1. Konstrukce lana a terminologie
Pochopení konstrukce lana je nezbytné pro správnou specifikaci. Výtahová lana jsou popsána pomocí standardizovaného systému značení. Běžné označení jako „8 x 19 Seale“ se dělí takto:
8:Počet pramenů v laně
19:Počet drátů v každém prameni
těsnění:Vzor konstrukce pramene (střídání velkých a malých vrstev drátu)
Konstrukce pramene výrazně ovlivňuje vlastnosti lana:
| Vzor | Uspořádání drátu | Charakteristika | Typické použití |
|---|---|---|---|
| Seale | 9 velké vnější + 9 malé vnitřní + 1 jádro | Dobrá odolnost proti opotřebení, střední pružnost | Standardní osobní výtahy |
| Warrington | Střídání velkých/malých vnějších vodičů | Vysoká flexibilita, dobrá únavová životnost | Vysoko-rychlostní-výtahy pro cyklisty |
| Plnivo | Malé výplňové dráty mezi vrstvami | Vynikající odolnost proti únavě | Těžká{0}}nákladní doprava, důlní kladkostroje |
Lanová jádra poskytují strukturální podporu a pomáhají udržet mazivo. Dva primární typy jádra jsou:
Fibre Core (FC):Typicky polypropylen nebo přírodní vlákno. Nabízí vynikající flexibilitu a tlumení nárazů, ale nižší odolnost proti rozdrcení. Vhodné pro výtahy s nízkou až střední rychlostí.
Nezávislé jádro drátěného lana (IWRC):Menší drátěné lano sloužící jako jádro. Poskytuje o 7-10 % vyšší pevnost v lomu, lepší odolnost proti rozdrcení a vyšší teplotní toleranci. IWRC je standardem pro vysokorychlostní-aplikace s velkým zatížením.
2. Výběr materiálu a jakosti
Výtahová lana jsou vyráběna z drátu z oceli s vysokým -uhlíkem se třídami pevnosti v tahu definovanými normami EN 12385-5 a ISO 4344. Mezi běžné třídy patří 1570 MPa, 1770 MPa a 1960 MPa. Lana vyšší třídy nabízejí větší pevnost pro daný průměr, ale jsou méně flexibilní a náchylnější k únavě.
Pokyny pro výběr: For speeds below 2.5 m/s with moderate traffic, 1570 MPa Seale rope with IWRC is the standard choice. For high-speed (>3.0 m/s) or high-cycle (>500 výjezdů/den) aplikací, 1770 MPa lano Warrington poskytuje vynikající únavovou životnost. Třída 1960 by měla být vyhrazena pro speciální aplikace, kde omezení průměru omezuje velikost lana.
Galvanizovaná lana jsou k dispozici pro prostředí s vysokou vlhkostí nebo chemickou expozicí. Zinkový povlak přidává přibližně 5% průměru lana a snižuje pevnost v přetržení o 3-5%, ale prodlužuje životnost v korozivním prostředí o 50% nebo více. Lana z nerezové oceli (typicky AISI 316) se používají v extrémních prostředích, jako jsou námořní aplikace nebo zařízení na zpracování potravin, ale stojí 4-6krát více než standardní uhlíková ocel.
3. Dimenzování lana a bezpečnostní faktor
EN 81-20 stanoví, že minimální bezpečnostní faktor pro závěsná lana musí být alespoň 12 pro trakční výtahy se třemi nebo více lany nebo 16 pro výtahy pouze se dvěma lany. Bezpečnostní faktor je definován jako poměr celkové pevnosti všech lan k maximálnímu statickému napětí při jmenovitém zatížení.
Pro trakční výtah se 4 lany o průměru 10 mm, konstrukce 8×19 Seale, jakost 1570 MPa:
Minimální mez pevnosti na lano: přibližně 52 kN
Pevnost agregátu: 4 × 52 kN=208 kN
Maximální statické napětí (vozidlo + 50% zatížení + hmotnost lana): přibližně 15 kN pro typický výtah o hmotnosti 630 kg
Bezpečnostní faktor: 208 / 15=13.9 (v souladu s požadavkem EN 81-20 na větší nebo rovno 12)
Kompenzační lana (používaná ve výškových{0}}výtazích k vyrovnání hmotnosti závěsných lan) jsou dimenzována podobně, ale se sníženým bezpečnostním faktorem větším nebo rovným 8, protože nepřenášejí přímo náklad cestujících.
4. Vzory opotřebení a režimy selhání
4.1 Vnější opotřebení
Vnější opotřebení se projevuje zmenšením průměru lana v důsledku otěru o tažnou kladku, vychylovací kladky a vyrovnávací kladky. Normální opotřebení zmenšuje průměr postupně rychlostí 0,01{2}}0,03 mm za rok pro dobře namazaná lana v čistém prostředí. Ke zrychlenému opotřebení dochází, když:
Drážky hnacího kotouče jsou opotřebené nebo nesprávně opracované
Napnutí lana je mezi lany nerovnoměrné (způsobuje nerovnoměrné sdílení zátěže)
Mazivo je vyčerpané nebo kontaminované
Abrazivní prach se dostává do strojovny
EN 81-20 vyžaduje výměnu lana, když zmenšení průměru nejhoršího lana překročí 6 % jmenovitého průměru u tažných lan nebo 10 % u regulačních lan.
4.2 Vnitřní opotřebení a degradace jádra
Vnitřní opotřebení je nebezpečnější než vnější opotřebení, protože při běžné kontrole není vidět. Když se lana ohýbají přes kladky, vnitřní dráty se třou o sebe ao jádro. To produkuje úlomky opotřebení (často nazývané "prach z lana"), které se hromadí uvnitř lana. V průběhu času dochází k degradaci jádra, což snižuje schopnost lana rozkládat zatížení rovnoměrně mezi prameny.
Vnitřní opotřebení se posuzuje měřením průměru lana ve více bodech a porovnáním měření. Profil ve tvaru „láhve- -, kde je průměr uprostřed ohybových zón lana zmenšený -, ukazuje na degradaci vnitřního jádra. Zařízení pro testování magnetickým lanem (MRT) dokáže nedestruktivně detekovat vnitřní přerušení drátu a je stále více vyžadováno pojišťovnami a regulačními orgány pro výškové-instalace.
4.3 Únavové přestávky
K únavovému selhání dochází, když se jednotlivé dráty přetrhnou v důsledku cyklického namáhání v ohybu. Přerušení drátu obvykle začíná v kontaktních bodech mezi dráty uvnitř pramene nebo v bodech křížení pramenů. Počet viditelných přerušených vodičů je primárním kritériem výměny:
| Umístění | Práh výměny (přerušené dráty) |
|---|---|
| Délka položení jednoho lana (přibližně . 6-8× průměr lana) | Větší nebo rovno 6 přerušeným drátům pro 8pramenné lano |
| Na zakončení lana (zásuvka nebo klín) | Větší nebo rovno 3 přerušeným drátům |
| Vnější opotřebení drátu (zmenšení průměru) | Větší nebo rovno 6 % jmenovitého průměru |
4.4 Koroze
Koroze snižuje pevnost lana a urychluje únavu. Povrchová rez je často povrchová, ale důlková koroze vytváří koncentrátory napětí, které iniciují únavové trhliny. Lana vykazující hluboké důlky, výrazné skvrny od rzi nebo sníženou pružnost v důsledku koroze musí být vyměněna bez ohledu na počet přetržených drátů.
5. Protokol o kontrole
EN 81-20 nařizuje vizuální kontroly lana v intervalech nepřesahujících 12 měsíců. Kontrola by měla zahrnovat:
Kompletní zkouška:Projeďte vůz celou jeho dráhou a přitom vizuálně kontrolujte všechny viditelné části lana s odpovídajícím osvětlením.
Měření průměru:Změřte průměr lana ve třech bodech na laně pomocí posuvného měřítka nebo lana. Zaznamenejte měření a porovnejte je s předchozími naměřenými hodnotami.
Počet přerušených drátů:Zkontrolujte, zda každé lano není přerušené, přičemž věnujte zvláštní pozornost oblastem s vysokým{0}}ohybem (kontaktní zóna tažné kladky, vychylovací kladky).
Stav maziva:Posuďte, zda si lana udrží dostatečné množství maziva. Suchá lana vyžadují opětovné-mazání; kontaminovaná lana (prachem, pískem nebo vodou) vyžadují vyčištění a opětovné namazání{2}}.
Kontrola ukončení:Zkontrolujte objímky lana, klíny a náprstky, zda nejsou prasklé, deformované nebo uvolněné.
Vyrovnání napětí:Pomocí měřiče napětí lana ověřte, že jsou napětí lana vyvážena v rozmezí 5 %.
6. Nejlepší postupy při výměně
6.1 Kompletní výměna sady
Když jakékoli lano v sadě dosáhne kritérií pro výměnu,všechna lana v této sadě musí být vyměněna současně. Nová a stará lana mají různé charakteristiky elastického prodloužení a průměry, což vede k nestejnému sdílení zatížení, pokud jsou smíchány. Nerovnoměrné zatížení urychluje opotřebení nových lan a může přetížit drážky tažné kladky.
6.2 Instalace lana
Nová lana musí být instalována opatrně, aby nedošlo k zauzlování, kroucení nebo vnitřnímu poškození. Mezi klíčové kroky patří:
Odvíjejte lana z přepravní cívky bez zkroucení (pokud je to možné, použijte otočný talíř)
Provlékněte lana kladkami, aniž byste je táhli po podlaze
Před instalací naneste-výrobcem doporučené počáteční mazivo
Před napnutím nainstalujte zařízení pro vyrovnávání lana (pokud je ve výbavě).
Napněte lana na specifikované předpětí a ověřte rovnoměrné napětí v sadě
Proveďte elevátor 50-100 cykly bez zatížení, aby se lana usadila do drážek kladky
6.3 Odeslat-náhradní ověření
Po výměně lana proveďte:
Ověření trakce (test prokluzu) k potvrzení dostatečného tření mezi lany a kladkou
Zkouška přetížení při 125 % jmenovitého zatížení podle požadavků EN 81-20
O-kontrolu po 30 dnech provozu zkontrolujte, zda nedošlo ke změnám napětí a předčasným známkám opotřebení
