ワイヤロープ

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 ワイヤロープは、クレーンの巻上装置や起伏装置等に使用されています。 クレーンには、構造的にバランスのとれた6 ストランドのワイヤロープが一般的に使用されています。



ワイヤロープ

 ワイヤロープは、良質の炭素鋼を線引き加工した継ぎ目のない鋼線をより合せてストランド(子なわ)を作り、更にストランドを一定のピッチで心網に巻きつくようにより合せている。柔軟で強靭なワイヤロープは、曲げ応力に強く、切断(破断)の前触れを予想できる等の優れた特徴がある。
 ● 心網    (繊維心と鋼心の総称)
 ● 素線    (ストランドを構成する鋼線)
 ● ストランド (複数の素線をより合せたもの)

      Figure

 ● 心網

ワイヤロープの中心に入れて心にしたもので、鋼心や繊維心等がある。
  1. 鋼心
     鋼心にはロープ心とストランド心があるが、 クレーンにはロープ心によるワイヤロープが使用さ
     れている。 ロープ心は、独立した1 つのロープを心にしたもので、繊維心に比べて破断荷重が
     大きく強度があり、ロープの伸びや径の減少及び側圧による形崩れに強く、耐熱性に優れてい
     る。 ストランド心によるワイヤロープは、ストランドを心にしたもので、特殊な用途に僅かに用い
     られている。
  2. 繊維心
     繊維心には、天然繊維心と含油性を高めた合成繊維心があり、 用途に応じて使い分けられて
     いる。繊維心は、ワイヤロープの潤滑と防錆のため、ロープ内部からグリースを補給できるよう
     にグリースを含ませている。 鋼心に比べてロープの柔軟性が大きく、衝撃や振動を吸収するた
     め、玉掛用ワイヤロープとして広く用いられている。

ワイヤロープのより方とより方向

 ワイヤロープのより方とストランドのよりの方向が反対のものを「 普通より 」、ワイヤロープのより方とストランドのよりの方向が同じ方向のものを「 ラングより 」という。また、ワイヤロープのより方には、Zより(左より)とSより(右より)があり、通常は「 普通Zより 」のワイヤロープが使用されている。
 グラブバケットの開閉ロープと支持ロープは、互いのロープが絡み合うことを防ぐためにZよりとSよりのロープを使用して、ロープのより戻りを互いに打ち消す方法が用いられている。

 ● 普通より

 1 よりの長さが短く、素線はロープ軸にほぼ平行。よりが締まってキンクしにくく、取扱いは容易だが、磨耗性と疲労性においてラングよりに劣る。

 ● ラングより

 1 よりの長さが長く、素線はロープ軸に対してある角度をなす。素線が平均に摩擦を受けるために耐磨耗性に優れ、柔軟で耐疲労性は良いが、ロープの自転性が大きくキンクを生じやすい。 

       rope     rope     rope     rope
        普通Zより      普通Sより     ラングZより    ラングSより

ワイヤロープの呼称と記号

 1ストランド中の素線数が24本、ストランドの数が6本の24本線6よりのワイヤロープは「6×24」と表示する。また、全素線数は6×24を乗じた144で求めることができる。ワイヤロープは、ロープの構成、裸又はメッキの別等を文字で表現すると繁雑になるため,構成記号によって表示される。

心の種類の記号
繊維心 FC 通常は表示しない
ロープ心 / ストランド心 IWRC / IWSC IWSCは通常表示しない
ストランドのより方の記号
一 般 フラット形 シール形 ウォーリントン形 フィラー形 ウォーリントンシール形 セミシール形
表示せず Fi WS SeS
構成記号
心の種類 ・ ストランド数 × ストランドのより方 ・ 1ストランド中の素線数

クレーンのワイヤロープの構成装置

 クレーンの巻上げや起伏には、6×37、6×Fi(29)、IWRC6×Fi(29)のワイヤロープが多く使用されている。また、小容量ホイストのロープ径が8mm以下のものには、ウォーリントン形19本線6よりのワイヤロープが多く使用されている。 フィラー形のワイヤロープは、ストランドを構成する素線の間にフィラー線(細い素線)を組合せ、素線同士が互いに線状に接触するようにより合せたもので、形崩れや局部的摩擦による素線の断線を起こすことが少ない。このため、6×37のワイヤロープ等に代わって、近年のクレーンにはフィラー形のワイヤロープが多く使用されている。

構成 37本線6より フィラー形29本線6より フィラー形29本線
6よりロープ心入り
ウォーリントン形
19本線6より
構成
記号
6×37 6×Fi(29) IWRC6×Fi(29) 6×W(19)
断面 rope rope rope rope

ワイヤロープの径の測り方

 ワイヤロープの径には、公称径(呼び径)と実際径(実測径)がある。製造時のロープ径の許容差は、JIS(日本工業規格)によって公称径10mm未満は0〜10%、10mm以上は0〜7%と定められている。 ワイヤロープの実際径は、外接円の同一断面を3方向からノギスで測定し、その平均値をミリメ−トル(mm)で表示している。

        Figure      Figure
         正しい測り方               誤った測り方

安全率

 クレーンに使用されているワイヤロープは、ロープが切断する荷重(切断荷重又は破断荷重という)よりも低い荷重を使用限界荷重に設定して安全性を高めている。この使用限界荷重を設定するための数値を安全率(安全係数)という。 つまり、切断荷重が10tの巻上用ワイヤロープの安全率を5とした場合は、そのロープには2t以上の荷重を掛けてはならないとしたものが使用限界荷重で、クレーンに使用されるワイヤロープの安全率は用途及び使用条件に応じて3.55〜5.0以上と定められている。

安全率
巻上用 、 起伏用ワイヤロープ 3.55〜5以上
電気チェンブロックのつりチェーン 5以上
● 安全率(安全係数)
  ワイヤロープの切断荷重(破断荷重)を、ロープに掛かる荷重の最大値の安全荷重で除した値。
● 切断荷重(破断荷重)
  ワイヤロープの破断試験において試験片が破断に至る時の最大の荷重。 JISでは、破断荷重という。

ワイヤロープの端末処理

 ワイヤロープの端末処理には、ドラム側に取付ける端末処理とドラム以外の端末処理がある。

 ● ドラム側の端末処理

 クレーンにはロープ押えやキー止めが多く使用され、ホイストには合金止めが多く使用される。

       Figure  Figure
            ロープ押え(クランプ止め)                    キー止め

          Figure           Figure
                合金止め                      くさび止め(コッタ止め)

 ● ドラム以外の端末処理

 ドラム以外のワイヤロープの端末処理には、次のような方法がある。合金止めの効率が最も高く、くさび止めは他の端末処理と比べると効率が劣る。 

取付方法 略 図 効率(%) 備 考
合金止め
(ソケット止め)
Figure 100% 合金又は亜鉛鋳込法
ワイヤロープの端末をソケットに差し込み、ソケットの中に合金を鋳込む
クリップ止め Figure 75〜85% 増し締めが必要
加工の不適当なものは50%以下の効率
くさび止め
(コッタ止め)
Figure 60〜80% ロープの固定作業は簡単だが効率は劣る。加工が不適当なものは50%以下の効率
アイスプライス Figure 75〜90% ロープ径
14mm以下の効率は95%
16mm〜26mmの効率は90%
28mm〜38の効率は80%
39mm以上の効率は70〜75%
圧縮止め Figure 90〜100% 特殊アルミ合金の管をプレス加工

 クリップ止めは、引張力の大きい引張側にクリップのナットがくるように取付ける。また、クリップに取付けたロープの間に隙間ができないようにナットを均等に締め付ける。

       Figure   Figure  Figure
           正しい取付け方                    誤った取付け方 

ドラムのワイヤロープについて

 ドラムの1層目のワイヤロープの巻き方が悪いと、ロープの間に隙間ができて乱巻きになりやすい。ワイヤロープは、張力を掛けながら固く均等に巻き、ロープを叩く時は鉛か真鍮のハンマーを用いる。また、新しい巻上用ワイヤロープをドラムに取付けた直後は、定格荷重の半分程度の荷重をつり、低速で巻上げ、巻下げの操作を数回行う。ワイヤロープを馴染ませることで、ロープの寿命を延ばす効果がある。

      Figure

捨巻き

 クレーンのドラムの巻上用ワイヤロープに掛かる荷重をロープ押え等の金具が直接受けると、ドラムからロープが抜け落ちる恐れがある。ワイヤロープを最も多く繰り出してもドラムにロープが2巻以上残っていれば、ロープの巻き締めの力でロープに加わる張力を支えることができるため、ロープの取付部分には大きな力が掛からない。 この余分な巻数を捨巻きといい、 構造規格で2巻以上と定められている。 したがって、ドラムに取付けるワイヤロープの長さは、フックブロック等のつり具を最大に巻下げた時に、最低2巻以上ドラムに残るようにしなければならない。

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