Általános emelési célú sodronykötelek

A megfelelő acélsodronykötél kiválasztása, megrendelése során meg kell határozni a következőket:

A beépítendő/cserélendő kötél eredeti specifikációja, tervezői/gépkönyvi előírása, vagy a következők:

• átmérő [mm]
• hossz [m] (vagy [mm])
• kötél szerkezete
• betét: rostos/acél/tömör műanyag/pászma/kötél
• szilárdsági osztály : 1570/1770/1960/2160
• sodrás : jobbos/balos – kereszt/hossz 
• kenés : száraz/kent - belső/külső/külső és belső kenés
• alkalmazási cél, feladat
• üzemi/felhasználási/beépítési körülmények
• korábban használt, megfelelően működő kötél jellemzői

Standard kötelek jellemző felhasználási területei:

Az acélsodronykötél egy összetett gépelem, melynek elsődleges funkciója a húzóerők továbbítása.

Az acélsodrony kötelek "csupasz" vagy horganyzott, előírt szilárdságú acélhuzalokból - úgynevezett elemi szálakból (1) - sodrással készülnek.
Az  elemi szálakból előbb pászmákat (2), majd a pászmákból kötelet sodornak.

A pászma olyan huzalsodrat, amelyben a huzalok egy vagy több rétegben helyezkednek el, és jellemzően egy irányban sodrottak.
A sodronykötél középső részén található a kötélbetét (3), ami köré a pászmákat sodorják.

A sodronykötelek többféle szempont szerint osztályozhatók, pl. lehet a kötélbetét szerint, az elemi szálak és a sodratok száma,
az elemi szálak érintkezési módja, a sodrási mód és irány, illetve más jellemzők szerint is csoportosítani.
Mindezek azt mutatják, hogy az acélsodronykötelek igen sokfélék lehetnek, különböző tulajdonságokkal. 

Lényeges elv, hogy az adott felhasználási terület paraméterei, sajátosságai alapján kell az adott célnak legjobban megfelelő kötelet kiválasztani.
Fontos azonban az is, hogy az emelőgépek és más berendezések kötelei esetében egyértelműen az eredeti tervezői/gyártói előírásokat kell követni,
vagy az eredeti specifikációknak megfelelő paraméterű kötéllel helyettesíteni. Utóbbi jellemzően az az eset, amikor már nem áll rendelkezésre
az adott régi konstrukcióhoz az eredeti kötéltípus.

Az acélsodrony kötelek a Gépek Direktíva hatálya alá tartozó szerkezeti elemek és kialakításaikra, jellemzőikre, vizsgálataikra EN, ISO és más szabványok vonatkoznak.
A korábbi évtizedekben használt DIN szabvány szerinti azonosítás azonban továbbra is használatos támpont,
ugyanis az emelőgépek és gépi berendezések gépkönyvei, gyártói előírásai gyakran DIN szerint hivatkoznak az acélsodronykötelekre.

Acélsodronyötelek jelölési rendszere:

A jelöléseket szabványok határozzák meg, - azonban speciális kötelek esetében a gyártók saját megnevezéseiket vagy kódjaikat használják.
Standard esetben pl. egy WS 6×36 IWRC jelölés azt jelenti, hogy Warrington-Seale (WS) szerkezetű pászmákból áll a kötél,
6 db pászmát használtak, egy pászma 36 db elemi szálból áll és a kötélbetét (IWRC) önálló acélsodrony kötél.
Más jelek és azonosítók is használatosak, a sodrás, felületvédelem stb. vonatkozásában. 

Acélsodronykötelek sodrása:

A pászmák és az ezekből sodrott kötelek lehetnek jobbsodratúak (1) illetve balsodratúak. (2)
Ha a pászma sodrási iránya ellentétes a kötél sodrási irányával, keresztsodrású, (3)
ha a pászma sodrási iránya megegyezik a kötél sodrási irányával, akkor hosszsodrású a kötél. (4)

Acélsodronykötelek betétei és jelölésük:

A betétnek fontos szerepe van többek között az acélsodronykötél alaktartása, hajlékonysága, szakítóereje szempontjából is.
A kiválasztás során figyelembe kell venni a betét anyagát is a felhasználási környezet függvényében. Pl.: hőhatásnak kitett környezetben
nem szabad szintetikus rostos betétes kötelet, míg egy folyami kotrónál nem szabad természetes rostos betétes kötelet választani. 

A huzalok és ezáltal a kötél felülete lehet:

• bevonat nélküli, „csupasz” - jelölése: U
• horganyzott felületű - jelölése: A; AB; B vagy C

A horganybevonat jellemzői szabványban (EN 10244-2) meghatározottak.
Speciális körülmények közötti használat esetén a kötél megrendelése előtt a horganyzás “mértékét” egyeztetni kell.

Az acélsodronykötél lehet:

• száraz,
• kent (zsíros).

A kenés lehet:

• külső kenés,
• belső kenés, vagy
• külső-belső kenés

A kenés mértéke és  jellemzői a gyártói specifikációk szerintiek.
A kötelek kenésére használható anyagok körét a kötélgyártók katalógusai tartalmazzák.

Fogalmak

Minimális szakítóerő  „F _min vagy BF _min ” - Az a terhelés, amelynél az előírások szerint végzett szakítóvizsgálat során mért tényleges szakítóerő nem lehet kisebb, [kN]. Kötél kiválasztásnál, szilárdsági számításoknál ez a figyelembe veendő érték!!

Számított szakítóerő - „F_{e min}” - Számítással meghatározott érték, amely azonban nem vesz figyelembe egyes „veszteségi” tényezőket.

Tényleges szakítóerő - „F_m”  -  Az acélsodronykötél mért szakítószilárdsága az előírások szerint végzett vizsgálaton.

Töltési tényező - „f” - Az acélsodronykötél elemi szálai névleges fémes keresztmetszetének összege és a kötél névleges átmérőjéből meghatározott keresztmetszet hányadosa.

Névleges fémes keresztmetszeti tényező (C)  -  A töltési tényezőből számítással meghatározható érték, mely a töltési tényező  „Pí/4”-szerese

Acélsodronykötelek szilárdsági osztálya:

Az elemi szálak alapanyagának szakítószilárdságára utal [N/mm² ].
Az európai rendszerben jellemezően a következő szilárdsági osztályok járatosak: 

1570 - korrózióálló kötelek; egyes felvonókötelek ill. pászmák
1770 - standard és speciális kötelek
1960 - standard és speciális kötelek
2160 - speciális kötelek
Felvonókötelek esetében járatos a vegyes szilárdságú kötél, pl: 1370/1770

Az amerikai kötéljelölési rendszerben betűkódokat használnak, melyek részben megfeleltethetők az európai osztályozásnak.

Jellemző acélsodronykötél típusok:

Az acélsodronykötelek pászma- és sodratszerkezete meghatározó a tulajdonságok és alkalmazhatósági területeik szempontjából.
Alapvetően megkülönböztetünk standard és speciális sodronyköteleket.
A standard kötelek a hagyományosnak tekinthető, évtizedek során kialakult gyakorlat alapján gyártott kötelek.
A speciális kötelek egyes alkalmazási területek követelményeit figyelembe véve, a hagyományos szerkezetek átalakított és továbbfejlesztett változatai. 

Gyakori, „ alapvető” pászmaszerkezetek:

Egyszer sodrott szerkezetek: 

1x7; 1x19; 1x37 - spirálkötelek, bowdenek, pászmák

Az elemi szálak egy vagy több rétegben, egy középső huzal köré sodorva helyezkednek el.
Elsősorban tartókötélként, feszítőkötélként, dekorációs célokhoz vagy bowdenként használatosak.
Hajlékonysága a kétszer sodrott szerkezetekhez képest „rossz”, huzaltörésre, szakadásra érzékenyebb szerkezetek, viszont kopásállók.
A húzó igénybevételt kitűnően, a hajlító igénybevételt “rosszul” viselik, azonban tömörek, a maradó és rugalmas nyúlásuk kis mértékű.

Kétszer sodrott szerkezetek: 

Az egyszer megsodrott pászmákat a betét köré sodorva állítják elő. A leggyakrabban használt kötélszerkezetek melyek függesztékekhez,
emelési, tartási, vezérlési, vonó és vontatási feladatokhoz alkalmazhatók.
Rugalmasak, hajlékonyak, a huzalszakadásra kevésbé érzékenyek mint az egyszer sodrott kötelek.
Alkalmaznak jobb és balsodratú köteleket, kereszt illetve hosszsodrásúakat. 

Az elemi szálak kapcsolata szerint vannak pontérintkezésű, vonalérintkezésű és vegyes érintkezésű szerkezetek is.

Pontérintkezésű kötelek, pl. T6x7; T6x19; T6x37 (1)

Vonalérintkezési kötelek, pl. Seale: S6x19; Warrington: W8x21; Filler: F6x25 (2)

Kombinált vonalérintkezésű kötelek, pl. Warrington-Seale WS6x36

Háromszor sodrott szerkezetek:

Kétszer sodrott kötelek “betét” köré sodrásával különlegesen „lágy”, hajlékony kötél állítható elő. Ezt kábelsodrású kötélnek is nevezik.
Speciális esete a kábelsodrású körkötél, a „Grommet”, melyet nagy tömegű és érzékeny felületű terhek emelésénél alkalmaznak, pl. turbina forgórészek esetében.

Több pászmarétegű kötelek:

Pászmaspirális, pl. 18x7; 35x7, stb. Jellemzően forgásszegény vagy forgásmentes kötelek.

A kötél átmérőjének helyes mérése:

Ügyelni kell arra, hogy megfelelő mérőeszközzel, az ábrán látható módon és a kötelet több helyen mérve történjen az átmérő megállapítása.

Sodronykötelek csévélése:

Az acélsodronykötél csévék illetve a kötéldobok ki- vagy lebontása során tilos csavarodást, hurkot vinni a kötélbe.
A helytelen és szakszerűtlen kötél áttekercselés kötélkárosodást okozhat. Ennek következtében káros feszültségek alakulhatnak ki,
melyek balesetet is okozhatnak a használat során.

  A helytelen tekercselés, - minden egyes rosszul levett menete vagy befelé, - vagy kifelé csavarja a kötelet, mely így akár a használat előtt tönkremehet!

Kötelek átcsévélése során mindig ügyelni kell a feszesség megtartására és a helyes csévélési irányra.
A dobok tengelyei párhuzamosak legyenek, közbenső iránytörések nélkül fusson a kötél.
Kellő távolságot kell tartani a kötélmenetek szabályos sorolásához.
A feszesség megtartásához a lecsévélendő dobot “fékezni “ kell a kötéldob peremén vagy a tengelyén.

Különböző csévélési irányok lehetségesek, ellenőrizni kell, hogy az adott kötéldobra jobb vagy balsodratú kötél való.
A mellékelt ábrákon szereplő kézjelek segítenek a beazonosításban. Jobbsodratú kötél esetén a jobb kéz jelei, balsodratú kötél esetén
a bal kéz jelei az irányadóak.

Jelmagyarázat: 

mutatóujj jelzése: melyik irányból fut a kötél a dobra
hüvelykujj jelzése: melyik dobperem felől kezdődik  a felcsévélés a dobra

A lecsévélendő dobról felülről lefutó kötelet az átcsévélő dobra felülre kell vezetni illetve ha a kötél alulról fut le a dobról, akkor alulra kell átcsévélni.
Ezek be nem tartása az átcsévélés során feszültségeket vihet be a kötélbe, ami akár a használati élettartam lecsökkenéséhez is vezethet.

Sodronykötél hajlíthatóság - hajlékonyság/kopásállóság:

Azonos átmérőjű  kötelek annál hajlékonyabbak, minél több elemi szálból állnak, ekkor viszont kopásállóságuk kisebb, mint a kevesebb elemi szálból álló, kevésbé hajlékony köteleké. (1)

Az acélsodrony kötelek élettartamát jelentősen befolyásolja a hajlító igénybevétel, - ez pedig összefügg a kötéldob vagy a kötélkorong és a kötél átmérőjének viszonyával (2) - ezért figyelembe kell venni a szabvány és a gyártóművi ajánlásokat a dobok, korongok és a kötélvezetés megtervezésénél (DIN/EN/ISO). 

Egyes kötélgyártói ajánlások 18 és 34 között javasolják az átmérőviszonyt (D/d), funkció és kötélszerkezet függvényében.

Azoknál a kötélvezetéseknél, ahol egyirányú a kötél hajlítása, nagyobb élettartamúak az acélsodronykötelek mint a többirányban hajlított vezetési rendszereknél.

A (3) ábrán B és C helyen a hajlítás iránya azonos, az A helyen előzőekkel ellentétes.

Kötélkorongok hornyai:

A kötélkorong horonyprofilja és méretei is jelentősen befolyásolják a kötél élettartamát. Ezek a paraméterek szabványban rögzítettek.
A profil belső rádiuszának általánosan ajánlott értéke: r = 0,53 x d, azonban ettől eltérő gyártói ajánlások is vannak.

Kopott kötélkorong felszabályozása esetén a vele párhuzamosan futó másik korongot is ugyanarra a méretre és profilra kell javítani.
A cserekötél felszerelése, üzembe helyezése előtt ellenőrizni kell, hogy a kötél megfelelő méretű, szerkezetű és sodratú-e és megfelelően illeszkedik-e a korongok és a dob hornyaihoz. 

Kötelek forgása/elfordulása, forgószem alkalmazása:

A sodratszerkezet kialakításából adódóan axiális irányú terhelés hatására a kötélben nyomaték ébred, amely elforduláshoz vezet.
Ez a tény egyes alkalmazásoknál nem lényeges, azonban más esetekben kerülendő.
Több pászmarétegű kötelek esetén korlátozható az elfordulás mértéke vagy elérhető a forgásmentesnek tekinthető állapot. 

A forgásmentes kötelek olyan kötelek, amelyeket úgy terveztek meg, hogy kompenzálódjon a terhelés hatására a kötélrétegekben keletkező nyomaték és “minimálisra” csökkenjen a forgási hajlam. 

Az elfordulás mértéke több tényező függvénye, közelítő számítása egyes kötélszerkezeteknél lehetséges.

Forgószem használhatóságára vonatkozóan a kötélgyártók előírásai a mérvadóak, ezeket jellemzően a szakkatalógusaik tartalmazzák. 

Vannak olyan kötelek, amelyek egyes beépítési esetekben forgószemmel, más esetekben forgószem nélkül használhatók. 

Ezek vonatkozásában a berendezés tervezője, a kötélgyártó ajánlásai szerint és/vagy illetékes személy előírása szerint kell eljárni. 

Általános esetben nem forgásmentes kötelek esetében nem megengedett a forgószem használata a kötélvégen, mivel a kötél meghibásodásához vezethet a beépítése.

 

Sodronyötelek nyúlása:

(BRIDON nyomán)

 

1. fázis: kezdeti nyúlási szakasz, jellemzően maradó nyúlás

2. fázis: rugalmas nyúlás

3. fázis: üzemi körülményekből adódó folyamatosan keletkező nyúlás (termikus nyúlás és összehúzódás, forgás, kopás és korrózió)

 

Spirálkötelek, bowdenek, egyszer sodrott szerkezetek nyúlása kisebb mértékű, mint a kétsze rsodrott kötélszerkezeteké.

 

A nyúlás mértéke több tényező - pl. terhelés mértéke, terhelés jellege, rugalmassági modulus, fémes keresztmetszet,  

gyártási jellemzők, stb. -  függvénye, közelítő számítása lehetséges. 

Kétszer sodrott   kötelek  esetén  tájékoztató  értékként  figyelembe vehető,  hogy  20%  BF_min  esetén  

a  maradó  és  rugalmas  nyúlás összege  kb.: 0,5÷1%

 

Sodronykötelek kezelése, karbantartása:

 

A kötelek darabolása, vágása előtt a megfelelően szoros bandázsolásról gondoskodni kell. (1)

Mindig ügyelni kell arra, hogy a kötélvég ne sodródhasson ki vagy szét, a pászmák ne lazulhassanak meg.

 

 

Forgásmentes és többrétegű kötelek esetén különösen fontos a kötélvégek kellően szoros és megfelelő szilárdságú lezárása, pl. izzításos vágással képzett zárt kötélvég.

Az átcsévélt kötél azonosítóit és jellemzőit fel kell tüntetni az új tárolóeszközön.

Az acélsodronykötelek emelő és más gépre történő felszerelése során mindig be kell tartani a gyártói előírásokat.

 

 

A köteleket védeni kell a mechanikai sérülésektől és a szennyeződésektől.

A kötelet nem szabad szennyezett  padozaton, betonon, más felületeken húzni, vontatni, mivel a kötél szennyeződéseket vehet fel, megkophat a bevonata, ledörzsölődhet a kenése, külső szálai sérüléseket is szenvedhetnek.

Kent kötelek különösen hajlamosak a szennyeződések felvételére, amelyek később sérüléseket okozhatnak.

 

Emelés, targoncás szállítás során a tekercset vagy kötéldobot olyan módon szabad megfogni, mozgatni, hogy a kötél semmiféle sérülést, deformációt ne szenvedhessen.

Sodronykötelek karbantartása, tisztítása és kenése

A „száraz” vagy nem kent kötelek kivételével az acélsodrony kötelek a gyártás során kenést kapnak a korrózió elleni védelem és a kopásállóság érdekében. Ez a kenés csökkenti a súrlódást a kötél elemei illetve a drótkötél és a tárcsa vagy a dob között.

A kötél élettartama jelentősen megnőhet. 

 

Megjegyzendő azonban, hogy ez a gyárilag alkalmazott kenés csak korlátozott ideig tart, rendszeresen ellenőrizni és újrakenni kell.

Fontos, hogy a kenést rendszeres időközönként és ne csak az első károsodás észlelését követően végezzék.

A kenési ciklus természetesen mindig a működési körülményektől (használati idő, külső körülmények, stb..) is függ és különös hangsúlyt kell fektetni a hajlítási zónák területére. A kötél utánkenési ciklusa célszerűen összehangolható a vizsgálati és ellenőrzési időközökkel is. 

Az újrakenés módszerei:

- ecsettel, spray-vel vagy kesztyűvel

- kötélkorong(ok) kerülete közelében csepegtető kenéssel

- kenőtartályon átvezetve

- magas nyomású kenőkészülékkel (ez biztosítja legjobban, hogy a kenőanyag a drótkötél pászmái közé behatoljon).