Типы и конструкции стальных канатов
Обновлено: 02.05.2024
Стальной канат (рис. 3.1, a) состоит из проволок, получаемых волочением. Для изготовления проволок применяют качественную конструкционную сталь марки 60. Проволоки 1 свивают в пряди 2 (одинарная свивка), потом пряди свивают вокруг сердечника 3, в результате получается канат двойной свивки.
Сердечник каната может быть следующих видов:
· органический, изготовленный из органических волокон, пропитанных смазкой;
· металлический, изготовленный из стальных проволок. Канаты с
металлическим сердечником более жесткие.
На рис. 3.1, б показано, как прочитать конструкцию стальных канатов. Величина разрывного усилия каната в основном зависит от его диаметра. При одинаковых диаметрах канат с большим числом проволок является более гибким.
Как различаются стальные канаты?
Стальные канаты различаются по назначению, типу свивки прядей, сочетанию направлений свивки.
1. По назначению:
· канат грузолюдской (ГЛ);
2. По типу свивки прядей:
· канат с линейным касанием проволок в прядях (ЛК) (рис. 3.2, а);
· канат с точечным касанием проволок в прядях (ТК) (рис. 3.2, б);
· канат с точечно-линейным касанием проволок в прядях (ТЛК).
Рис. 3.1. Стальной канат двойной свивки:
а — устройство; б — обозначение конструкции; 1 — проволока; 2 — прядь; 3 — сердечник
Канаты типа ЛК более гибки, чем канаты типа ТК. Пряди типа ЛК изготавливают из одинаковых по диаметру проволок (ЛК-О), разных проволок в наружном слое (ЛК-Р), разных проволок в разных слоях (ЛК-РО).
3. По сочетанию направлений свивки прядей и каната:
· канат односторонней свивки (О) (рис. 3.2, г) — с одинаковым на
правлением свивки проволок в прядях и прядей в канате;
· канат крестовой свивки (рис. 3.2, в) — с противоположным на
правлением свивки прядей и каната.
Рис. 3.2. Типы свивки стальных канатов:
а — прядь ЛК; б — прядь ТК; в — канат крестовой свивки; г — канат односторонней свивки
Внешне канат крестовой свивки отличается тем, что проволоки на его поверхности располагаются параллельно оси каната. Проволоки каната односторонней свивки располагаются под углом к его оси.
Канаты односторонней свивки менее жесткие, но склонны к раскручиванию. В крановых механизмах, а также для изготовления стропов применяют канаты крестовой свивки, более жесткие, но не склонные к раскручиванию под нагрузкой. Существуют также нераскручивающиеся (Н) канаты, свитые из предварительно деформированных проволок.
На рис. 3.3 показано, как прочитать условное обозначение стального каната.
По каким признакам бракуют стальные канаты?
1. Число обрывов проволок на участках длиной шесть диаметров каната (6dK)или тридцать диаметров каната (30dК) превышает допустимое.
Рис. 3.3. Условное обозначение стального каната
Рис. 3.4. Деформации стальных канатов:
а — корзинообразная деформация; б — перекручивание; в — выдавливание проволок; г — обрыв сердечника; д — залом; е — перегиб; ж — местное увеличение диаметра; з — раздавливание
3. Уменьшение диаметра каната из-за износа или коррозии на 7 %
и более.
4. Уменьшение диаметра наружных проволок из-за износа или коррозии.
5. При возникновении следующих деформаций:
· корзинообразная деформация (рис. 3.4, а);
· перекручивание (рис. 3.4, б);
· выдавливание проволок (рис. 3.4, в);
· обрыв сердечника (рис. 3.4, г);
· залом (рис. 3.4, д);
· перегиб (рис. 3.4, е);
· местное увеличение диаметра каната (рис. 3.4, ж);
· раздавливание (рис. 3.4, з);
· повреждение в результате температурных воздействий или
электрического дугового разряда.
Какими способами может быть выполнена петля на конце каната?
Петля на конце каната (заделка каната) при креплении его на кране, а также петля стропа может быть выполнена следующими способами:
· заплетка свободного конца каната (рис. 3.5, а) с установкой в петлю коуша 1;
· применение клиновой втулки (рис. 3.5, б);
установка винтовых зажимов (рис. 3.5, в);
· заливка легкоплавким сплавом в конусной втулке (рис. 3.5, г). Этот
способ применяют для канатов большого диаметра;
· другие способы в соответствии с нормативными документами.
Клиновая втулка 3 должна быть стальной кованой, штампованной или литой, применение сварных втулок не допускается. Канат закрепляется во втулке клином 2. Клиновая втулка и клин должны иметь маркировку, соответствующую диаметру каната. Втулки и клинья не должны иметь острых кромок, о которые может перетираться канат. Ось рабочей ветви 5 каната должна совпадать с осью отверстия втулки, в противном случае канат будет деформироваться.
