Что такое предельная рабочая нагрузка цепей

Определение предела рабочей нагрузки

Предел рабочей нагрузки — это максимальная статическая нагрузка, которую цепь может выдержать при нормальных условиях использования. Это то, что мы обычно называем «WLL». Он может точно отражать безопасную нагрузку, которую цепь может выдержать. Это также ключевой параметр при проектировании, выборе и использовании цепи для обеспечения безопасности во время использования.

Факторы, влияющие на WLL

Предел рабочей нагрузки (WLL) цепи зависит от многих факторов. Различные материалы, условия эксплуатации и производственные процессы будут по-разному влиять на WLL сварной цепи.

Материал

Углеродистая сталь: Цепь из углеродистой стали имеет низкую рабочую нагрузку и подходит только для легких условий эксплуатации.
Легированная сталь: При добавлении таких элементов, как хром и молибден, прочность и ударная вязкость материала значительно повышаются. Это делает цепи из легированной стали гораздо прочнее и может использоваться в некоторых тяжелых машинах.
Нержавеющая сталь: Цепи из нержавеющей стали устойчивы к коррозии и могут использоваться в морской или химической среде, но их рабочая нагрузка составляет около 80% цепей из углеродистой стали.

Процесс производства

Термическая обработка: Закалка и отпуск позволяют эффективно повысить твердость и прочность сварных цепей, увеличивая их рабочую нагрузку.
Процесс сварки: Автоматизированная сварка оплавлением или аргонодуговая сварка может заменить традиционную ручную сварку. Использование методов полной сварки гарантирует, что сварной шов будет полным, гладким и без пузырьков или трещин, что повышает твердость сварных соединений.
Обработка поверхности: Горячее цинкование или нанесение покрытия может повысить устойчивость к ржавчине и твердость поверхности, что также может улучшить рабочую нагрузку цепей.

Размер и структура

Диаметр провода: Это относится к диаметру проволоки, используемой для производства сварной цепи. WLL пропорционален квадрату диаметра проволоки. Например, цепь диаметром 12 мм имеет WLL в 4 раза больше, чем цепь диаметром 6 мм.
Подача: Длина шага (например, короткозвенные или длиннозвенные цепи) может напрямую влиять на WLL. Короткозамкнутые цепи имеют более высокий WLL, чем длиннозвенные цепи того же диаметра проволоки и материала.
Форма звена цепи: Сварные звенья цепи обычно имеют овальную, а не круглую форму, поскольку овальные звенья имеют более высокую прочность на разрыв.

Тип нагрузки

Статическая нагрузка: Нагрузка увеличивается медленно, и рабочую нагрузку можно использовать непосредственно в соответствии с нагрузкой.
Ударная нагрузка: Если цепь используется как цепь безопасности Чтобы резко остановить падающий предмет, тяговое усилие цепи будет в 2–3 раза превышать вес предмета, поэтому необходимо выбирать цепь с более высокой рабочей нагрузкой.

Факторы окружающей среды

Температура: Цепь из углеродистой стали будет хрупкой при низких температурах, а высокие температуры снизят прочность цепей, поэтому для условий низких или высоких температур следует выбирать стальные цепи с более высоким пределом рабочей нагрузки.
Коррозия: При использовании в морской воде цепь следует использовать при нагрузке не более 50% или даже 30% от ее рабочей нагрузки, а также необходимо регулярно проверять поверхностную коррозию цепи.

Износ

Сварная цепь изнашивается после длительного использования, и ее WLL постепенно уменьшается. Ее необходимо регулярно проверять, чтобы предотвратить несчастные случаи.

Связь между WLL и соответствующими параметрами

Прочность на разрыв

Прочность на разрыв определяется путем испытания, путем приложения возрастающей нагрузки к цепи до тех пор, пока она не порвется. Сила, которую выдерживает цепь в момент разрыва, является ее прочностью на разрыв, также известной как разрывное усилие. Эта сила имеет самое прямое отношение к WLL.

Фактор безопасности

Коэффициент безопасности является важным параметром стальных цепей, он может измерять запас прочности между усилием разрыва и фактической рабочей нагрузкой, гарантируя безопасность цепи во время использования и то, что она не будет повреждена даже в случае аварии.

Предел рабочей нагрузки (WLL) можно рассчитать с использованием прочности на разрыв и коэффициента запаса прочности:

WLL= Прочность на разрыв/Коэффициент безопасности

Например, если цепь имеет испытанную прочность на разрыв 10 тонн и коэффициент запаса прочности 5, то ее рабочая нагрузка составляет:

Грузоподъемность = 10 ÷ 5 = 2 тонны

Кроме того, различные области применения требуют разных коэффициентов безопасности.

Например:

Если стальная цепь используется в подъемной отрасли, то коэффициент запаса прочности обычно составляет 4 или 5.

Но если цепи используются в приложениях, где требуется безопасность людей, то коэффициент безопасности может достигать 8, например, в такелаже сцены и т. д.

Стандарты, связанные с WLL

Стандарты ИСО

ИСО 1834: Этот стандарт определяет классификации и пределы рабочей нагрузки (WLL) сварных стальных цепей, таких как классы G80 и G100. Диапазон его испытаний включает растяжение, усталость, изгиб и т. д.

Стандарты ANSI

ASME B30.9: Это американский стандарт для подъемные цепи, который требует взятия образца цепи для испытания на разрыв перед отправкой.
Правила OSHA: Обязательно использовать цепочки с Маркировка WLL, Перегрузка является незаконной.

Стандарты DIN

ДИН 5685: Это немецкий стандарт для высокопрочных цепей, определяющий химический состав и диапазон твердости цепей классов 80 и 100.

Обратите внимание, что в разных стандартах WLL предъявляет разные требования.

Например, согласно стандарту ISO, сварная цепь G80 шириной 10 мм имеет грузоподъемность около 8 тонн, а коэффициент запаса прочности равен 4. Однако, поскольку стандарт DIN более строг, цепь G80 шириной 10 мм из того же материала и с тем же производственным процессом имеет грузоподъемность около 7 тонн согласно стандарту DIN.

Как выбрать правильную цепь с подходящим WLL

При выборе цепи, помимо размера и материала, важнейшим фактором является предельная рабочая нагрузка (WLL). Она гарантирует, что цепь не деформируется и не сломается во время использования.

Следующий пример наглядно объясняет, как выбрать наиболее подходящую цепь для WLL:

Приложение: Использование подъемного оборудования для подъема 10-тонного объекта.
Фактор безопасности: Поскольку это высокорискованное приложение, выбран коэффициент безопасности 5.
Нагрузка: В момент подъема сила удара может достигать 1,5 веса, поэтому нам нужна общая нагрузка 10*1,5=15 тонн, что является безопасной нагрузкой.

Исходя из коэффициента запаса прочности и требуемой нагрузки, можно рассчитать разрывное усилие требуемой цепи как:

15*5=75 тонн

Таким образом, мы можем выбрать наиболее подходящую цепь в соответствии с ее разрывным усилием, например, 18-миллиметровую цепь G100, которая имеет разрывное усилие 80 тонн, и она может удовлетворить наши потребности.

Экологические соображения

Если цепь будет использоваться в морской среде, следует выбирать нержавеющую сталь марки 316 для устойчивости к коррозии.

Однако нержавеющая сталь имеет меньшую прочность, чем легированная сталь, поэтому нам необходимо производить расчеты в соответствии с конкретными обстоятельствами, чтобы соответствующим образом снизить ПДН с целью повышения ее прочности на разрыв и повышения безопасности.

Краткое содержание

WLL, что означает предел рабочей нагрузки, является наиболее прямыми данными по безопасности сварной стальной цепи. Его необходимо выбирать на основе материала, среды использования, производственного процесса и фактических условий работы. Ключевые моменты:

При выборе WLL нагрузку необходимо рассчитывать по наихудшему сценарию.
Поскольку разные производители стальных цепей используют разные производственные процессы, фактическая WLL может отличаться. Поэтому следуйте данным производителя и не делайте оценок без основы.
После выбора стальных цепей с правильной рабочей нагрузкой ее необходимо регулярно проверять во время использования и подробно регистрировать, чтобы избежать износа с течением времени, который может снизить рабочую нагрузку и стать причиной несчастных случаев.

Технические характеристики продукции по данной теме см. в разделе Ваш надежный поставщик цепей из нержавеющей стали и Цепь буксировочная.