Podstawy urządzeń okrętowych - wykład CIĘGNA
Literatura: Smotrycki Stanisław; Maszyny i urządzenia pokładowe, rozdział 2 Cięgna stosowane w wyposażeniu pokładowym, Wyd. P.Sz., Szczecin 1974 PN-68/M-80200 Liny stalowe. Podział i zasada budowy oznaczenia. PN-68/M-80201 Liny stalowe z drutu okrągłego. Wymagania i badania. PN-69/M-80202 Liny stalowe 1 7 i inne normy Przepisy Polskiego Rejestru Statków, część XIII Materiały, rozdział 8 i 9 Katalogi producentów, np.: Drumet, Dreyfus.
Cięgno charakteryzuje się tym, że przenosi tylko siły rozciągające. Ze względu na swoją giętkość nie przenosi sił ściskających i zginających. Rodzaje cięgien: liny; łańcuchy. Funkcje cięgien w urządzeniach okrętowych: takielunek stały; takielunek ruchomy; cięgna kotwiczne, cumownicze, holownicze.
Materiały z których wykonano cięgna: - włókna: - stal. - naturalne: - konopne - K; - manilowe (dziki bananowiec) - Ma; - sizalowe (liście agawy) - Sl; - jutowe; - bawełniane; - lniane; - sztuczne: - nylonowe; - stylonowe; - terylowe; - polipropelynowe; - inne;
Budowa cięgna z włókna naturalnego:
Zestawienie lin włókiennych i ich właściwości: Liny sizalowe sizal - niezwykle twardy i bardzo wytrzymały surowiec; niebarwione; wykończone z zachowaniem charakteru surowca; przyjazne dla środowiska; odporne na ścieranie; o wysokiej higroskopijności. Liny polipropylenowe polipropylen (PP) charakteryzuje się wyższą trwałością od materiałów naturalnych; odporne na działanie substancji chemicznych i organicznych; nie absorbujące wody; stabilizowane na promieniowanie UV; zgodne z normami PN, DIN; wysoka wytrzymałość na zrywanie; duża odporność na ścieranie; nie tworzy pętli, nie skręca się; niezwykle lekka - masa właściwa: 0,91 g/cm3 ( unosi się na wodzie ); temp. topnienia 165-175 C.
Zestawienie lin włókiennych i ich właściwości: Liny poliestrowe znakomitą odpornością na warunki klimatyczne; bardzo dobrą wytrzymałością; odpornością na ścieranie; w odróżnieniu od lin poliamidowych, także w stanie mokrym są - prężne i miękkie; nie unoszą się na wodzie; znakomita odporność na promieniowanie UV; temp. pracy do 150 C (temp. topnienia 260 ); dobra odporność na chemikalia; niska rozciągliwość; zgodne z normą PN-EN i DIN. Liny poliamidowe zdolnością pochłaniania energii uderzeniowej; nie unoszą się na wodzie wyższa odporność na wysokie temperatury niż w wypadku polipropylenu; temp. pracy do 100 C (temp. topnienia 215 C); wysoka wytrzymałość i odporność na ścieranie; wysoka rozciągliwość; niższa odporność na kwasy; absorbują wilgoć; w różnych kolorach; zgodne z normami PN-EN i DIN.
Porównanie własności lin z włókien naturalnych i sztucznych: średnica wytrzymałość liny na zerwanie [kn] liny [mm] konopne sizalowe manilowe PP terylowe stylonowe 20 21,6 23,5 24,5 31,4 55,9 59,8 22 27,5 26,5 29,5 49 65,7 73,6 24 33,4 30,4 35,3 58,9 78,5 88,3 26 37,3 34,3 41,2 68,7 90,3 98,1 masa własna [g/cm 3 ] 0,95 1 0,92 0,68 (pł.) 1 0,84 wydłużenie sprężyste [%] 8 9 6 7 10 5 5 5 wydłużenie przy zerwaniu [%] 14 16 14 16 32 35
Budowa cięgna wykonanego ze stali:
Podział lin stalowych wg: 1. Kształtu poprzecznego: a) liny okrągłe; b) liny płaskie os. 2. Przekroju poprzecznego splotek w linie: a) liny okrągłosplotkowe; b) liny trójkontnosplotkowe os; c) liny owalnosplotkowe os. 3. Przekroju poprzecznego drutów: a) liny z drutów okrągłych; b) liny z drutów okrągłych i kształtowych: - klinowych k; - esowych s; - zetowych z. 4. Według liczby lnisk: a) liny jednosplotkowe (jednozwite) - 1; b) liny sześciosplotkowe (dwuzwite) 6; c) liny ośmiosplotkowe (dwuzwite) 8; d) liny osiemnastosplotkowe (dwuzwite) 18; e) liny trzydziestosześciosplotkowe (dwuzwite) 36; f) liny sześciolniskowe: - okrągłe (trójzwite); - liny płaskie (dwuzwite) - os; g) liny ośmiolniskowe (płaskie) - 8 4; h) liny dziesięciolniskowe (płaskie) - 10 4; i) liny dwunastolniskowe (płaskie) - 12 4.
5. Liczby warstw splotek w linie: a) liny z jedną warstwą splotek; b) liny z dwiema warstwami splotek; c) liny z trzema warstwami splotek. 7. Styku drutów w splotce: a) liny z punktowym stykiem drutów T; b) liny z liniowym stykiem drutów: - o jednakowej średnicy drutów w poszczególnych warstwach splotki (typ Seale) S; - o dwóch różnych średnicach w zewnętrznej warstwie splotki (typ Warrington) W; - o warstwach z drutów o jednakowej średnicy i warstwach z drutów o różnych średnicach (typ Warrington-Seale) WS; - kombinowane z częściowo liniowym i częściowo punktowym stykiem drutów pomiędzy poszczególnymi warstwami splotek (na podstawie konstrukcji Seale ST, na podstawie konstrukcji Warrington WT); - z drukiem wypełniającym (typu Filler) F. 6. Liczba warstw drutu w splotce: a) jednowarstwowe; b) dwuwarstwowe; c) trzywarstwowe; d) czterowarstwowe. T S W ST WT F WS
8. Wielokrotności zwicia liny: a) liny jednozwite; b) liny dwuzwite; c) liny trójzwite; d) liny szyte. 10. Wzajemnego układu zwicia splotek i lin: a) liny przeciwzwite prawe Z/s; b) liny przeciwzwite lewe S/z; c) liny współzwite prawe Z/z; d) liny współzwite lewe S/s. 9. Kierunku zwicia liny i splotki: a) liny prawe Z; b) splotki prawe z; c) liny lewe S; d) splotki lewe s. 11. Materiału rdzenia: a) liny z jednym lub kilkoma rdzeniami organicznymi Ao; b) liny z rdzeniem z włókien azbestowych Aa; c) liny z rdzeniem metalowym z drutów o niskiej wytrzymałości Am; d) liny z rdzeniem metalowym z drutów o tej samej wytrzymałości co pozostałe druty w linie At; e) liny z rdzeniem z tworzyw sztucznych. Z/s S/z Z/z S/s 12. Naprężeń wewnętrznych liny: a) liny nieodprężone; b) liny odprężone n.
13. Odkrętności liny: a) liny odkrętne; c) liny nieodkrętne N. 14. Klasy jakości liny: a) liny wysokiej jakości I; b) liny normalnej jakości II. 15. Rodzaju pokrycia drutów: a) liny z drutów gołych; b) liny z drutów ocynkowanych warstwą normalną g; c) liny z drutów ocynkowanych warstwą grubą G. 16. Nominalnej wztrzymałości na rozciąganie: a) Rm = 120 kg/mm 2 120; b) Rm = 140 kg/mm 2 140; c) Rm = 160 kg/mm 2 160; d) Rm = 180 kg/mm 2 180; e) Rm = 200 kg/mm 2 200; f) Rm = 220 kg/mm 2 220.
Zasada tworzenia oznaczenia liny: 1) Część słowna; 2) Średnica liny lub szerokość i grubość w przypadku lin płaskich; 3) Oznaczenie konstrukcji liny: Kształt przekroju poprzecznego drutów; Styk drutów w splotkach; Liczba drutów w splotce; Liczba rdzeni; Materiał rdzenia; W przypadku rdzenia metalowego jego konstrukcja. 4) Kierunek zwicia lin i splotek; 5) Liczba splotek i lnisk; 6) Wzajemny układ zwicia splotek i liny; 7) Stan naprężeń wewnętrznych w linie; 8) Odkrętność liny; 9) Klasa jakości liny; 10) Rodzaj pokrycia drutów w linie; 11) Nominalna wytrzymałość na rozciąganie; 12) Numer normy przedmiotowej.
Przykładowe oznaczenie liny: Część słowna Średnica liny 20 mm Oznaczenie konstrukcji liny: W Werrington; 6 6 splotek; 19 19 drutów; Ao rdzeń z włókien organicznych LINA 20,0 W 6 19+Ao Z/s n II g 160 PN-70/M-80225 Kierunek zwicia lin i splotek: Z/s lina przeciwzwita prawa Stan naprężenia: n lina odprężona Klasa jakości liny: II lina normalnej jakości Rodzaj pokrycia drutów w linie: g lina ocynkowana warstw normalną Numer normy przedmiotowej: PN-70/M-80225 Liny stalowe W 6 19+Ao Nominalna wytrzymałość na rozciąganie: 160 160 kg/mm 2
Przepisy PRS dotyczące cięgien: Część XIII Materiały (rozdział 8 Liny stalowe ; rozdział 9 Liny z włókien roślinnych i syntetycznych ) Podstawowe wymagania: Przekrój okrągły; Ocynkowanie; Rdzeń z manili, sizalu, konopi lub włókien syntetycznych; Rm = 13,7 MPa (140 kg/mm 2 ); 15,7 MPa (160 kg/mm 2 ); 17,7 MPa (180 kg/mm 2 ); 19,6 MPa (200 kg/mm 2 ) Część III Wyposażenie pokładowe 4.2. Liny cumownicze: d 20 mm dla włókien roślinnych i sztucznych; 72 druty w 6 splotkach z 7 rdzeniami z włókna dla rzeczywistej siły zrywającej mniejszej od 216 kn; 144 druty w 6 splotkach z 7 rdzeniami z włókna dla rzeczywistej siły zrywającej z przedziału od 216 kn do 490 kn; 216 drutów w 6 splotkach z 7 rdzeniami z włókna dla rzeczywistej siły zrywającej powyżej 490 kn; 5.2. liny holownicze: Długość i rzeczywistą siłę zrywającą odczytujemy z tablic (wg wskaźnika wyposażenia) 6.2. Maszty z olinowaniem stałym Inne przepisy