Рис. 3.5. Способы выполнения петли на конце каната:
a — заплетка свободного конца; б — применение клиновой втулки; в — установка винтовых зажимов; г — заливка в конусной втулке; 1 — коуш; 2 — клин; 3 — клиновая втулка; 4 — винтовой зажим; 5 — рабочая ветвь; 6 — скоба; 7 — планка; 8 — гайка
Конструкция стальных канатов и виды деформаций, необходимые знания при работе на мягкой кровле
Стальной канат – конструкции канатов могут содержать одну или много прядей (таблица 5.1), (рис.5.1). Пряди состоят из проволок, которые делятся на одинаково нормальную структуру сечения (все проволоки с одинаковым сечением) и разного диаметра (комбинированная структура сечения). Величина разрывного усилия каната в основном зависит от его диаметра. При одинаковых диаметрах канат с большим числом проволок является более гибким.
Рис. 5.1 Стальной канат двойной свивки
1 — проволока; 2 — прядь; 3 — сердечник
По конструкции различаются канаты
Одинарной свивки (спиральные) — состоящие из одного, двух или трех слоев проволоки, свитых в концентрические спирали (рис. 5.2)
Рис. 5.2 Одинарная свивка (спиральные)
Двойной свивки — состоящие из шести и более прядей, свитых в один концентрический слой (рис. 5.3).
Рис.5.3 Двойноая свивка
Тройной свивки - состоящие из стренг, свитых по спирали в один концентрический слой (рис. 5.4).
Рис. 5.4 Тройная свивка
По типу касания проволок между слоями различают канаты:
С точечным касанием (тип ТК) - свивки проволок имеют разные шаги по слоям пряди, а проволоки между слоями перекрещиваются. Такое расположение элементов увеличивает их износ при сдвигах в процессе эксплуатации, создает значительные контактные напряжения, способствующие развитию усталостных трещин в проволоках, и уменьшает коэффициент заполнения сечения каната металлом.
С линейным касанием (тип ЛК) - такие пряди изготавливают за один технологический прием, при этом постоянство шага свивки проволок во всех слоях пряди сохраняется. Для получения линейного касания диаметры проволоки и пряди выбирают в зависимости от конструкции последней. Так, в верхнем слое прядей каната типа ЛК-0 применяются проволоки одинакового диаметра по слоям, пряди типа ЛК-Р имеют в наружном слое проволоки различного диаметра, а в пряди типа /7/С-З используют проволоки, заполняющие пространство между проволоками различных диаметров. Существует тип каната с линейным касанием проволоки между слоями и имеющий в пряди слои с проволоками как разных, так и одинаковых диаметров-ЛК-РО. В трехслойных прядях линейного касания имеют место различные сочетания указанных выше типов прядей. Следует отметить, что работоспособность канатов с линейным касанием проволок в прядях при правильном выборе конструкции каната значительно выше, чем работоспособность канатов с точечным касанием проволок.
С точечно-линейным касанием (тип ТЛК) - пряди точечно-линейного касания получают при замене центральной проволоки в прядях линейного касания семипроволочной прядью: в этом случае на двухслойную прядь типа ЛК укладывается слой проволок одинакового диаметра с точечным касанием. Конструкции этих прядей обеспечивают возможность их изготовления на прядевьющих машинах со сравнительно небольшим числом шпуль. Кроме того, пряди ТЛК при соответствующем выборе параметров свивки обладают повышенными некрутящимися свойствами;
По материалу сердечника различают канаты:
С органическим сердечником (ОС) . В большинстве конструкций канатов для обеспечения требуемой гибкости и упругости в качестве сердечника в центре каната, а иногда и в центре прядей, используют пропитанные смазкой органические сердечники из пеньки, манилы, сизаля или хлопчатобумажной пряжи. Допускается также применение сердечников из асбестового шнура и искусственных материалов(полиэтилена, капрона, нейлона и др.).
С металлическим сердечником (МС) . Металлический сердечник целесообразно применять в тех случаях, когда требуется повысить структурную прочность каната при многослойной навивке его на барабан, уменьшить конструктивные удлинения каната при растяжении, а также при эксплуатации каната в условиях повышенной температуры. Одной из наиболее распространенных конструкций такого типа является канат двойной свивки из 6-7 проволочных прядей, расположенных вокруг центральной семипроволочной пряди. Металлический сердечник может быть изготовлен из обычной канатной или мягкой проволоки с временным сопротивлением разрыву не более 900 Н/мм2.
По сочетанию направлений свивки прядей и каната:
Канат односторонней свивки — с одинаковым направлением свивки проволок в прядях и прядей в канате (рис. 5.5).
Рис. 5.5 Канат односторонней свивки
Канат крестовой свивки — с противоположным направлением свивки прядей и каната (рис. 5.6).
