Tel halat - Wire rope
Tel halat , örülmüş halat olarak bilinen bir modelde, kompozit bir halat oluşturan bir helezon halinde bükülmüş birkaç metal tel telidir . Daha büyük çaplı tel halat, kablo döşenmesi olarak bilinen bir modelde bu şekilde döşenen ipin birden çok telinden oluşur .
Daha katı anlamda, tel halat terimi, kablo veya kordonlar olarak adlandırılan daha küçük ölçülerle 3/8 inçten (9,52 mm) daha büyük bir çapa karşılık gelir. Önceleri ferforje teller kullanıldı, ancak günümüzde çelik halatlar için kullanılan ana malzeme çeliktir .
Tarihsel olarak, tel halat, mekanik arıza kaydı olan dövme demir zincirlerden evrimleşmiştir. Zincir bağlantılarındaki veya katı çelik çubuklardaki kusurlar feci arızalara neden olabilirken , bir çelik kabloyu oluşturan tellerdeki kusurlar, diğer teller yükü kolayca kaldırdığından daha az kritiktir. Tek tek teller ve teller arasındaki sürtünme, halatın ömrü boyunca aşınmaya neden olurken, kısa vadede küçük arızaları telafi etmeye de yardımcı olur.
Tel halatlar, 1830'larda maden kaldırma uygulamalarından başlayarak geliştirildi. Tel halatlar içinde kaldırma ve kaldırma için dinamik olarak kullanılmaktadır vinç ve asansörler ve için mekanik güç iletimi . Tel halat ayrıca bir Bowden kablosu gibi mekanizmalarda veya kokpitteki kollara ve pedallara bağlı bir uçağın kontrol yüzeylerinde kuvvet iletmek için kullanılır . Yalnızca uçak kablolarında WSC (tel büküm çekirdeği) bulunur. Ayrıca, tel halattan daha küçük çaplarda uçak kabloları mevcuttur. Örneğin, çoğu tel halat 1/4 inç çapında başlarken, uçak kabloları 3/64 inç çapında mevcuttur. Statik tel halatlar, asma köprüler gibi yapıları desteklemek için veya kuleleri desteklemek için gergi telleri olarak kullanılır. Bir hava tramvayı , yükü desteklemek ve taşımak için tel halat kullanır.
Tarih
Modern tel halat Alman maden mühendisi Wilhelm Albert tarafından 1831 ve 1834 yılları arasında Almanya Clausthal , Aşağı Saksonya , Harz Dağları'nda madencilikte kullanılmak üzere icat edildi . Kenevirden yapılmış halatlardan veya daha önce kullanılan metal zincirlerden daha üstün olduğunu kanıtladığı için hızla kabul edildi .
Wilhelm Albert'in ilk ipleri, her biri dört telden oluşan üç telden oluşuyordu. 1840'ta İskoçyalı Robert Stirling Newall süreci daha da geliştirdi. Amerika'da tel halat John A. Roebling tarafından 1841'de başlayarak asma köprü yapımındaki başarısının temelini oluşturdu . Roebling, tel halat tasarımı, malzemeleri ve imalatında bir dizi yenilik getirdi. Lehigh Coal & Navigation Company'nin (LC&N Co.) ana sahipleri olan Josiah White ve Erskine Hazard , madencilik ve demiryollarındaki teknolojik gelişmeleri yakından takip ederek, Lehigh Valley'deki ilk yüksek fırınlarda olduğu gibi bir Tel Halat inşa ettiler. 1848'de Mauch Chunk , Pennsylvania'da Ashley Planes projesi için asansör kabloları sağlayan fabrika , ardından Summit Hill & Mauch Chunk Demiryolu'nun arka raylı uçakları, önde gelen bir turizm destinasyonu olarak çekiciliğini artırdı ve kömür verimini büyük ölçüde iyileştirdi. Arabaların dönüşü yaklaşık dört saatten 20 dakikanın altına düştüğünden beri kapasite. On yıllar, hem Avrupa'da hem de Kuzey Amerika'da, yüzey maden yatakları tükendiği ve madencilerin eğimli katmanlar boyunca katmanları kovalamak zorunda kaldığı için derin kuyu madenciliğinde artan bir artışa tanık oldu. Çağ, demiryolu gelişiminde erkendi ve buhar motorları, dik yokuşları tırmanmak için yeterli çekiş gücünden yoksundu, bu nedenle eğimli uçak demiryolları yaygındı. Kuzey ve güneydeki Antrasit Kömür Bölgesi'ndeki yüzey birikintileri her yıl daha derine indikçe ve Panther Creek Vadisi'ndeki zengin yataklar bile LC&N Co. Lansford ve Schuylkill County ikiz kasabası Coaldale .
Adolf Bleichert & Co.'nun Alman mühendislik firması 1874'te kuruldu ve Ruhr Vadisi'nde madencilik için çift yönlü hava tramvayları inşa etmeye başladı . Avrupa'da önemli patentler ve düzinelerce çalışma sistemi ile Bleichert, küresel endüstriye egemen oldu, daha sonra tasarımlarını ve üretim tekniklerini Amerika'da sistemler kuran Trenton Iron Works, New Jersey, ABD'ye lisansladı. Adolf Bleichert & Co., Alaska'dan Arjantin'e, Avustralya'ya ve Spitsbergen'e kadar tüm dünyada yüzlerce hava tramvayı inşa etmeye devam etti. Bleichert şirketi ayrıca hem İmparatorluk Alman Ordusu hem de Wehrmacht için yüzlerce hava tramvayı inşa etti.
19. yüzyılın son yarısında, yeni teleferikler de dahil olmak üzere, mekanik gücü iletme aracı olarak tel halat sistemleri kullanıldı . Tel halat sistemleri, hat millerine göre onda bir daha pahalıya mal oluyor ve daha düşük sürtünme kayıplarına sahipti . Bu avantajlar nedeniyle, gücü birkaç mil veya kilometre mesafeye iletmek için tel halat sistemleri kullanıldı.
Yapı
teller
Tel halatlar için çelik teller normalde %0.4 ila %0.95 karbon içeriğine sahip alaşımsız karbon çelikten yapılır. Halat tellerinin çok yüksek mukavemeti, tel halatların büyük çekme kuvvetlerini desteklemesini ve nispeten küçük çaplı kasnakların üzerinden geçmesini sağlar.
teller
Çapraz döşeme tellerinde, farklı katmanların telleri birbirini keser. En çok kullanılan paralel dizilimli şeritlerde, tüm tel katmanlarının döşeme uzunluğu eşittir ve üst üste binen herhangi iki katmanın telleri paraleldir, bu da lineer temas ile sonuçlanır. Dış katmanın teli, iç katmanın iki teli tarafından desteklenir. Bu teller, telin tüm uzunluğu boyunca komşudur. Paralel döşeme telleri tek bir işlemde yapılır. Bu tür halatlara sahip tel halatların dayanıklılığı, çapraz örgülü halatlara (nadiren kullanılan) göre her zaman çok daha fazladır. İki tel katmana sahip paralel döşeme şeritleri, Filler, Seale veya Warrington yapısına sahiptir.
Spiral halatlar
Prensipte, spiral halatlar, dış katmanın aksi yönünde en az bir tel katmanının döşendiği bir merkez üzerine helisel olarak döşenen tel katmanlarından oluşan bir düzeneğe sahip oldukları için yuvarlak halatlardır. Spiral halatlar dönmeyecek şekilde boyutlandırılabilir, bu da gerilim altında halat torkunun neredeyse sıfır olduğu anlamına gelir. Açık spiral halat sadece yuvarlak tellerden oluşur. Yarı kilitli bobin ipi ve tam kilitli bobin ipi her zaman yuvarlak tellerden yapılmış bir merkeze sahiptir. Kilitli bobin halatları, bir veya daha fazla dış profil tel katmanına sahiptir. Yapılarının, kir ve suyun içeri girmesini büyük ölçüde engellemesi ve aynı zamanda onları yağlayıcı kaybından koruması avantajına sahiptirler. Ek olarak, çok önemli bir avantajı daha vardır, çünkü kırık bir dış telin uçları, uygun boyutlara sahipse halatı terk edemez.
telli halatlar
Örgülü halatlar, bir çekirdeğin etrafına bir veya daha fazla katman halinde sarmal olarak yerleştirilmiş birkaç telin bir araya getirilmesidir. Bu çekirdek üç türden biri olabilir. Birincisi, sentetik malzemeden veya sisal gibi doğal liflerden oluşan bir lif çekirdeğidir. Sentetik lifler daha güçlü ve daha homojendir ancak fazla yağlayıcıyı ememez. Doğal lifler ağırlıklarının %15'ine kadar yağlayıcıyı emebilir ve böylece iç telleri sentetik liflere göre korozyondan çok daha iyi korur. Fiber özler en esnek ve elastik olanlardır, ancak kolayca ezilme dezavantajına sahiptir. İkinci tip, tel bükümlü çekirdek, ek bir tel bükümden oluşur ve tipik olarak askı için kullanılır. Üçüncü tip, her türlü ortamda en dayanıklı olan bağımsız tel halat çekirdeğidir (IWRC). Çoğu bükümlü halat türü, çekirdek (fiber çekirdek veya çelik çekirdek) üzerinde yalnızca bir iplik katmanına sahiptir. Halattaki tellerin döşeme yönü sağ (sembol Z) veya sol (sembol S) olabilir ve tellerin döşeme yönü sağ (sembol z) veya sol (sembol s) olabilir. Bu tür bir halat, dış tellerdeki tellerin döşeme yönü, dış tellerin döşeme yönünün tersine ise, sıradan döşeme ipi olarak adlandırılır . Hem dış şeritlerdeki teller hem de dış şeritlerin kendileri aynı döşeme yönüne sahipse , ipe uzunlamasına halat denir (Hollanda langslag'dan kruisslag'ın aksine , eskiden Albert's lay veya langs lay). Düzenli döşeme , tek tek tellerin merkezlerin etrafına bir yönde sarıldığı ve tellerin çekirdeğin etrafına zıt yönde sarıldığı anlamına gelir.
Çok telli halatların tümü, dönmeye karşı az çok dirençlidir ve bir merkez etrafına sarmal olarak yerleştirilmiş en az iki kat halat içerir. Dış ipliklerin yönü, alttaki iplik katmanlarının yönünün tersidir. Üç telli katmana sahip halatlar neredeyse dönmeyebilir. İki telli katmana sahip halatlar çoğunlukla sadece düşük dönüşlüdür.
Kullanıma göre sınıflandırma
Tel halatların kullanıldığı yere bağlı olarak farklı gereksinimleri karşılaması gerekir. Başlıca kullanımları şunlardır:
- Koşu halatları (sarılmış halatlar) kasnak ve tamburların üzerine bükülür. Bu nedenle, esas olarak bükülme ve ikinci olarak gerilim ile gerilirler.
- Sabit halatlar, sabit halatlar (çoğunlukla tam kilitli spiral halatlar) çekme kuvvetlerini taşımak zorundadır ve bu nedenle esas olarak statik ve dalgalı çekme gerilmeleri tarafından yüklenir. Askı için kullanılan halatlara genellikle kablo denir .
- Ray halatları (tam kilitli halatlar), hava teleferiklerinde ve kablo vinçlerde kabinlerin veya diğer yüklerin makaraları için ray görevi görmelidir. Koşu halatlarının aksine, palet halatları makaraların eğriliğini üstlenmez. Silindir kuvveti altında, halatın sözde serbest bükülme yarıçapı oluşur. Bu yarıçap, çekme kuvveti ile artar (ve eğilme gerilmeleri azalır) ve silindir kuvveti ile azalır.
- Tel halat sapanlar (çok telli halatlar) çeşitli malları taşımak için kullanılır. Bu sapanlar, çekme kuvvetleri tarafından gerilir, ancak her şeyden önce, malların az ya da çok keskin kenarları üzerinde büküldüğünde, eğilme gerilmeleri tarafından gerilir.
Halat sürücü
Belirli bir çekme kuvvetini aşmayan ve kasnak ve halat çaplarının belirli bir D/d çap oranının altına düşmeyen vinçlerin, asansörlerin, halat yollarının ve maden tesislerinin halat tahrikleri için teknik düzenlemeler vardır. Halatlı tahriklerin genel boyutlandırma yöntemi (ve teknik düzenlemelerin yanı sıra kullanılır) beş limiti hesaplar.
- Halat atma veya kopmaya kadar çalışma döngüleri (ortalama veya %10 limit) - Kullanıcının gereksinimi
- Donandt kuvveti (belirli bir bükülme çapı oranı D/d için akma çekme kuvveti) - katı sınır. Nominal halat çekme kuvveti S, Donandt kuvveti SD1'den daha küçük olmalıdır.
- Halat güvenlik faktörü = minimum kopma kuvveti Fmin / nominal halat çekme kuvveti S. (aşırı darbe kuvvetlerine dayanma yeteneği) - Basit kaldırma ekipmanı için Fmin/S ≥ 2,5
- Tel kopukluk sayısının atılması (halatın değiştirilmesi gerektiğinin tespiti) 30d referans halat uzunluğundaki minimum tel kopması sayısı, kaldırma tertibatı için BA30 ≥ 8 olmalıdır
- Maks. belirli bir kasnak çapı D ve çekme halatı kuvveti S için halat dayanıklılığı - Ekonomik nedenlerden dolayı halat çapı, optimal halat çapına yakın fakat ondan daha küçük olmalıdır d ≤ dopt.
Halat tahrik sınırlarının hesaplanması şunlara bağlıdır:
- Kullanılan tel halat verileri
- Halat çekme kuvveti S
- Kasnak ve/veya tamburun D çapı
- Çalışma döngüsü başına basit bükümler w-sim
- Çalışma döngüsü başına ters bükümler w-devir
- Çalışma döngüsü başına kombine dalgalı gerilim ve bükülme w-com
- Göreceli dalgalanan çekme kuvveti deltaS/S
- Halat bükme uzunluğu l
Emniyet
Tel halatlar dalgalanan kuvvetler, aşınma, korozyon ve nadiren aşırı kuvvetler tarafından gerilir. Halat ömrü sınırlıdır ve güvenlik, yalnızca bir referans halat uzunluğundaki tel kopmalarının, kesit kaybının ve ayrıca tel halatın tehlikeli bir durum meydana gelmeden önce değiştirilebilmesi için diğer arızaların tespiti için muayene ile sağlanır. Tesisatlar, tel halatların muayenesini kolaylaştıracak şekilde tasarlanmalıdır.
Yolcu taşımacılığı için kaldırma kurulumları, bir arabanın aşağı doğru kaymasını önlemek için birkaç yöntemin bir kombinasyonunun kullanılmasını gerektirir. Asansörlerde fazladan taşıma halatları ve güvenlik tertibatı bulunmalıdır. Teleferikler ve maden kaldırma işlemleri sorumlu bir yönetici tarafından sürekli olarak denetlenmeli ve halat, iç tel kopmalarını tespit edebilen manyetik bir yöntemle incelenmelidir.
sonlandırmalar
Bir tel halatın ucu kolayca yıpranma eğilimindedir ve tesise ve ekipmana kolayca bağlanamaz. Yıpranmayı önlemek için tel halatların uçlarını sabitlemenin farklı yolları vardır. Bir tel halat için yaygın ve kullanışlı bir uç bağlantı türü, bir ilmek oluşturmak için ucu geri çevirmektir. Gevşek uç daha sonra tel halata sabitlenir. Sonlandırma verimleri tek başına bir Flaman gözü için yaklaşık %70 arasında değişir; Flaman gözü ve ek yeri için yaklaşık %90'a; saksı uçları ve dövmeler için %100'e kadar.
yüksükler
Tel halat bir ilmek ile sonlandırıldığında, özellikle ilmek, yükü nispeten küçük bir alanda yoğunlaştıran bir cihaza bağlandığında, çok sıkı bir şekilde bükülme riski vardır. Döngünün doğal şeklini korumak ve kablonun döngünün içinde sıkışmasını ve aşınmasını önlemek için döngünün içine bir yüksük takılabilir. Halkalarda yüksük kullanımı sektördeki en iyi uygulamadır . Yüksük, yükün tellerle doğrudan temas etmesini önler.
Tel halat klipsleri
Döngünün gevşek ucunu tekrar tel halata sabitlemek için bazen kelepçe olarak adlandırılan bir tel halat klipsi kullanılır. Genellikle bir U-cıvata , dövme bir eyer ve iki somundan oluşur. U-cıvataya iki kat tel halat yerleştirilir. Eyer daha sonra halatlar üzerinden cıvataya takılır (eyer, U-cıvatasına oturacak iki delik içerir). Somunlar düzenlemeyi yerine sabitler. Bir tel halatı sonlandırmak için çapına bağlı olarak genellikle iki veya daha fazla klips kullanılır. 2 inç (50,8 mm) çapında bir halat için sekize kadar ihtiyaç duyulabilir.
Eski bir atasözü vardır ; "asla ölü bir atı eyerlemeyin", bu, klips takarken, düzeneğin eyer kısmının kablonun yük taşımayan veya "ölü" tarafına değil, yük taşıyan veya "canlı" tarafına yerleştirildiği anlamına gelir. . Bu, ipin gerilim taşıyan veya gerilim taşıyan ucunu ezilme ve kötüye kullanıma karşı korumak içindir. Gövdenin düz yatak yuvası ve uzatılmış çatalları, ipi korumak için tasarlanmıştır ve her zaman canlı uca karşı yerleştirilir.
ABD Donanması ve çoğu düzenleyici kurum, periyodik olarak kontrol edilip yeniden sıkılmadıkça bu tür klipslerin kalıcı sonlandırma olarak kullanılmasını önermemektedir.
Göz ek yeri veya Flaman gözü
Bir ilmek oluştururken bir tel halatın gevşek ucunu sonlandırmak için bir göz ek yeri kullanılabilir. Bir tel halatın ucundaki teller belirli bir mesafeye kadar çözülür, daha sonra sarılmamış uzunluğun ucu bir göz oluşturacak şekilde bükülür. Sarılmamış teller daha sonra tekrar tel halata örülür , ilmek veya göz ek yeri adı verilen bir göz oluşturulur.
Bir Flaman gözü veya Dutch Splice, telin üç şeridini (tellerin birbirinin yanında olması gerekir, alternatif değil) açmayı ve bir kenarda tutmayı içerir. Kalan teller, telin ucu, açılmanın bittiği "V" ile buluşana kadar, gözü oluşturmak için bükülür. Bir tarafta tutulan teller şimdi telin ucundan gözün "V" kısmına sarılarak yeniden sarılır. Bu teller, tel boyunca orijinal dizilimlerinin ters yönünde etkili bir şekilde yeniden sarılır. Bu tip halat ek yeri özellikle tel halat üzerinde kullanıldığında, buna "Molly Hogan" ve bazıları tarafından "Flaman" gözü yerine "Hollanda" gözü denir.
Swaged fesihler
Swaging , kurulum tekniğine atıfta bulunan bir tel halat sonlandırma yöntemidir. Tel halat bağlantılarını dövmenin amacı, iki tel halat ucunu birbirine bağlamak veya tel halatın bir ucunu başka bir şeye sonlandırmaktır. Bağlantıyı sıkıştırmak ve deforme etmek için mekanik veya hidrolik bir swager kullanılır ve kalıcı bir bağlantı oluşturulur. Dişli saplamalar, halkalar, yuvalar ve manşonlar , farklı dövülmüş sonlandırma örnekleridir. Fiber çekirdekli halatların dövülmesi önerilmez.
kama prizler
Bağlantı parçasının sık sık değiştirilmesi gerektiğinde bir kamalı soket sonlandırması yararlıdır. Örneğin, bir tel halatın ucu yüksek aşınma bölgesindeyse, ip periyodik olarak kesilebilir, bu da sonlandırma donanımının çıkarılmasını ve yeniden uygulanmasını gerektirir. Bunun bir örneği, bir drag halatlarının ucunda olan vincin . Tel halatın uç halkası, kama adı verilen ayrı bir bileşenin etrafına sarılmış, yuvadaki konik bir açıklığa girer. Düzenleme yerine oturtulur ve yük yavaş yavaş ipe indirilir. Tel halat üzerindeki yük arttıkça kama daha güvenli hale gelir ve halatı daha sıkı kavrar.
Saksı uçları veya dökülen yuvalar
Dökülen prizler, yüksek mukavemetli, kalıcı bir sonlandırma yapmak için kullanılır; amaçlanan gerilme yönüne göre yönlendirilmiş bir konik boşluğun dar ucuna tel halatın sokulmasıyla oluşturulurlar. Tek tek teller koninin veya 'kapel'in içine yayılır ve koni daha sonra erimiş kurşun-antimon-kalay (Pb 80 Sb 15 Sn 5 ) lehim veya 'beyaz metal kapak', çinko veya şimdi daha yaygın olarak, ile doldurulur. doymamış bir polyester reçine bileşiği.