WIMiR 05.06.2001
Gr.UE
Baran Andrzej
Kajta Mariusz
Komperda Marek
Kulesa A
ukasz
Maszyny i urządzenia transportowe
Laboratorium
I Temat: Budowa i eksploatacja lin stalowych
.
1. Budowa liny stalowej.
Rysunek Budowa liny stalowej - 1. Rdzeń liny; 2. Splot liny; 3. Drut centralny splotu; 4. Druty splotu
Najogólniej mówiąc lina stalowa zbudowana jest ze splotów i rdzenia. Rdzeń liny może być
włókienny lub stalowy. Rdzeń pełni przede wszystkim rolę podpory dla splotów, jest
jednocześnie zbiornikiem smaru i odpowiada za właściwy kształt liny. Rdzenie włókienne
mogą być wykonane z włókien roślinnych, sizalowych lub bawełnianych oraz z włókien
sztucznych, w naszym przypadku są to włókna polipropylenowe. Rdzenie stalowe najczęściej
wykonane są w postaci liny konstrukcji 7x7, rzadziej w postaci splotu tej samej konstrukcji co
sploty liny, sporadycznie w postaci liny o konstrukcji innej niż powyższe. Rdzenie stalowe w
porównaniu z rdzeniami włókiennymi zapewniają większą odporność liny na naciski
poprzeczne, odporność na działanie temperatury, większą siłę zrywającą, przy zwiększonej
sztywności liny.
2. Styk drutu w splotach.
O styku liniowym - druty poszczególnych warstw splotu stykają się na całej długości linowo.
Splotki takie wykonuje się w jednej operacji technologicznej, a styk liniowy zapewniony jest
przez równoległe ułożenie drutów we wszystkich warstwach
Liniowy styk drutów pomiędzy warstwami drutów w splotce. 1. druty warstwy wewnętrznej; 2. druty warstwy
zewnętrznej; 3. styk pomiędzy drutami  liniowy
O styku punktowym - druty poszczególnych warstw splotu skręcane są w oddzielnych
operacjach technologicznych, druty sąsiednich warstw krzyżują się między sobą i stykają
punktowo.
Punktowy styk drutów pomiędzy warstwami drutów w splotce. 1. druty warstwy wewnętrznej; 2. drut warstwy
zewnętznej; 3. miejsce skrzyżowania drutów w warstwach, jednocześnie miejsce styku pomiędzy drutami.
3. Kierunki zwicia drutów w splocie i splotów w linie.
Kierunki zwicia drutów w splocie. Pierwsze duże litery Z, S oznaczają kierunek zwicia
splotów w linie. Kierunek zwicia drutów w splotach - prawy i lewy - oznacza się
odpowiednio literami Z i S następującymi po literze opisującej kierunek zwicia splotów w
linie. Wzajemny układ kierunków zwicia splotów i liny oznacza się następująco:
a) liny współzwite lewe - kierunek zwicia splotów i liny lewy; układ oznacza
się symbolem SS,
b) liny przeciwzwite lewe - kierunek zwicia splotów prawy, a liny lewy;
układ oznacza się symbolem SZ,
c) liny przeciwzwite prawe - kierunek zwicia splotów lewy, a liny prawy;
układ oznacza się symbolem ZS1),
d) liny współzwite prawe - kierunek zwicia splotów i liny prawy; układ
oznacza się symbolem ZZ,
W linie przeciwzwitej druty są skręcane spiralnie w jednym kierunku, zaś gotowe sploty
skręcane są w linie w kierunku przeciwnym do kierunku skręcania splotów. Jeżeli
zamówienie nie przewiduje inaczej, liny wykonuje się jako przeciwzite prawe. Znajdują one
szerokie zastosowanie w większości urządzeń przemysłowych. Jeżeli wymagana jest lina
współzwita, wówczas kierunek zwicia splotów w linie jest identyczny z kierunkiem skręcenia
drutów w splocie. Liny współzwite są bardzo giętkie i mają dużą wytrzymałość zmęczeniową.
Układ drutów zewnętrznych w linie współzwitej zapewnia bardziej równomierne ich ścieranie
niż w linie przeciwzwitej. Liny współzwite mają jednak wadę, która ogranicza zakres ich
stosowania. Lina współzwita, obciążona swobodnie zawieszonym ciężarem, rozkręca się, a
zluzowana tworzy pętlę. Nadaje się ona do pracy tylko w urządzeniach, w których lina jest
stale obciążona, a podnoszony ciężar jest stale w prowadnikach, np. w górniczych
urządzeniach wyciągowych, windach osobowych, kolejkach linowych
4. Schemat produkcji liny stalowej.
Produkcja lin stalowych składa się z wielu operacji technologicznych. Liczba tych operacji
zależy głównie od konstrukcji i średnicy liny.