Пряди в канатах (прядь ЛК, прядь ТК)
Канаты односторонней свивки менее жесткие, но склонны к раскручиванию. В крановых механизмах, а также для изготовления стропов применяют ка
наты крестовой свивки, более жесткие, но не склонные к раскручиванию под нагрузкой. Нераскручивающиеся канаты, свитые из предварительно деформированных проволок описание которых пойдет ниже.
По способу свивки канаты делятся:
Раскручивающимися - проволоки не освобождены от внутренних напряжений, возникающих в процессе свивки проволок в пряди и прядей в канат. Стренги, пряди и проволоки в этом случае не сохраняют своего положения в канате после снятия перевязок с его концов;
Нераскручивающиеся (Н) - при свивке проволок в прядь и прядей в канат внутренние напряжения снимаются рихтовкой и предварительной деформацией таким образом, что после снятия перевязок с конца каната пряди и проволоки сохраняют заданное положение. Нераскручивающиеся канаты по сравнению с раскручивающимися имеют ряд преимуществ: несколько большую гибкость и более равномерное распределение растягивающих усилий на пряди и проволоке, повышенную сопротивляемость усталостным напряжениям, отсутствие стремления нарушить прямолинейность при раскладывании.
По степени крутимости канаты делятся:
Малокрутящиеся (МК) . Эти канаты следует отличать от нераскручивающихся. В малокрутящихся канатах, благодаря подбору направлений свивки отдельных слоев проволок (в спиральных канатах) или прядей (в многослойных канатах двойной свивки), устраняется вращение каната вокруг своей оси при свободном подвешивании груза. Малокрутящийся канат может быть изготовлен как нераскручивающимся, так и раскручивающимся. Обязательным условием изготовления мало - крутящихся канатов является расположение прядей в двух или трех концентрических слоях с противоположным направлением свивки каждого концентрического ряда прядей. В этом случае моменты вращения всех прядей каната уравновешиваются, что предотвращает общее вращение каната вокруг своей оси.
Устройство и классификация стальных канатов
Стальные тросы широко используются в самых различных отраслях человеческой деятельности. Наиболее широко эти приспособления используются в грузоподъемных механизмах, где являются одним из самых важных и ответственных элементов. Стальные тросы изготавливаются из высококачественной проволоки, но имеют огромное количество различных конструкций и могут иметь различное сечение. Также канаты различаются по своим эксплуатационным характеристикам, которые во многом зависят от физико-механических свойств использованных для их изготовления материалов.
Классификация канатов
Современные стальные канаты подразделяются по виду свивки на следующие типы:
· Одинарные простые;
· Двойного типа;
· Тройные;
· Прошивные.
По сечению канатных прядей различают:
· С плоскими прядями;
· Трехгранные;
· С прядями овального сечения.
Кроме этого канаты бывают прямые или обратные – эта характеристика зависит от направления свивки прядей.
Сердечник стального каната
У всех стальных канатов есть общий признак – они изготавливаются методом спиральной свивки проволоки из различных сортов стали вокруг сердечника. Сердечник служит для того, чтобы внутри каната не было пустоты и помогает изделию сохранять правильную форму. Встречаются как стальные сердечники, так и изготовленные из синтетики или из пропитанной смазкой манильской пеньки или джута. Пенковые и джутовые сердечники пропитывают не только для того, чтобы оградить их от гниения, но и с целью обеспечить антикоррозийную защиту внутренних слоев троса – при изгибе изделия, смазка просачивается в существующие между проволоками пустоты, обеспечивая их равномерное смазывание.
В канатах сердечник работает как отличный амортизатор, удерживая пряди в проектном положении и если говорить инженерными терминами, сердечник противостоит радиальным нагрузкам, которые неизбежно возникают при эксплуатации, препятствуя деформации изделия. Как мы уже говорили, встречаются сердечники органического происхождения, пеньковые и джутовые и сердечники из неорганических материалов – стальные и синтетические. В качестве материала для синтетических элементов троса, чаще всего применяют полипропилен – прочный, стойкий к внешним воздействиям и недорогой материал. Пеньковые и джутовые сердечники подлежат обязательной пропитке смазкой, доля которого составляет от 35 до 50% от массы самого органического материала. Для смазывания канатов используют самые высококачественные материалы, так как от выбора смазки во многом зависит долговечность троса.
Физические свойства канатов
Стальные канаты могут иметь различную гибкость, которая зависит как от свойств использованной при изготовлении проволоки, так и от ее количества в свивке. Наименее гибкие канаты состоят из 42 проволок, а более гибкие – из 72 проволок, расположенных по 12 в каждой пряди. Выпускаются также канаты повышенной гибкости, которые состоят из 144 проволок, которые располагаются вокруг сердечника по 24 штуки в каждой пряди.
