Tecnologia di avvolgimento della fune metallica - Wire rope spooling technology
La tecnologia di avvolgimento della fune metallica è la tecnologia per evitare che la fune metallica si impigli durante l' avvolgimento , specialmente in più strati su un tamburo.
Storia
Da quando lo sviluppo di fune metallica , composti da più fili fili, lo spooling il filo ha presentato sfide tecniche. Quando sono avvolti in più strati, gli strati superiori hanno la tendenza a schiacciare gli strati inferiori, mentre gli strati inferiori hanno la tendenza a pizzicare gli strati superiori. Anche lo sfregamento della fune contro la fune tende a provocare usura. Questi problemi furono affrontati da Frank L. LeBus Sr., un fornitore di attrezzature di perforazione per i giacimenti petroliferi del Texas, USA, che nel 1938 brevettò l'uso di una barra scanalata sui tamburi di sollevamento per guidare l'avvolgimento della fune. I segmenti d'acciaio di forma scanalata sono stati semplicemente saldati o avvitati ai tamburi d'acciaio normali esistenti. Da allora, le scanalature del tamburo sono state ampiamente utilizzate per guidare l'avvolgimento della fune metallica all'interno e all'esterno dei tamburi del verricello. L'introduzione di una scanalatura elicoidale continua sul tamburo, come la filettatura di una vite, fornisce un modo per guidare la fune durante l'avvolgimento o srotolamento di un tamburo. Tuttavia, questo ha dimostrato di funzionare efficacemente solo quando la corda è avvolta in un unico strato. Quando la corda è avvolta in più strati, i problemi rimangono. Frank LeBus ha introdotto uno schema di scanalatura che mette la scanalatura parallela alle flange del tamburo, ad eccezione di una singola sezione inclinata attraverso la faccia del tamburo per fungere da punto di incrocio, spostando la corda lungo la larghezza della scanalatura ad ogni giro.
Mentre l'azienda della famiglia Lebus continua a produrre questa attrezzatura oggi, i suoi brevetti sono scaduti. Il nome Lebus, tuttavia, è un marchio registrato di proprietà dell'azienda della famiglia Lebus, quindi il termine "Lebus Drum" si riferisce specificamente ai prodotti di Lebus International.
Applicazioni
Il sistema di avvolgimento della fune metallica multistrato ha subito negli anni un continuo perfezionamento e si adatta a qualsiasi applicazione in cui lunghe lunghezze di funi d'acciaio devono essere avvolte in più strati in modo rapido e regolare. Esempi inclusi:
- Gru per cantieri, piattaforme petrolifere offshore , porti o a bordo di navi
- Estrazione profonda
- Argani a bordo di navi da ricerca oceanografica e chiatte posatubi
- Verricelli a bordo dei pescherecci .
- Funicolari e funivie
Vantaggi del sistema
Con il sistema a scanalature parallele, l'usura della fune è notevolmente ridotta nell'avvolgimento multistrato.
Quando il primo strato ha riempito il tamburo, il secondo strato torna indietro attraverso il tamburo con ogni giro di corda che si trova esattamente lungo la scanalatura di due giri del primo strato. Con la scanalatura parallela è possibile calcolare le forze esatte che la fune impone sul tamburo perché l'avvolgimento è controllato.
L'avvolgimento incrociato è ridotto a circa il 20% della circonferenza del tamburo e l'80% rimane parallelo alle flange nella scanalatura della fune dello strato interno. Questa scanalatura parallela distribuisce uniformemente il carico tra i singoli strati e ha dimostrato di aumentare sostanzialmente - di oltre il 500%, i test hanno dimostrato - la durata della fune metallica. Il sistema è stato utilizzato per montare le funi.
Nelle applicazioni offshore, i tamburi sono spesso alloggiati in enormi lunghezze di fune. I verricelli dell'ancora sulla chiatta posatubi Semac 1 di Saipem, ad esempio, contengono ciascuno 2.800 metri di fune metallica del diametro di 76 mm (3 pollici) in 14 strati. Il Castorone di Saipem, la nave posatubi più grande del mondo, utilizza una fune metallica lunga 3.850 m e con un diametro di 152 mm. Pesa 420t. La fune viene tirata da un argano e immagazzinata su massicci argani di trazione Rema che presentano il sistema di scanalatura parallela, con una tensione posteriore di circa 40 t sul cabestano.
Parametri operativi richiesti
Per massimizzare i vantaggi del sistema di scanalatura parallela, sono necessarie determinate condizioni operative. Questi includono:
- Design specifico per l'applicazione
Ogni sistema dovrebbe essere adattato all'applicazione per cui viene utilizzato. Il modello della scanalatura è progettato per adattarsi alla lunghezza, al diametro e al tipo di costruzione della fune.
- Avvolgimento sotto tensione
In qualsiasi applicazione di avvolgimento multistrato è importante che quando la fune viene installata per la prima volta sul tamburo, ciò avvenga sotto tensione per evitare allentamenti sugli strati interni che possono essere schiacciati o intaccati contro le pareti della scanalatura dagli strati esterni.
- Angolo corretto della flotta
L'angolo di flotta è definito come l'angolo più grande della fune tra la prima puleggia e la flangia del tamburo, rispetto alla linea centrale del tamburo. Con tutti i tipi di tamburi, la fune è soggetta a un angolo di flessione che influisce sul suo comportamento e incide sulla durata. L'angolo della flotta dovrebbe essere compreso tra 0,25° e 1,25°, a seconda della struttura della fune. L'angolo della flotta può essere variato avvicinando o allontanando la prima puleggia dal tamburo. Se la puleggia è troppo vicina al tamburo, l'angolo di flotta sarà maggiore di 1,25°; se è troppo lontano, l'angolo di flotta sarà inferiore a 0,25°.
Accessori
A volte non è possibile ottenere l'angolo di flotta ottimale. Dove non c'è spazio per armare una puleggia alla distanza richiesta dal tamburo, sono disponibili due dispositivi di avvolgimento aggiuntivi. Uno è un compensatore d'angolo di flotta, che viene azionato automaticamente dalla tensione della fune. L'altro è un avvolgitore di livello azionato meccanicamente. Entrambi offrono una soluzione per guidare il cavo lungo il tamburo tra le flange, ma ognuno ha i suoi vantaggi e svantaggi.
Compensatore dell'angolo della flotta
Il compensatore d'angolo di flotta (FAC) è azionato dal movimento della fune metallica mentre attraversa le sezioni incrociate del tamburo. Mentre la fune si avvolge o si svolge, l'albero FAC oscilla automaticamente lentamente, consentendo alla puleggia di scorrere avanti e indietro sull'albero per mantenere un angolo di flottazione ottimale e guidare la fune dolcemente sul tamburo.
Avvolgitore livellato a vite
Gli avvolgitori di livello possono essere azionati idraulicamente o elettricamente e controllati da computer, oppure possono essere semplici dispositivi meccanici. Un avvolgitore di livello meccanico comprende un albero principale (la vite di comando) con scanalatura della vite elicoidale lungo il quale scorre l'alimentatore della fune. L'alloggiamento dell'alimentatore a fune comprende due barre a rulli verticali e un rullo orizzontale, o in alternativa una puleggia a fune. Il movimento laterale dell'alloggiamento è generato da un rapporto della ruota dentata di trasmissione a catena tra tamburo e madrevite, come mostrato nell'immagine. L'avvolgitore automatico di livello montato è progettato e progettato per essere compatibile con la scanalatura sul tamburo. In alternativa, è possibile integrare e installare una puleggia all'interno del telaio dell'alloggiamento. In questo caso, il sistema può essere installato ovunque intorno al tamburo. Le installazioni oceanografiche che avvolgono la corda fino a 46 strati hanno dimostrato che gli avvolgitori di livello forniscono un'avvolgimento sincronizzato e controllato nelle condizioni più difficili e più difficili.
Maniche spaccate
I sistemi di scanalatura per l'avvolgimento multistrato possono essere intagliati su gusci in acciaio montati su vecchi tamburi, mediante bullonatura o saldatura, come manicotto esterno. Chiamati split sleeve, possono essere adattati a vecchi fusti o montati su nuovi fusti per consentire un futuro cambio di applicazione.
Riferimenti
Bibliografia
- Erhöhung der Seillebensdauer bei der Mehrlagenwicklung a Kranen; AiF-Vorhaben 14862 N/1, Università di Stoccarda, (pdf, 19 febbraio 2013)
- Rudolf Becker. Il grande libro delle gru mobili e cingolate . ISBN 978-3-934518-02-5 , pagina 50
fonti
- Dubbel: Manuale per l'ingegneria meccanica, 19.Edizione, ISBN 978-3-642-17305-9 , Abschn. 2.2.3 (in tedesco)
- Gru oggi: ottobre 2010
- Cris Seidenather: Fixing Fleet angles, International Cranes: gennaio 2013;
- Cris Seidenather: Keeping it smooth, International Cranes, ottobre 2007; Pagine 51–53, (pdf, 23 febbraio, 23,2013)