Do zasadniczych operacji zalicza się:
1) Nawijanie drutu na szpule - przewijanie drutu na cewki maszyn skręcających -
splotarek.
2) Produkcję splotów - skręcanie splotów na maszynach skręcających.
3) Produkcję rdzeni do lin - wykonanych z włókien bądz
stalowych.
4) Produkcję lin - składanie lin na maszynach składających.
II Temat: Badania konstrukcyjne lin stalowych
1. TERMINOLOGIA DOTYCZ
CA LIN STALOWYCH
" Średnica nominalna - d [mm]- średnica liny będąca wartością teoretyczną, wyrażaną
wartością zaokrągloną do wielkości całkowitej. Wartość ta jest wykorzystywana do
specyfikacji i opisu lin podczas tworzenia zapytania ofertowego, wystawiania atestów,
oraz obliczeń wytrzymałościowych lin.
" Średnica rzeczywista liny [mm]- wielkość średnicy liny otrzymana w wyniku
pomiaru liny za pomocą przyrządu pomiarowego do tego przeznaczonego - suwmiarki
lub mikromierza z odpowiednimi szczękami. Pomiaru liny dokonuje się poprzez
zmierzenie średnicy w dwóch prostopadłych do siebie płaszczyznach, po dwa pomiary
dla każdej z nich. Tak uzyskane wyniki uśrednia się i uzyskany wynik jest średnicą
rzeczywistą. W przypadkach wątpliwych dopuszcza się dokonanie pomiaru liny pod
obciążeniem.
Prawidłowy sposób pomiaru średnicy liny za pomocą suwmiarki
Nieprawidłowy sposób pomiaru średnicy liny
" Tolerancja średnicy - dopuszczalna odchyłka średnicy nominalnej liny -
dopuszczalny przedział wymiarowy odchyłki rzeczywistej średnicy liny mierzonej bez
obciążenia, określony przez właściwe normy przedmiotowe. Normy DIN dla lin o
średnicy 8,0 mm dopuszczają tolerancję średnicy od 0 do +5 %, normy ISO od -1 do
+4%. Nie ma możliwości technicznych wyprodukowania liny o średnicy
rzeczywistej równej średnicy nominalnej.
" Minimalna siła zrywająca [kN] - wielkość odpowiadająca gwarantowanej sile
zrywającej, wartość wymagana przez poszczególne normy przedmiotowe, którą
producent liny musi bezwzględnie spełnić. Pomiaru siły zrywającej dokonuje się na
maszynach zrywających. Niektóre normy operują również wielkością obliczeniowej
siły zrywającej, która w zależności od normy wyznaczana jest w sposób empiryczny,
poprzez przemnożenie przekroju metalicznego liny przez wytrzymałość drutów liny.
" Klasa wytrzymałość liny [MPa] - poziom wymaganej wytrzymałości dla której
wyznaczona jest wartość siły zrywającej liny, określany wartościami 1770, 1960,
2160, itp. Klasa wytrzymałości koresponduje bezpośrednio z wytrzymałością drutów
Rm na linę, która wyraża się stosunkiem siły zrywającej drut do jego przekroju
poprzecznego. Klasa wytrzymałości liny nie musi dokładnie odpowiadać
wytrzymałości drutów na linę (np. normy dopuszczają odchyłkę wykonania drutu w
zakresie + 350 MPa, czyli drut o Rm 1770 MPa może mieć rzeczywistą wytrzymałość
w zakresie 1770 � 2120 MPa). W zależności od wytrzymałości drutów zmienia się
wartość siły zrywającej i sztywność liny.
" Nominalna masa 1 m liny [kg] - masa 1 m liny wyznaczona dla normy
przedmiotowej w wyniku obliczeń teoretycznych.
" Rzeczywista masa 1 m liny [kg] - masa otrzymana w wyniku pomiaru.
" Skok zwicia drutów w splotce (analogicznie splotek w linie) - jest odległością co jaką
powtarza się ten sam drut (splotka) przy nawinięciu na drut centralny splotek (rdzeń
liny) i symbolicznie oznaczamy go literą h;
Sposób pomiaru skoku zwicia
Wyniki pomiarów:
1. Lina cienka {8-splotek}
Średnica[mm] Skok [mm]
32 210
32,7 217
32,5 213
32 204
32 210
31,9 205
31,7 209
31,5 210
31,7 207
32 214
31,9 206
31,2 208
31,4 205
32,7 210
31,5 207
31,6 215
31,7 204
32 210
31,7 210
31,65 208
31,6 209
31,7 205
31 206
31,6 210
31,5 208
31,4 206
31,1 207
31,2 210
31,4 207
31,15 211
Wartość średnia :
" Średnicy=31,7
" Skoku=208,7
Odchylenie standardowe:
" Średnicy=0,4252
" Skoku=3,1856
2. Lina gruba {16 splotek}
Średnica [mm] Skok [mm]
49,05 305
49,05 300
49,4 300
49,5 301
48,9 295
49,15 295
49,1 300
49,35 300
49,25 297
49,2 298
48,95 298
49,35 305
49,1 300
48,9 290
48,65 297
48,6 300
48,45 294
49,9 300
48,7 295
49 300
48,95 300
48,75 300
48,55 290
48,75 298
49,3 293
48,85 290
49,85 297
48,5 290
48,95 295
48,9 285
Wartość średnia:
" Średnicy=49,03
" Skoku=296,93
Odchylenie standardowe:
" Średnicy=0,3578
" Skoku=4,6158
Wykres zmiany średnicy i skoku liny stalowej
splotek {8}.
