, có tuổi thọ cao so với cáp lớp gồm nhiều sợi nhỏ, chẳng hạn cáp Warrington-Seale 6x36 Cáp với tao ngồi ép nhỏ có tuổi thọ cao so với cáp thường B.8.5 Khả chịu mỏi chịu mài mòn Các yêu cầu khả chịu mỏi chịu mài mòn gần đối lập Thông thường số sợi thép lớp ngồi tăng khả chịu mỏi tăng, khả chịu mài mòn giảm B.8.6 Sự đập Nếu dập yếu tố gây hư hỏng cáp nhiều lớp nên lưu ý chọn cáp ép nhỏ cáp với tao lớp ép nhỏ Ngồi để chọn loại cáp thích hợp cịn có hai lựa chọn cho người thiết kế nhằm giảm hạn chế mức độ dập: tăng hệ số đường kính, h1, giảm lực căng dây, S B.9 Sự giãn dài chọn cáp Sự giãn dài cáp nhiều nguyên nhân: a) Sự đặt lại thành phần cáp trình “chạy rà” (thường liên quan đến độ giãn dài vĩnh viễn cấu tạo cáp xuất tương đối sớm tuổi thọ sử dụng cáp); b) Biến dạng đàn hồi lực căng cáp; c) Thay đổi nhiệt độ; d) Cáp xoay làm tăng chiều dài tao (tháo xoắn) Cáp lỗi sợi có độ giãn dài lớn so với cáp lõi thép Nếu giá trị độ giãn dài cáp yêu cầu chọn cáp cần cho sẵn nhà sản xuất cáp tùy phạm vi sử dụng cụ thể B.10 Nhiệt độ chọn cáp B.10.1 Cáp Phải lưu ý nhiệt độ lớn đạt tới cáp làm việc Đánh giá thấp nhiệt độ dự kiến dẫn đến trạng thái nguy hiểm Cáp nhiều tao lõi sợi tao lõi sợi sử dụng với nhiệt độ cao 100°C Cáp nhiều tao lõi thép cáp xoắn đơn (tức cáp tao bình thường cáp tao với sợi lớp có tiết diện đặc biệt để khóa tao) sử dụng đến nhiệt độ 200 °C cần giảm tải trọng làm việc giới hạn, lượng giảm phụ thuộc vào thời gian phơi nhiễm nhiệt độ cao đường kính sợi Khi nhiệt độ làm việc khoảng từ 100 °C đến 200 °C độ bền cáp ước tính giảm 10 % Khi nhiệt độ lớn 100 °C cần đến chất bôi trơn đặc biệt giảm độ bền cáp lớn so với dự kiến cần ý Nên liên hệ với nhà sản xuất cần trục nhà sản xuất cáp Độ bền cáp thép không bị ảnh hưởng xấu nhiệt độ môi trường thấp -40 °C không cần giới hạn tải trọng làm việc; nhiên, khả làm việc cáp suy giảm tùy theo hiệu chất bôi trơn cáp nhiệt độ thấp Khi cáp trang bị đầu nối, xem B.10.2 B.10.2 Đầu nối cáp Để bổ sung cho hướng dẫn B.10.1 cáp, khơng có quy định khác nhà sản xuất cần trục nhà sản xuất cáp nhiệt độ làm việc không nên vượt giá trị sau: - Các khuyên cáp tạo cách vòng ngược đầu cáp cố định ống nối nhôm: 150 °C; - Các khuyên cáp tạo cách bện kết hợp với cố định ống nối thép: 200 °C; - Ống kẹp đổ hợp kim chì: 80 °C; - Ống kẹp đổ kẽm hợp kim kẽm: 120 °C; - Ống kẹp đổ nhựa: theo dẫn người thiết kế hệ thống ống kẹp đổ nhựa B.11 Chọn đầu nối cáp Có hai dạng đầu nối cáp cho phép liên kết cáp với phận cáp Đó là: a) Tạo khuyên đầu cáp (cáp bảo vệ lót cáp); b) Sử dụng đầu nối gắn với cáp Khuyên tạo cách bện cáp thông thường, bện kết hợp với cố định ống nối vòng ngược đầu cáp lại cố định ống nối Mỗi kiểu đầu nối cáp có hiệu khả làm việc khác Khả sử dụng bị ảnh hưởng loại cáp chọn, cần tham khảo tiêu chuẩn Thư mục tài liệu tham khảo B.12 Bôi trơn nơi sản xuất Cáp thường bơi trơn, q trình bện (ví dụ sản xuất tao cáp) Bơi trơn thời điểm đóng gói sản phẩm yêu cầu sử dụng cho chế độ làm việc với điều kiện sử dụng và/hoặc môi trường khắc nghiệt Môi trường nhiệt độ cao u cầu sử dụng chất bơi trơn đặc biệt Nên có thảo luận với nhà sản xuất cáp từ giai đoạn lên phương án chọn cáp Nếu môi trường yêu cầu cáp không bôi trơn nên thảo luận với nhà sản xuất cáp từ giai đoạn lên phương án chọn cáp Có yêu cầu đặc biệt dành cho việc kiểm tra thường xuyên cáp trường hợp cáp không bôi trơn THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ISO 3189-1, Sockets for wire ropes for general pouposes - Part 1: General characteristicsand conditions of acceptance (Ống kẹp dùng cho cáp cơng dụng chung - Phần 1: Đặc tính chung điều kiện chấp nhận) [2] ISO 3189-2, Sockets for wire ropes for general pouposes - Part 2: Special requirements for sockets pruduced by forging or machined from the solid (Ống kẹp dùng cho cáp công dụng chung - Phần 2: Yêu cầu đặc biệt ống kẹp chế tạo phương pháp rèn gia công từ phôi đặc) [3] ISO 3189-3, Sockets for wire ropes for general pouposes - Part 3: Special requirements for sockets pruduced by casting (Ống kẹp dùng cho cáp công dụng chung - Phần 3: Yêu cầu đặc biệt ống kẹp chế tạo phương pháp đúc) [4] TCVN 8490-2 (ISO 4301-2), Cần trục - Phân loại theo chế độ làm việc - Phần 2: Cần trục tự hành [5] ISO 8793, Steel wire ropes - Ferrule-secured eye terminations (Đầu nối dạng khuyên cố định ống nối) [6] ISO 8794, Steel wire ropes - Splices eye terminations for slings (Đầu nối cách bện dùng cho dây treo) [7] ISO 17558, Steel wire ropes - Socketing procedures - Molten metal and resin socketing (Cáp thép Quy trình tạo ống kẹp - Tạo ống kẹp kim loại nóng chảy nhựa)