Для применения в условиях повышенных температур или в агрессивной среде, используют тросы со стальным сердечником. Также такой тип каната идеально подходит в том случае, если изделие навивается на барабан многочисленными слоями – стальной сердечник не дает канату деформироваться под действием нагрузки, которую оказывают вышележащие витки. Стальной сердечник делает канат более стойким к деформации, но практически не влияет на грузоподъемность. Канаты с синтетическими и пеньковыми сердечниками обладают большей гибкостью и обеспечивают равномерную смазку, так как в них смазочный материал поступает в пряди не только снаружи, при плановом обслуживании, но и изнутри, из пропитанного материала сердечника.
Упаковка стальных канатов
К потребителю стальные канаты попадают на деревянных или возвратных металлических барабанах, а в некоторых случаях – в бухтах. Намотка на барабаны производится согласно ГОСТ 11127-78, где оговорены правила упаковки. В нормах оговорено, что шейка барабана должна иметь диаметр не меньше чем 15 полных диаметров троса, а борт полностью укомплектованного барабана, при диаметре каната 25 мм, должен выступать на 2 диаметра и не менее чем на 50 мм, если диаметр сечения каната превышает 25 мм.
Диаметр каната
Диаметр сечения каната является одной из важнейших характеристик этого изделия. Обычно все характеристики изделия указаны на бирке барабана или в сертификате, приложенному к канату производителем, но иногда возникает необходимость проверить диаметр каната, например если возникли какие-либо сомнения или маркировка просто утеряна. Диаметр стального каната измеряют штангенциркулем и производят его в двух различных точках, с расстоянием между ними как минимум 1 метр. В каждой точке производится два измерения толщины, в плоскостях обязательно перпендикулярных друг другу. Диаметр каната определяют, взяв среднеарифметическое значение этих четырех величин, при этом учитывают допуски, принятые для номинального диаметра этого изделия.
Книга: Башенные краны
Стальные канаты свивают из проволок диаметром 0,5—2 мм. По форме поперечного сечения канаты бывают круглые и плоские. На башенных кранах применяют круглые канаты.
Круглые канаты бывают одинарной и двойной свивки. При одинарной свивке канат свит по спирали непосредственно из проволок 1 (рис. 127, а). Вокруг одной центральной проволоки навито шесть таких же проволок. Количество проволок в слое и количество слоев может быть различным. При двойной свивке проволоки 1 (рис. 127, б) вначале свивают в пряди 2, а из прядей свивают канат. Между прядями размещен сердечник 3 или органический (волокнистый), или металлический, свитый из проволок более мягкой стали. На кранах обычно применяют канаты с органическим сердечником, пропитанным смазкой. Канат с органическим сердечником более долговечен, так как имеет меньшее трение между проволоками и прядями. Этому способствует смазка, постепенно выдавливаемая из сердечника.
Рис. 127. конструкция стальных канатов — сечение каната одинарной свивки, б — то же, двойной свивки, в — канат односторонней свивки, г — канат крестовой свивки, д — измерение диаметра каната; 1 — проволоки, 2 — прядь, 3 — сердечник (органический); А, Б — точки на одной пряди каната на расстоянии шага свивки
Направление свивки проволок в прядях и прядей в канате бывает правое и левое. Определяется оно аналогично направлению резьбы. Условные обозначения характеристик канатов даны в ГОСТ 3241—66 «Канаты стальные. Технические требования». Так, правая свивка не обозначается, левая обозначается буквой Л. Если проволоки в пряди имеют, например, правую свивку и сами пряди в канате также имеют правую свивку, такую конструкцию называют односторонней свивкой О (рис. 127, в). Канаты односторонней свивки меньше изнашиваются и более гибки, но могут раскручиваться под нагрузкой. Меньший износ этих канатов объясняется тем, что проволоки в пряди и в соседних прядях касаются других проволок по линиям, что называется линейным касанием и обозначается ЛК.
В канате крестовой свивки (не обозначается) направление свивки проволок в пряди противоположно направлению прядей в канате (рис. 127, г). Эти канаты меньше подвержены раскручиванию, но имеют большую жесткость. Касание проволок между слоями этого каната происходит по отдельным точкам — точечное касание — ТК.
Хотя канат односторонней свивки имеет большие преимущества, однако его нельзя применять в тех случаях, когда поднимаемый груз подвешен на одной ветви каната. На башенных кранах, где грузозахватный орган подвешен на двух и более ветвях каната, удобнее использовать канаты односторонней свивки.
Существует конструкция каната, где применяется комбинированный способ свивки, когда часть проволок имеет линейное касание, а другая — точечное. Такие канаты обозначают ТЛК (точечно-линейное касание).
По способу свивки канаты бывают нераскручивающиеся — Ни раскручивающиеся — Р. Нераскручивающиеся канаты получаются за счет того, что при свивке проволок в пряди, а затем прядей в канат снимаются внутренние напряжения, возникающие в проволоке при свивке. Снятие напряжений достигается преформацией, т. е. приданием проволочным прядям такой спиральной формы, которую они должны принять в канате после свивки. За счет этого канат становится устойчивым к раскручиванию, не нуждается в концевых перевязках при рубке, имеет меньшую жесткость. Такие канаты удобны в эксплуатации, так как они гораздо меньше крутятся под нагрузкой и имеют больший срок службы благодаря хорошей гибкости.
По степени крутимости канаты различают крутящиеся (не обозначаются) с одинаковым направлением свивки всех прядей и малокрутящиеся —многопрядные с противоположным направлением свивки прядей по слоям каната.
Обозначение ЛК — О означает, что канат с линейным касанием проволок между слоями и одинаковым диаметром проволок по слоям пряди; ЛК—3 — с линейным касанием проволоки между слоями и с проволоками заполнения; ЛК—РО — с линейным касанием прово-1 лок между слоями и имеющие в пряди слои с проволоками одинакового диаметра и слои с проволоками разных диаметров.
В стандартах на стальные канаты в заголовке указывается конструкция каната. Так, в ГОСТ 2688—69, по которому выбирается большинство канатов для башенных кранов, записано: «Канат двойной свивки типа ЛК—Р конструкции 6 X 19(1 + 6 + 6/6) + 1 о. с».
Расшифровывается это так: канат из прядей, свитых в спираль (двойная свивка) с линейным касанием (ЛК) проволок между слоями и разными (Р) по диаметру проволоками в наружном слое каждой пряди; 6 прядей по 19 проволок в пряди, причем в центре каждой пряди размещена одна (1) проволока, вокруг которой во втором слое расположены еще 6 проволок, а в наружном слое 6 проволок одного диаметра и 6 другого (6/6). В центре каната один органический сердечник (1 о. с). На рис. 127, б показан разрез такого каната.
В тексте стандарта на канат указывается, какие канаты изготовляют по этому стандарту. Например, для каната по ГОСТ 2688—69 дается: по назначению — грузолюдской ГЛ, грузовой — Г; по механическим свойствам проволоки — высшей марки В, первой марки I, второй марки II; по виду покрытия поверхности проволоки — из светлой проволоки, из оцинкованной проволоки по группам С, Ж, ОЖ и т. д.
В технической документации башенного крана (паспорте, техническом описании — ТО) записано условное обозначение каждого каната, установленного на кране. Например, для КБ-160.2 грузовой канат обозначен 24.О-Г-1-Л-О-Н-180 (ГОСТ 2688—69), что расшифровывается так: диаметр наружный 24 мм (определяется, как показано на рис. 127, д), Г — грузовой, I — первой марки по механическим свойствам проволоки, из светлой проволоки (не обозначается), Л — левой, О — односторонней свивки, Н — нераскручивающийся, 1800 МПа (180 кгс/мм2) — временное сопротивление разрыву (маркировочная группа). При замене износившегося каната новый выбирают в соответствии с указаниями паспорта. В случае замены на канат другой конструкции прочность каната проверяют расчетом по формуле PIS 2з= К, где Р — разрывное усилие каната в целом, принимаемое по таблице стандарта в соответствии с указанной в сертификате на новый канат маркировочной группой (160, 180, 200) (для одного и того же размера и конструкции каната разрывное усилие может быть различным в зависимости от прочности проволок, из которых изготовлен канат: чем больше предел прочности проволок, тем больше разрывное усилие каната и, следовательно, может быть принят меньший диаметр каната для подъема одного и того же груза); S — наибольшее натяжение ветви каната с учетом КПД полиспаста; величина определяется расчетом и зависит от грузоподъемности крана, типа и кратности полиспаста; К — коэффициент запаса прочности — число, показывающее, во сколько раз нагрузка, разрывающая канат, должна превышать нагрузку, которая на него допускается; значение коэффициента К принимают в соответствии с нормами Правил Госгортехнадзора (табл. 20).
Таблица 20. Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности стального каната
Примечания: 1. Приведенные в табл. 20 значения коэффициента запаса прочности канатов грузового и стрелового полиспастов установлены для определенной величины отношения диаметра барабана (или блока), огибаемого канатом, к диаметру каната. Это отношение должно удовлетворять условию D >, где D — диаметр барабана, блока, измеряемый по центру витков навитого каната, мм; d — диаметр каната, мм; е—коэффициент, зависящий от типа и режима работы крана.
Для легкого режима работы грузовой и стреловой лебедок башенного крана е = 16, для среднего— 18, для тяжелого — 20. Если не выдержать указанного соотношения, канат будет круче изгибаться и наступит его преждевременный износ.
2. Для всех механизмов башенного крана, работающего на монтаже сборных зданий, принимается легкий режим работы. Если кран работает с мелкими штучными грузами, то Для грузовой лебедки принимается средний режим работы, а для остальных механизмов — легкий. Режим работы крана в целом определяется по механизму подъема груза. По этому режиму рассчитывается металлоконструкция крана.
Пеньковые и другие канаты из органических материалов в зависимости от материала, из которого они изготовлены, различают: пеньковые, сизальские, хлопчатобумажные, канаты из органических, минеральных или синтетических волокон. Пеньковые канаты вырабатывают из пеньковой пряжи (каболок); сизальские — из растительных волокон сизаля и т. д.
Канаты изготовляют путем свивки не менее трех прядей в правую сторону, а пряди — скручиванием пряжи (каболок) в левую. Канатную пряжу (каболки) получают прядением длинного чесаного волокна и скручиванием в правую сторону.
В зависимости от качества применяемого сырья канаты изготовляют нескольких групп: специальные, повышенного качества и нормальные. Пеньковые канаты, кроме того, бывают бельные (несмоленые) и смоленые, т. е. изготовленные из просмоленных пеньковых прядей. Смоленые канаты широко используют в качестве органических сердечников в стальных канатах.
Пеньковые и другие канаты из органических материалов применяют для изготовления стропов и грузовых сеток. На башенных кранах пеньковыми канатами пользуются очень редко как оттяжками при монтаже громоздких грузов или для ручного подъема инструментов и деталей на кран при ремонтных и монтажных работах. Для этих целей лучше всего подходят пеньковые бельные канаты. Они обладают большой гибкостью и поэтому удобны в работе. Недостаток этих канатов в том, что при намокании их прочность снижается. Кроме того, из-за подверженности гниению их надо тщательно просушивать и держать в сухом помещении. Поэтому рекомендуется применять смоленые канаты.
Стропы из пеньковых и других органических канатов рассчитывают аналогично стальным, но коэффициент запаса прочности должен быть не 6, а 8. Разрывное усилие каната в целом выбирается для расчета также из таблиц соответствующего стандарта в зависимости от диаметра каната. Диаметр каната определяют как среднюю величину из 10 замеров штангенциркулем, или по длине окружности, деленной на я (3,14).
Канат ГОСТ 3241-91. Виды канатов. Характеристики и маркировка стальных тросов.
Современная промышленность выпускает порядка 40 видов канатов. Все они производятся по определенным ГОСТам и могут сильно отличаться друг от друга.
Разобраться с характеристиками и основными отличиями поможет данная классификация (согласно ГОСТ 3241-91):
Конструкции стальных канатов могут содержать одну или много прядей (рис. 1, а-ж), а сами пряди свивают из проволок одинакового (нормальная структура сечения) или разного диаметра (комбинированная структура сечения), причем на поверхности каната располагаются проволоки большего диаметра. Последние, хотя и довольно сложны в изготовлении, но более гибки и долговечны, что особенно важно, если при эксплуатации каната истираются преимущественно наружные слои. Существуют и другие типы классификации этих грузоподъемных приспособлений (в скобках ниже указаны буквенные сокращения свойств, входящие в условные обозначения маркировки канатов). Выбор канатов для конкретных условий эксплуатации учитывает все особенности типа канатов и их конструкции.
Рис. 1. Конструкции канатов:
а — однопрядный; б — трехпрядный; в — пятипрядный (1 — проволока, 2 — прядь, 3 — сердечник); г — шестипрядный; д — восьмипрядный; е — восемнадцатипрядный; ж — закрытой конструкции с двумя слоями клиновидной проволоки, одним слоем Z-образной проволоки и сердечником типа ТК
Виды канатов
Канат стальной ГОСТ 3241-91
1. По конструкции различаются канаты:
- одинарной свивки (спиральные) — состоящие из одного, двух или трех слоев проволоки, свитых в концентрические спирали. Канаты одинарной свивки, скрученные только из круглой проволоки, называют обыкновенными спиральными канатами. Спиральные канаты, имеющие в наружном слое фасонные проволоки, называются канатами закрытой (рис.1,ж) и полузакрытой конструкции; при обрыве каждая фасонная проволока удерживается в канате соседними проволоками. Канаты одинарной свивки, предназначенные для последующего плетения в канат, называют прядями;
- двойной свивки (рис.2,а) — состоящие из шести и более прядей, свитых в один концентрический слой. Эти канаты могут быть однослойными или многослойными. Многослойная свивка отличается повышенной гибкостью и большой опорной поверхностью, а кроме того, может придавать канату некрутящиеся свойства. Широкое распространение получили однослойные шестипрядные канаты двойной свивки. Канаты двойной свивки, предназначенные для последующей свивки, называют стренгами;
- тройной свивки (рис.2,б) - состоящие из стренг, свитых по спирали в один концентрический слой.
Рис. 2. а- канат двойной свивки; б- канат тройной свивки
2. По типу касания проволок между слоями различают следующие виды канатов:
- с точечным касанием (тип ТК: рис.3, а). Пряди с точечным касанием проволок изготавливают за несколько технологических операций, число которых зависит от количества слоев проволок. Свивки проволок имеют разные шаги по слоям пряди, а проволоки между слоями перекрещиваются. Такое расположение элементов увеличивает их износ при сдвигах в процессе эксплуатации, создает значительные контактные напряжения, способствующие развитию усталостных трещин в проволоках, и уменьшает коэффициент заполнения сечения каната металлом;
- с линейным касанием (тип ЛК: рис.3, б). Такие пряди изготавливают за один технологический прием, при этом постоянство шага свивки проволок во всех слоях пряди сохраняется. Для получения линейного касания диаметры проволоки и пряди выбирают в зависимости от конструкции последней. Так, в верхнем слое прядей каната типа ЛК-0 применяются проволоки одинакового диаметра по слоям, пряди типа ЛК-Р имеют в наружном слое проволоки различного диаметра, а в пряди типа /7/С-З используют проволоки, заполняющие пространство между проволоками различных диаметров. Существует тип каната с линейным касанием проволоки между слоями и имеющий в пряди слои с проволоками как разных, так и одинаковых диаметров-ЛК-РО. В трехслойных прядях линейного касания имеют место различные сочетания указанных выше типов прядей. Следует отметить, что работоспособность канатов с линейным касанием проволок в прядях при правильном выборе конструкции каната значительно выше, чем работоспособность канатов с точечным касанием проволок;
- с точечно-линейным касанием (канат ТЛК-О). Пряди точечно-линейного касания получают при замене центральной проволоки в прядях линейного касания семипроволочной прядью: в этом случае на двухслойную прядь типа ЛК укладывается слой проволок одинакового диаметра с точечным касанием. Конструкции этих прядей обеспечивают возможность их изготовления на прядевьющих машинах со сравнительно небольшим числом шпуль. Кроме того, пряди ТЛК при соответствующем выборе параметров свивки обладают повышенными некрутящимися свойствами;
- с комбинированным линейно-точечным касанием проволок между слоями (тип 6/7) — результат винтовой прокатки круглых исходных прядей типа ЛК в трехгранные.
3. Характеристика канатов по материалу сердечника имеет следующие виды:
- с органическим сердечником (ОС). В большинстве конструкций канатов для обеспечения требуемой гибкости и упругости в качестве сердечника в центре каната, а иногда и в центре прядей, используют пропитанные смазкой органические сердечники из пеньки, манилы, сизаля или хлопчатобумажной пряжи. Допускается также применение сердечников из асбестового шнура и искусственных материалов(полиэтилена, капрона, нейлона и др.);
- с металлическим сердечником (МС). Металлический сердечник целесообразно применять в тех случаях, когда требуется повысить структурную прочность каната при многослойной навивке его на барабан, уменьшить конструктивные удлинения каната при растяжении, а также при эксплуатации каната в условиях повышенной температуры. Одной из наиболее распространенных конструкций такого типа является канат двойной свивки из 6-7 проволочных прядей, расположенных вокруг центральной семипроволочной пряди. Металлический сердечник может быть изготовлен из обычной канатной или мягкой проволоки с временным сопротивлением разрыву не более 900 Н/мм2.
4. Характеристика канатов по направлению свивки имеет следующие виды:
Рис. 3. Направление и сочетание направлений свивки канатов:
а - левая крестовая свивка; б - правая крестовая свивка; в - левая односторонняя свивка; г - правая односторонняя свивка
5. По сочетанию направлений свивки канаты двойной свивки могут быть изготовлены следующие виды канатов:
- с одинаковым направлением свивки проволок в прядях и прядей в канат. Такие канаты называют канатами односторонней свивки (О): они меньше изнашиваются и более гибки, однако легко раскручиваются, особенно под нагрузкой;
- с направлением свивки проволок в прядях, противоположным направлению свивки прядей в канат. Такие канаты называют канатами крестовой свивки, способность раскручиваться у них значительно меньше, чем у первого типа канатов;
- с одновременным использованием в канате прядей правого и левого направления свивки. Такие канаты называют канатами комбинированной свивки.
Канаты тройной свивки изготавливают преимущественно крестовой свивкой с противоположным направлением свивки стренг, прядей и проволок. Стренги плоского каната укладывают так, чтобы правая и левая свивки чередовались. В канатах одинарной свивки направления свивки отдельных слоев чередуются, что обеспечивает канату некрутящиеся свойства под нагрузкой. Все слои проволок в прядях ТК и ТЛК свиваются в одном направлении.
Направление свивки устанавливается следующим образом:
для спиральных канатов — по направлению свивки проволок наружного слоя;
для канатов двойной свивки — по направлению свивки прядей наружного слоя в канате;
для канатов тройной свивки — по направлению свивки стренг в канате.