300
250
200
150
100
50
0
Liczba pomiarów.
[mm]
Skok [mm] ;
Ś
rednica
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
Wykres zmiany średnicy i skoku liny stalowej g.
400
350
300
250
Skok [mm]
200
Średnica [mm]
150
100
50
0
Liczba pomiarów.
III Temat: Badania niszczące lin stalowych
Liny stalowe  badania wytrzymałościowe.
Celem ćwiczenia było przeprowadzenie badań wytrzymałościowych lin stalowych zgodnie z
zaleceniami normy.
Próbę przeprowadza się na jednym z drutów po rozpleceniu liny. Drut należy
wyprostować w sposób nie naruszający jego struktury wewnętrznej, a następnie należy go
umyć i osuszyć. Długość próbki powinna wynosić L=100d.
W ćwiczeniu wykorzystaliśmy próbę rozciągania, skręcania i przeginania drutu
ocynkowanego o średnicy d =2,38 mm, czyli długość próbki wynosi L = 238 mm.
1. Rozciąganie
Skok [mm] ;
Ś
rednica [mm]
1
4
7
10
13
16
19
22
25
28
 Próbę przeprowadza się umieszczając drut w zrywarce, a następnie poddaje się go
obciążeniu rozciągającemu aż do jego zerwania. Siła zrywająca obserwowana jest na
1  badany drut, 2  zrywarka,
3  siłomierz
siłomierzu. Ważne jest w jaki sposób próbka została zerwana, co świadczy o wewnętrznej
budowie drutu.
Próbka uległa zerwaniu pod wpływem siły P = 6700 N , uległa zerwaniu pomiędzy szczękami
mocującymi (czyli próba przebiegła prawidłowo). Dało się zauważyć wyraz
ne przewężenie.
P 4P 4*6700
Rm = = �!Rm = = 1506,02[MPa]
2
A Ąd Ą * 2,382
2. Skręcanie
Próbę przeprowadza się umieszczając badany drut w uchwytach, z których jeden zamocowany
był nieruchomo, natomiast drugi obracany był za pomocą silnika. Miarą wytrzymałości na skręcanie
drutu była ilość obrotów po których ulegał przerwaniu. Jednocześnie drut był rozciągany pod
wpływem ciężaru G, rzędu kilka procent nośności drutu.
1  badany drut , 2  szczęka obrotowa,
3  szczęka nieruchoma, 4  obciążnik,
5  silnik, 6  licznik obrotów
Drut uległ przerwaniu pomiędzy szczękami po 26 obrotach.
3.Przeginanie
 Próba ma na celu zbadanie wytrzymałości zmęczeniowej drutu. Polega na przeginaniu drutu
zamocowanego w szczękach oraz odczytywaniu ilości przegięć, po których drut tracił ciągłość.
1  badany drut, 2  szczęki mocujące,
3- śruby zaciskowe, 4  uchwyt
wahliwy, 5  licznik
Drut uległ przerwaniu po 10 przegięciach.
WPA
YW KONSTRUKCJI LINY NA SZTYWNOŚĆ, PARAMETRY ZM
CZENIOWE I ODPORNOŚĆ LINY
NA ŚCIERANIE .
Wzajemną zależność pomiędzy konstrukcja liny a jej sztywnością i odpornością na ścieranie obrazuje poniższy
rysunek:
Zależność pomiędzy konstrukcją liny a jej odpornością na zginanie i odpornością na ścieranie
Zależność
Sztywne Elastyczne
Odporne na ścieranie Mało odporne na ścieranie
Mało odporne na zginanie Odporne na zginanie
Grube druty (w odniesieniu do średnicy liny) Cienkie druty (w odniesieniu do średnicy liny)
Odporne na rociąganie Mało odporne na rozciąganie
parametrów liny -o tej samej średnicy i konstrukcji splotu - od liczby splotów i rodzaju rdzenia, ilustrująca
zależność pomiędzy sztywnością a elastycznością z poprzedniego rysu