OceĽovÉ lano

Oceľové lano je druh lana, ktoré je vyrobené z viacerých kovových vlákien.

Laná z prírodných materiálov sa používali už v staroveku. Používali sa na dvíhanie nákladov a v námorníctve. Potreba pevnejších lán nastala až koncom osemnásteho storočia s rozvojom priemyslu a hlavne s rozvojom banského priemyslu. Keďže sa kopalo v stále väčšej hĺbke, boli na laná kladené väčšie požiadavky, čo sa už nedalo zvládať len zmenou hrúbky lana. Laná z prírodných materiálov mali obmedzenú životnosť a hlavne nízku bezpečnosť.

História oceľových lán

Na európskom kontinente bolo ako prvé vyrobené a použité oceľové lano v nemeckých strieborných baniach v Clausthale (pohorie Hartz) (r. 1834). Prvé oceľové laná boli tvorené navzájom skrútenými kovanými drôtmi, ktoré tvorili prameň. Z troch prameňov potom bolo stočené lano.

Technológia bola prevzatá z výroby konopných lán. Laná sa stáčali ručne. Tieto laná sa tiež nazývali Albertove. (William Albert vrchný banský radca, ktorý použitie lán presadil). Keďže drôty mali relatívne veľký priemer, tak aj prierez lana bol veľký a lano bolo málo ohybné. Laná však napriek tomu mali výhodu, že vo vlhkom banskom prostredí netleli, mali vyššiu pevnosť a oproti reťaziam sa neroztrhli „bez varovania“.

Už v roku 1836 bolo oceľové lano v prevádzke na Slovensku, a to na šachte Kristián v Banskej Štiavnici. V roku 1837 bola na šachte Piarg v Banskej Štiavnici zriadená prvá továreň na výrobu oceľových lán na základe podnetu komorného grófa Schweitzera. Laná sa najprv vyrábali ručne, od roku 1840 bol v prevádzke stroj na výrobu prameňov, ktorý si dal v tom istom roku patentovať viedenský mechanik Wurm. Dĺžka prvých lán bola len niekoľko desiatok metrov. Vývoj techniky výroby oceľových lán pokračoval pomerne rýchlo a už v roku 1850 bolo pre potreby železničnej prevádzky vyrobené lano o dĺžke 2 650 m.

V tomto období ako i v nasledujúcich rokoch 19. a 20. storočia až po súčasnosť sa vývoj lán nesie v znamení zlepšenia strojového vybavenia na výrobu lán, zlepšenia vlastností materiálov použitých na laná a zlepšenia konštrukcie lán.

Materiál na výrobu oceľového lana

Na výrobu lán sa používajú tri základné komponenty
- lanový drôt oceľový, hliníkový, medený,
- jadro (vložka alebo duša) lana,
- mazadlo lana.

Lanový drôt

Na výrobu mechanicky namáhaných lán sa najčastejšie používa oceľ. Farebné kovy sa používajú, len ak má lano viesť elektrický prúd. Základnou časťou lana je drôt, ktorého vlastnosti ovplyvňujú aj vlastnosti a kvalitu výsledného oceľového lana. Drôt pre oceľové laná je vyrábaný z nelegovaných uhlíkových ocelí triedy 12 (obsah C je v rozmedzí 0,42 – 0,6 %.
Na kvalitu drôtu má vplyv:
- veľkosť a množstvo prímesí v drôte,
- veľkosť a počet povrchových chýb drôtu vzniknutých pri valcovaní, alebo ťahaní,
- štruktúra drôtu,
- teplota pri spracovaní drôtu.

Ak sa používa lano vo vonkajšom prostredí, tak je vhodné, aby sa povrchovo protikorózne upravilo (pozinkovalo).

Vložka oceľového lana

Nazýva sa tiež duša lana. Úlohou vložky lana je vytvárať pevnú, ale zároveň pružnú podložku pre pramene lana, ktoré sú okolo vložky špirálovo stáčané. Vložka zabraňuje radiálnemu posúvaniu a bočným tlakom prameňov a súčasne vypĺňa priestor medzi prameňmi. Ďalšími úlohami vložky sú zabezpečovanie kruhového prierezu oceľového lana a zásobovanie lana mazadlom.

Materiálom vložky lana bývajú najčastejšie rôzne plastové materiály (Bariflex, Polypropylén ...). Sú odolné voči vyšším teplotám, majú väčšiu odolnosť proti oderu a v porovnaní s prírodnými materiálmi používanými v minulosti lepšiu pevnosť v ťahu. Vložka musí mať poréznu štruktúru, kvôli absorbovaniu dostatočného množstva mazadla. V niektorých prípadoch je vložka lana kovová. Je to najmä v prevádzkach s teplotami nad 60 °C a vtedy, keď je požadovaná väčšia pevnosť lana pri danom priereze. Mazacia časť je potom vložená medzi vnútorné lano a jeho oplet vo forme prameňov. Tieto laná sú tuhšie.

Mazadlo oceľového lana

Mazadlo chráni lano pred koróziou, znižuje vzájomné trenie medzi drôtmi a prameňmi, znižuje trenie medzi lanom a kladkou a zabraňuje vnikaniu nečistôt a vody do vnútra lana.
Požadované vlastnosti:
- mazadlo nesmie vytekať,
- mazadlo nesmie byť odstrániteľné vodou a kvapalinami s ktorými prichádza do styku,
- mazadlo musí byť stále a odolné voči poveternostným a teplotným vplyvom, a tým chrániť proti korózii aj lano,
- mazadlo nesmie korozívne ani inak chemicky pôsobiť na drôt.

Mazadlá sa vyrábajú podľa účelu použitia lana, zvláštne mazadlá sa používajú na domazávanie lán v prevádzke. Medzi najobľúbenejšie mazadlo na domazávanie lán patrí ELASKON 30 - odkaz

Požadované vlastnosti oceľového lana

Nosnosť oceľového lana - je najdôležitejším parametrom, ktorý sa volí na základe veľkosti zaťaženia a požadovanej bezpečnosti.
Bezpečnosť lana - je daná pomerom menovitej nosnosti lana a jeho maximálnym statickým zaťažením.
Modul pružnosti lana - s ktorým súvisí predlžovanie lana. To je dôležité pri lanách s väčšou dĺžkou. Veľkosť modulu pružnosti je možné určiť výpočtom alebo experimentálne. Ovplyvňuje ho menovitá pevnosť drôtov a veľkosť zaťaženia.
Krútiaci moment lana - keďže lano je stáčané vznikajú pri jeho zaťažení zvislou silou krútiace momenty, ktoré sa eliminujú protismerným obtáčaním vo výrobe.

Konštrukcia oceľového lana

Je daná hlavne vzájomným usporiadaním drôtov v prameni ako aj prameňov samotných. Základné konštrukcie sú definované v STN EN 12385-4.

Základné konštrukcie oceľových lán

Ak nie je definované inak, údaje sa týkajú oceľových lán.
- laná jednopramenné
- laná klasické, štandardné
- laná súbežné, SEAL
- laná ohybné, Hercules
- laná Warrington
- laná z tvárneného drôtu
- antikorové laná
- elektrické laná
iné

Jednopramenné oceľové laná

Jednopramenné oceľové laná sú laná zložené z jedného prameňa, s jadrom, alebo bez jadra.

jednopramenne lana jednopramenne lana

Jednopramenné laná sa používajú ako výplň lán (jadro), nosné lano, bovden. Obvykle mávajú 7 – 19 drôtov.


Štandardné oceľové laná (STANDARD)

Laná vinuté klasickým spôsobom - malým počet hrubších drôtov rovnakého prierezu. Dobrá odolnosť voči oderu, nízka ohybnosť, jednoduchá a lacná výroba. Obvykle sa vyrábajú ako šesťpramenné.

standardne lano standardne lano standardne lano standardne lano standardne lano standardne lano

Používajú sa ako montážne laná, lyžiarske vleky, signálne, na kotvenie a podobne, lanové dráhy a lanovky, ťažné lana, ťažné pre lanovky, posunovacie, výťahové, vrtné zdvíhadlové, rýpadlové, žeriavové, lodné, vlečné a podobne.


Oceľové laná typu SEAL

Lana vinuté súbežným spôsobom. Pramene majú vonkajšiu vrstvu drôtu väčších priemerov. Sú odolnejšie proti oteru než lano STANDARD. Laná majú menšiu ohybnosť, avšak veľmi dobre znášajú rázové zaťaženie. Ohybnosť sa niekedy vylepšuje drôtmi menších priemerov v prvej a druhej vrstve.

lano typ seal lano typ seal lano typ seal lano typ seal lano typ seal lano typ seal

Príklady využitia lana: výťahové, žeriavové, rýpadlové, vrtné, ťažné, dôlne a lanovky, pre ťažké prepravné podmienky.


Oceľové laná typu Hercules

Viacpramenné laná, rádovo stovky drôtov. Laná vinutá klasickým spôsobom s väčším počtom drôtov vo viacerých prameňoch. Laná sú značne ohybné a prakticky málo točivé.

hercules hercules hercules

Príklady využitia lana: Tieto laná sa používajú pre špeciálne žeriavy a všade tam, kde je bremeno zavesené na jednom priereze lana bez jeho vedenia. V určitých prípadoch tiež ako nosné laná osobných lanoviek a laná ťažné pri hĺbení.


Oceľové laná typu Warrington

Šesť a osempramenné oceľové laná. Laná vinuté súbežným spôsobom. Vrstva je tvorená prameňmi so striedavo drôtmi väčšieho a menšieho priemeru, čím sa dosiahlo lepšieho využitia prierezu. Sú odolné proti oteru a jadro zo slabších drôtov zaisťuje dostatočnú ohybnosť i pri pomerne malom počte drôtov.

warington warington warington warington

Príklady využitia lana: žeriavové, ťažné lana pre lanové dráhy, lyžiarske vleky, banské laná a lanovky, vrtné, výťahové ...


Oceľové laná s trojbokými prameňmi

Pramene lana nie sú ukladané do kruhu, ale do trojuholníka. Lepšie sa tým využije profil prierezu lana.

Oceľové laná z tvárneného drôtu

Zvláštnu skupinu oceľových lán tvoria laná z tvárnených drôtov. Drôty sú vytvarované tak, aby ich zložením bol maximálne využitý prierez lana a dotyková plocha lana. Laná majú hladký povrch, zvýšenú odolnosť proti únave a veľmi nízke krútenie. Ich hlavnou výhodou je lepšie využitie prierezu prameňa, aj celého lana, Laná majú vyššiu tuhosť. Laná s tvárnenými prameňmi vykazujú oproti lanám s kruhovými prameňmi o 12 – 20% vyššiu minimálnu únosnosť pri tom istom priemere lana, nízke predĺženie lana (elongáciu), vysokou odolnosťou voči priečnym tlakom a oderu a dobrú spoluprácu s vodiacimi kladkami.

Tvarnene droty Tvarnene droty

Používajú sa všade tam, kde klasické laná. Používajú sa ako náhrada tam, kde záleží na priemere lana pri danej nosnosti (plnší prierez) a hladkosti povrchu lana.


Nerezové laná

Vyrábajú sa rovnakými postupmi, ako klasické laná, s tým rozdielom že drôt je antikorový. Antikorový drôt má horšie mechanické vlastnosti (hlavne ohybnosť), ako klasický drôt z uhlíkovej ocele (je krehkejší), a hlavne jeho cena je rádovo vyššia.

antikorove antikorove antikorove

Používajú sa v korozívnom prostredí (agresívne slané prostredie, dlhotrvajúce poveternostné podmienky (kotviace a zaisťovacie laná), laná inštalované pod vodou ...), kde nestačí klasické oceľové lano, alebo lano z oceľového galvanicky pozinkovaného drôtu.


Použitie oceľových lán

- ťažné laná pre zvislú dopravu pri ťažbe surovín (súbežné, s trojbokými prameňmi, s tvarovanými prameňmi podľa typu ťažného zariadenia),
- vyrovnávacie laná ťažných zariadení (ploché šité a nitované, ploché pogumované, kruhové viacpramenné nekrútivé),
- vodiace a odrazové laná ťažných zariadení (jednopramenné polouzavreté alebo uzavreté, súbežné s väčším priemerom vonkajších drôtov),
- laná podzemných a povrchových dobývacích zariadení (súbežné, viacpramenné trojvrstvové, z tvárnených prameňov),
- laná pre ropný a plynárenský priemysel (súbežné pre kladkostroje, jednopramenné ako laná kotviace),
- laná zdvíhacích zariadení (súbežné),
- laná lanoviek a vlekov (jednopramenné ako nosné, súbežné s väčším priemerom vonkajších drôtov, ako laná ťažné a viacpramenné viacvrstvové ako laná napínacie),
- výťahové laná (súbežné, z tvárnených prameňov),
- laná pre stavebný priemysel (7-drôtové pramence do predpätého betónu, jednopramenné súbežné, viacpramenné s oceľovou vložkou),
- laná pre lodiarenský priemysel (klasické i súbežné s dobrou protikorozívnou ochranou),
- laná pre iné priemyselné odvetvia - automobilový priemysel, letecký priemysel, do dopravných pásov a pneumatík, tzv. kordy, elektrické vedenia, ochranné siete (klasické, často s oceľovou vložkou a s vyššou menovitou pevnosťou).