6. Характеристика канатов по способу свивки канаты имеет следующие виды:
- раскручивающимися, у которых проволоки не освобождены от внутренних напряжений, возникающих в процессе свивки проволок в пряди и прядей в канат. Стренги, пряди и проволоки в этом случае не сохраняют своего положения в канате после снятия перевязок с его концов;
- нераскручивающиеся (Н), у которых при свивке проволок в прядь и прядей в канат внутренние напряжения снимаются рихтовкой и предварительной деформацией таким образом, что после снятия перевязок с конца каната пряди и проволоки сохраняют заданное положение. Нераскручивающиеся канаты по сравнению с раскручивающимися имеют ряд преимуществ: несколько большую гибкость и более равномерное распределение растягивающих усилий на пряди и проволоке, повышенную сопротивляемость усталостным напряжениям, отсутствие стремления нарушить прямолинейность при раскладывании.
7. По степени крутимости различают виды канатов:
- крутящиеся;
- малокрутящиеся (МК). Эти канаты следует отличать от нераскручивающихся. В малокрутящихся канатах, благодаря подбору направлений свивки отдельных слоев проволок (в спиральных канатах) или прядей (в многослойных канатах двойной свивки), устраняется вращение каната вокруг своей оси при свободном подвешивании груза. Малокрутящийся канат может быть изготовлен как нераскручивающимся, так и раскручивающимся. Обязательным условием изготовления мало - крутящихся канатов является расположение прядей в двух или трех концентрических слоях с противоположным направлением свивки каждого концентрического ряда прядей. В этом случае моменты вращения всех прядей каната уравновешиваются, что предотвращает общее вращение каната вокруг своей оси.
8. Характеристика канатов по степени уравновешенности канаты имеет следующие значения:
9. По механическим свойствам канаты подразделяются на:
- марки высокого качества -(ВК);
- марки обыкновенного качества (В);
- марки 1-1.
10. По виду покрытия поверхности проволок канаты бывают:
- для особо жестких агрессивных условий работы (ОЖ),
- для жестких агрессивных условий работ (Ж),
- для средних агрессивных условий работы (С);
с покрытием каната диаметром 3,1-5,0 мм полиэтиленом низкого давления.
11. По назначению канаты подразделяются на следующие виды канатов:
- грузолюдские (лифтовые) (марки В и В), служащие для подъем и транспортирования людей и грузов (ГЛ);
- грузовые — для транспортировки грузов (Г).
12. Характеристика канатов по точности изготовления канаты имеет следующие значения:
- нормальной точности;
- повышенной точности (Т).
13. По форме поперечного сечения прядей различают канаты:
- круглопрядные (их поперечное сечение близко к кругу);
- фасоннопрядные (трехгранно-, плоско- и овальнопрядные), имеющие значительно большую поверхность соприкосновения с органом навивки, чем круглопрядные, и отличающиеся разнообразием форм поперечного сечения, как самого каната, так и его элементов, а также физико-механическими характеристиками проволок и сердечников. В частности, плоские канаты изготавливают сшивкой нескольких круглых канатов с четным числом стренг (от четырех до двенадцати), при этом форма их поперечного сечения близка к прямоугольной. Плоские канаты изготавливают из прядей с чередующейся — правой и левой — свивкой и прошивают прядями или стержнями. Их ширина в некоторых случаях может достигать 250 мм.
Витые круглые канаты имеют различную свивку:
одинарную спиральную (открытого, полузакрытого и закрытого типов), двойную из круглых или фасонных (трехгранных, овальных и др.) прядей (от 3 до 8), тройную.
Также они могут быть малокрутящимися (число прядей — от 18 до 31 с противоположным направлением свивки по отдельным слоям). Диаметр крученых круглых канатов доходит до 100 мм. В комбинированных витых канатах стальные пряди покрыты слоем пеньковых нитей или пластмассой. Невитые канаты состоят из плотно уложенных групп стальных проволок или спиральных канатов, обжатых спиральной обмоткой или зажимами. Обычно их собирают на месте применения, причем их диаметр может достигать 1,5 мм, а разрывное усилие (в зависимости от диаметра) — 1000 Н/мм 2 . Плетеные канаты изготавливают переплетением четного числа (обычно четырех) прядей, из которых одна половина имеет правое направление плетения, а другая — левое; их поперечное сечение представляет собой квадрат.
Маркировка канатов
Все указанные выше свойства каната отражаются в его маркировке. Примеры:
- Канат 10,5-ГЛ-ВК-ОЖ-МК-Л-Н-Р-Т-1770 ГОСТ 3077-80 - канат диаметром 10,5 мм, грузолюдской, марки ВК, оцинкованный по группе "ОЖ", малокрутящийся, левой крестовой свивки, нераскручивающийся, повышенной точности изготовления, маркировочной группы 1770 по ГОСТу 3077-80
- Канат 17-Г-В-С-Л-О-Н-Т-1470 ГОСТ 3079-80 - канат диаметром 17,0 мм, грузового назначения, марки В, оцинкованный по группе С, левой односторонней свивки, нераскручивающийся, повышенной точности, маркировочной группы 1470 Н/мм 2
За более подробными консультациями обращайтесь к нашим менеджерам.
Читайте также: