Teräsköyden valinta
TERÄSKÖYDEN VALINTA
Teräsköyden langoissa syntyvät veto-, puristus- ja leikkausjännitykset, voivat johtua mm. seuraavista
• kuorman paino;
• köyden taivutuksesta köysipyöriä tai rumpua vasten;
• lankojen puristuksesta toisiaan ja köysipyörien tai rummun pintoja vasten;
• lankojen ja säikeiden ruuvimaisesta muodosta, mikä vetokuormituksen alaisena aiheuttaa vääntömomentin lankoihin.
• köyden hankaus ’vieraita’ pintoja vasten.
Kaikki nämä em. jännitykset esiintyvät usein epätasaisina jännnityshuippuina. Kokonaisjännityksen suuruutta ei pysytytä laskennallisesti määrittämään. Tämän vuoksi teräsköydet mitoitetaan veto-lujuuden mukaan. Teräsköyden taivutusjännitykset otetaan huomioon valitsemalla oikea suhde köysipyörien ja rummun halkaisijan (D) ja köyden halkaisijan (d) välillä.
Koneen (nosturi, vinssi yms,) valmistaja määrittää koneeseen asennettavalle teräsköydelle vähimmäismurtolujuuden, jossa on otettu huomioon koneen turvallisuusvaatimukset, toiminta-ympäristö ja muut mahdolliset tekijät. Köyden valinnassa on ehdottomasti varmistettava, että tämä köysi täyttää tämän vähimmäismurtolujuuden.
Köysipyörän, -rummun merkitys
Teräsköyden käyttöikä kasvaa, kun D/d –suhde suurenee. Mikäli esimerkiksi taivutuskestävyys on määräävä tekijä (köysipyörät ja/tai rumpu ovat pienet), niin on syytä valita köysirakenne 6x36WS kuin 6x19S. Taulukon luvut ovat vain ohjearvoja, koska muuttuvia tekijöitä on useita (mm. koneistoluokat).
Poikkeama kulma
Rummun ja köysipyörän välisellä poikkamakulmalla on erittäin suuri merkitys siihen miten köysi kelaantuu rummulle. Suositeltava kulma tulee olla 0,5°- 2,5° ja kiertymättömillä köysillä kulma ei saisi ylittää 1,5°. Poikkeamakulman ollessa
liian pieni (< 0,5°) köydellä on taipumus kelautua toiseen reunaan telan laippaa vasten, jolloin se ei palaudu telaa pitkin vastakkaiseen suuntaan ja tämä johtaa shokkikuormaan köyden pyrähtäessä äkisti pois laipalta. Mikäli nousukulma on
liian suuri, köysi kelaantuu rummulle epätasaisesti (köysikerrokset leikkaavat toisiaan) ja tämä taas johtaa köyden muodonmuutokseen ja siten aikaiseen köysivaurioon.
Liian suuri kulma aiheuttaa myös kulumaa köyteen sen hankautuessa köysipyörään. Tämän lisäksi hankaus voi johtaa köyden pyörimiseen keskiönsä ympäri, tällöin köyteen syntyy sisäinen jännitys toistojen lisääntyessä. Tämä liike saa aikaan sen, että pintakerroksen säikeet alkavat löystyä ja ennen pitkää se johtaa ’linnunpesän’ muodostumiseen.
Köysipyörän uran tulee olla n. 120°:een sektorissa köyden keskipisteestä, toisinsanoen +6% köyden halkaisija. Tällöin köyden kosketus-pinta uraan nähden on optimaalinen. Uran ollessa liian pieni köysi kuluu erittäin nopeasti, joka johtaa lankakatkeamiin. Mikäli ura on liian suuri, niin köysi ’litistyy’, joka taas johtaa köysivaurioon köydirakenteen muuttuessa.
Kiertymätön teräsköysi vs. 6- tai 8-säikeinen köysi.
Kiertymättömässä (rotation resistant, low rotation) teräsköydessä on vähintään 15 pintäsäiettä ja säiekerrosten lukumäärä on vähintään kolme (3). Säiekerrokset on punottu sitten, että esim. oikeakätisen köyden toinen kerros on vasenkätinen ja kolmas kerros taas oikeakätinen. Tässä kerrokset luovat vastavoimat köyden kiertymiselle. 6- ja 8-säikeisissä teräsköysissä on vain yksi säiekerros, joten köysi alkaa kiertyä kuormituksessa (kts. kuva )
Tästä taulukosta käy ilmi, että 6- ja 8-säikeiset köydet alkaa kiertyä kuormituksen alkuvaiheessa niin, että kuormituksen saavuttaessa 10 % köyden murtolujuudesta, köysi on kiertynyt täyden kierroksen keskiönsä ympäri. Kiertymätön köysi (D1315) alkaa kiertyä kuormituksen ollessa 70 % köyden murtolujuudesta. Käytännössä sitä (kuten muitakaan köysirakenteita)
ei kuormiteta kuin 20-30% murtolujuudesta, koska varmuuskertoimet eri koneistoluokissa on otettu huomioon.
Kiertymättömiä köysiä käytetään aina torninostureissa ja mobiili-nostureissa, joissa yleensä on suuret nostokorkeudet tai jos nosto tapahtuu yhdellä köydellä ja taakka on vapaana. Sitävastoin 6- ja 8-säikeisiä köysiä käytettään silloin kun molemmat päät ovat ’lukitut’, kuten hisseissä, kontti-nostureissa. Siltanostureissa voi olla käytössä käytössä kaksi köyttä, joissa toinen on oikea- ja toinen vasenkätinen.
Kuvat kertovat myös sen että leikarin käyttö on ehdottomasti kielletty 6- ja 8-säikeisissä köysissä. Leikarin käyttö johtaa köyden rakenteen lopulliseen muodon muutokseen, köyden päästessä kiertymään (säikeiden pituuden kasvaessa). Leikaria yleensä käytetään kiertymättömien teräsköysien kanssa, tällöin leikarin tehtävä on vapauttaa köyden sisäistä jännitystä (twist), jota syntyy köyden liikkuessa köysipyörästössä.
Taivutus vs. kulutuskestävyys (hankaus)
Taulukosta käy ilmi, että 6x7 köysi on taivutusominaisuuksiltaan
erittäin heikko, toisaalta sen kulutuskestävyys on erinomainen.
Sitä vastoin 8x19F ja 6x41 ovat erittäin notkeita
teräsköysiä, tosin ovat hankauskestävyydeltään huonoja.
PDF-esite:
