Zawiesia transportowe
Cz.I. Rys historyczny

W każdym zakresie działalności człowieka spotykamy się z koniecznością przesunięcia, transportu, zmiany położenia różnych, użytkowanych przez niego przedmiotów. Od początku dziejów człowiek starał się ułatwić sobie pracę za pomocą różnych narzędzi.
Do prac przeładunkowych wykorzystywał systemy dźwigni i wszelkiego rodzaju zespołów przeładunkowych, jednak w każdym przypadku spotykał się z problemem pewnego i bezpiecznego zamocowania ładunku.

Najstarszym ze znanych sposobów podwieszania ciężkich elementów było zastosowanie lin wykonanych z włókien naturalnych, takich jak sizal, juta czy konopie. Pojedyncze włókna odpowiednio formowane w tzw. splotki po wzajemnym spleceniu dawały elastyczną, a zarazem bardzo wytrzymałą linę, z której przy wykorzystaniu odpowiednich technik zaplotu można było formować cięgna nośne opasujące podnoszony element. Pojedyncze cięgna lin lub wzajemnie połączone, odpowiednio ukształtowane odcinki przyjęły z czasem nazwę zawiesi transportowych (rys. 1). Zawiesia wykonane z włókien naturalnych, mimo wielu zalet, takich jak duża elastyczność, mały ciężar i prostota wykonania, posiadały jedną bardzo istotną wadę – dużą wrażliwość na przetarcia, przecięcia i inne uszkodzenia mechaniczne, co miało zasadniczy wpływ na ich żywotność.   

Rys. 1. Widok rzeczywisty zaplotu ucha nośnego liny konopnej, wg [1]
(źródło: https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTKcfd_Kjy1Frnkzp282b6MftpNpT4FLRGIGrJbfLzwJoNuQk7o1Q)

Wraz z postępem cywilizacyjnym i opanowaniem technologii wytopu i kucia żelaza zaczęto wytwarzać stalowe łańcuchy ogniwowe, które w bardzo krótkim czasie znalazły zastosowanie jako cięgna, zastępując tym samym stosowane wcześniej liny włókienne. Technologia ta przyczyniła się również do wytwarzania elementów takich jak ogniwa, szakle spinające czy haki transportowe, które w znacznym stopniu ułatwiły mocowanie cięgien na podnoszonych elementach (rys. 2). Podstawową zaletą zawiesi wytwarzanych z łańcucha była i pozostaje do dziś bardzo duża wytrzymałość oraz odporność na wszelkiego rodzaju uszkodzenia mechaniczne. Pozwala to na wykorzystywanie ich w bardzo trudnych warunkach pracy (m.in. dot. kopalni, kamieniołomów czy hut itp.), przy przeładunku i transporcie elementów o ostrych krawędziach, jak również materiałów rozgrzanych do wysokich temperatur. Rozwój technologii materiałowej umożliwił w czasach współczesnych wytwarzanie zawiesi łańcuchowych w klasach wytrzymałości 8, 10 i 12 – co odpowiada granicy wytrzymałości stosowanych materiałów na rozciąganie Rm, odpowiednio 800, 1 000 i 1 200 MPa – dzięki czemu uzyskano niebywały wprost wzrost wytrzymałości, przy jednoczesnym spadku ciężaru zawiesi.

Rys. 2. Łańcuchy i akcesoria zawiesi, wg [2]
(źródło: https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTCvC6RdSPiGsgvNP-Uyxk4jx2V9tjOABIp2hQedcJEHD5usBP6)

Wynaleziona na początku XIX wieku przez Wilhelma Augusta Alberta lina stalowa (pierwsze wykonanie ręczne złożone z trzech splotek czterodrutowych) stała się podstawą uruchomienia
w 1837 roku pierwszej maszyny do wyrobu splotek i lin. Początkowo liny stalowe wykorzystywano przede wszystkim w kopalniach jako liny wyciągowe, które z czasem znalazły zastosowanie jako cięgna zawiesi transportowych.

Odpowiednie formowanie pętli końcowych (metodą zaplatania lub zaciskania hydraulicznego w tulejach stalowych lub aluminiowych – rys. 3-4) pozwoliło na dowolne konfigurowanie układów cięgnowych zawiesi, które w krótkim czasie stały równorzędne dla stosowanych wcześniej łańcuchów.

(a)	(b)

Rys. 3. Sposób formowania pętli końcowych lin – metoda zaplatania
(a) wg [3] (źródło: fragment dokumentacji wewnętrznej – Przedsiębiorstwo HAK Sp. z o.o.)
(b) wg [4] (źródło: http://www.sangermetal.com/dane/zdjecia/0a04a618eb85a53.jpg)

Do podstawowych zalet zawiesi wytwarzanych z lin stalowych należy w obecnych czasach zaliczyć stosunkowo wysoką temperaturę pracy, niską cenę i ciężar dość korzystny w stosunku do udźwigu, zaś do wad – małą odporność na uszkodzenia związane z łamaniem lin na ostrych krawędziach oraz inne uszkodzenia mechaniczne. Znaczącą wadą jest również niszczenie i rysowanie powierzchni elementów podnoszonych przez te zawiesia.

(a)	(b)

Rys. 4. Sposób formowania pętli końcowych lin – metoda zaciskania hydraulicznego w tulejach stalowych lub aluminiowych
(a) wg [3] (źródło: fragment dokumentacji wewnętrznej – Przedsiębiorstwo HAK Sp. z o.o.)
(b) wg [5] (źródło: http://www.zawiesia.net.pl/File.aspx?FileID=D7EB7F5B-7E42-4AF4-949C-9FBE4FFA4B55)

Współcześnie największą popularnością i zarazem największym popytem sprzedażowym cieszą się zawiesia wykonywane z włókien sztucznych (rys. 5). Technologiczny postęp w wytwarzaniu surowców syntetycznych umożliwił zastosowanie w produkcji cięgien nośnych zawiesi materiałów takich jak poliester, polipropyl czy stosowany również przy produkcji kamizelek kuloodpornych – kevlar.

Rys. 5. Zawiesia z włókien sztucznych, wg [6]
(źródło: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQpNpRvB0PjLtBSJf29_i1EUnzXkgL-5ht4KZhx7DaLLREdevEG1w)

Zawiesia wykonane z tego typu tworzyw doskonale nadają się do prac transportowych, gdzie wymagana jest ich duża wytrzymałość przy jednoczesnej małej wadze (rys. 6). Znajdują idealne zastosowanie przy podnoszeniu ładunków delikatnych, pokrytych impregnowanymi powierzchniami, podatnych na uszkodzenia i zarysowania. Do wad zaliczyć jednak należy – małą odporność na uszkodzenia mechaniczne i wysoką temperaturę.

 
Rys. 6. Dopuszczalne obciążenia robocze DOR [t] zawiesi pasowych, wg [7]
(źródło: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ6cR0SPhZRJxPBYKzmrDfzfPGnpv0svwyjigHsSY-nvkKVvJiBPQ)

Kolejna część publikacji, która ukaże się niebawem, poświęcona zostanie zawiesiom specjalnego przeznaczenia (tj. zawiesiom specjalistycznym).

Zapraszamy.

Do zobaczenia wkrótce. 

Bibliografia: