Стальные канаты — основные грузонесущие элементы большинства грузоподъемных, транспортных, дорожно-строительных, землеройных машин и механизмов — являются одним из наиболее распространенных видов метизов и находят широкое применение в самых различных отраслях народного хозяйства: угольной, горнорудной, нефтеперерабатывающей; транспортном и сельскохозяйственном машиностроении, строительной индустрии; морском и речном транспорте и т.д.
Стальные канаты являются сложным и ответственным видом проволочных изделий. Они имеют большое число типов и конструкций и различаются по форме поперечного сечения как самого каната, так и его элементов, а также по физико-механическим характеристикам проволок и сердечников.
Конструкция стальных канатов.
Стальные канаты, изготовляемые из большого числа отдельных проволок, обладают повышенной прочностью и малой изгибной жесткостью, что обуславливает их широкое применение в кранах.
Согласно ГОСТ 3241-80 по конструкции различают стальные канаты: одинарной свивки из проволок, свитых по спирали в один или несколько концентрических слоев; двойной свивки, состоящие из прядей, свитых в один или несколько концентрических слоев; тройной свивки из свитых канатов двойной свивки (стренг).
Стальные канаты двойной свивки с противоположным направлением свивки прядей по слоям имеют меньшее стремление к кручению, чем канаты с одним слоем прядей.
По типу свивки прядей и канатов одинарной свивки различают канаты: ТК — с точечным касанием проволок между слоями; ЛК — с линейным касанием проволок между слоями; ЛК- О — с линейным касанием проволок между слоями при одинаковом диаметре проволок по слоям пряди; ЛК-Р — с линейным касанием проволок между слоями при разных диаметрах проволок в наружном слое пряди; ЛК-З — с линейным касанием проволок между слоями и проволоками заполнения; ЛК-РО — с линейным касанием проволок между слоями и имеющие в пряди слои с проволоками разных диаметров и слои с проволоками одинакового диаметра; ТЛК — с комбинированным точечно-линейным касанием проволок.
|
Стальной канат с точечным касанием (ТК) |
Стальной канат с линейным касанием (ЛК) |
|
Стальные канаты, работающие на блоках и барабанах с полукруглой канавкой, следует выбирать с прядями ЛК, так как их долговечность в 1,5 — 2 раза больше, чем канатов с прядями ТК.
По материалу сердечника различают стальные канаты: о.с. — с органическим сердечником из натуральных или синтетических материалов, предохраняющим благодаря пропитке смазкой внутренние части каната от коррозии и способствующим уменьшению истирания проволок; м.с. — с металлическим сердечником.
В стальных канатах двойной свивки обычно применяют органическе сердечники. В горячих цехах используют металлические сердечники. Металлические сердечники применяют также при многослойной навивке на барабан.
По способу свивки различают стальные канаты: Н- нераскручивающиеся (пряди в канатах двойной и тройной свивки, наружные пряди многопрядных канатов, проволоки в канатах одинарной свивки сохраняют свое положение после снятия перевязок и заварки с конца каната, при этом металлические сердечники можно изготавливать раскручивающимися); Р — раскручивающиеся (пряди и проволоки не сохраняют своего положения в канате после снятия перевязок и заварки с конца каната).
Нераскручивающиеся стальные канаты благодаря предварительному изгибу проволок имеют меньшее стремление к кручению и образованию узлов и петель и обладают большей долговечностью.
По направлению свивки различают канаты правой свивки и левой (Л)
Направление свивки стального каната определяется: для канатов одинарной свивки — направлением свивки проволок наружного тслоя; для канатов двойной свивки — направлением свивки прядей наружного слоя; для канатов тройной свивки — направлением свивки стренг в канатах.
Направление свивки имеет значение только при гладких барабанах.
При подвеске крюка или грейфера на двух и более ветвях для уменьшения кручения следует применять канаты разной свивки.
По сочетанию направлений свивки стального каната и его элементов в канатах двойной и тройной свивки различают стальные канаты: крестовой свивки (направление свивки каната и направление свивки стренг и прядей противоположно); О — односторонней свивки (направление свивки каната и свивки прядей по наружным проволокам одинаково) (рис. А); К- комбинированной свивки (с чередующимися через прядь направлениями свивки прядей).
|
Крестовая |
Односторонняя |
|
Для подъемных кранов, а также при работе канатов на блоках с канавками с подрезом и клиновидными и на плоских ободах, рекомендуется крестовая свивка. В случае, когда конструкция механизма исключает возможность кручения каната (например, тяговые канаты, канаты механизмов изменения вылета стрел) и при этом применены полукруглые канавки и однослойная навивка, рекомендуется односторонняя свивка.
Стальные канаты тройной свивки изготавливают только крестовой свивки.
По степени крутимости различают стальные канаты: крутящиеся (с одинаковым направлением всех прядей в стренг); МК — мало крутящиеся (многослойные многопрядные и одинарной свивки с противоположным направлением свивки элементов по слоям).
По механическим свойствам различают стальные канаты из проволоки марок В, I и II.
По виду покрытия поверхности проволок в канате различают стальные канаты: без покрытия; ОЖ — с цинковым покрытием проволоки для особо жестких агрессивных условий работы; Ж — с цинковым покрытием проволоки для жестких агрессивных условий работы; С — с цинковым покрытием проволоки для средних агрессивных условий работы.
Для кранов применяются стальные канаты грузового назначения, обозначаемые буквой Г, канаты грузолюдскогоназначения обозначают буквами ГЛ.
1. Технические характеристики канатов
Технические характеристики канатов классифицируются по:
- назначению;
- точности изготовления;
- степени крутимости;
- типам конструкций и размерам;
- форме поперечного сечения;
- материалу сердечника;
- способу свивки и степени уравновешенности;
- виду покрытия поверхности проволок;
- сочетанию направлений свивки;
- механическим свойствам.
Стальные канаты по типу свивки прядей изготавливаются:
- ТК точечного касания;
- ЛК линейного касания;
- ПК полосового касания (из пластически обжатых прядей);
- ТЛК точечнолинейного касания.
Выпускаются канаты по конструкции следующих типов:
- одинарной свивки (спиральные) из круглых проволок;
- одинарной свивки (спиральные) из проволок фасонных сечений;
- двойной свивки: 6ти, 8ми, многопрядные;
- двойной свивки: фасоннопрядные.
По способу свивки канаты поставляются:
- раскручивающиеся пряди и проволоки в этих канатах не сохраняют своего положения после снятия перевязок;
- нераскручивающиеся пряди в канатах, проволоки в прядях после удаления перевязок и мест заварки сохраняют свое положение или могут раскручиваться таким образом, чтобы их легко можно было возвратить в прежнее положение.
По степени уравновешенности изготавливаются:
- рихтованные Р;
- нерихтованные.
По степени крутимости:
- крутящиеся;
- малокрутящиеся МК.
Преимущество имеют нераскручивающиеся рихтованные канаты, обладающие:
- большой гибкостью благодаря снятию внутренних напряжений путем преформации (придания проволочным прядям формы, которую они приобретают в канате после свивки);
- отсутствием стремления каната нарушать свою прямолинейность при вытягивании;
- более равномерным распределением растягивающих усилий в канате на каждую прядь, а внутри пряди на каждую проволоку;
- возможностью большего числа перегибов на барабанах и блоках и меньшим числом обрывов проволок, чем у обычных канатов за одинаковый срок службы;
- способностью «не ершиться», что исключает травмы и предохраняет поверхность барабанов и блоков от повреждений.
По сочетанию направлений свивки верхнего слоя канаты изготавливаются:
- правой свивки;
- левой свивки.
По сочетанию направлений свивки каната и его элементов:
- крестовой свивки;
- односторонней свивки.
Канаты крестовой свивки имеют повышенную жесткость, но благодаря своей структурной прочности (уравновешенности свивок) и простоте в эксплуатации широко используются во многих отраслях народного хозяйства.
Канаты односторонней свивки обладают большой гибкостью, и срок их службы превышает в 1,25; 1,5 раза срок службы канатов крестовой свивки. Но последние не нашли широкого применения, так как они имеют тенденцию к раскручиванию.
Выбор направления свивки стальных канатов является очень важным и решающим фактором для их нормальной эксплуатации.
В зависимости от направления свивки каната, направления вращения приемного барабана (по часовой стрелке или против нее) и порядка укладки каната на барабан (справа налево или слева направо), под барабан или на барабан деформация кручения может увеличивать или уменьшать скручивание каната.
Канаты в зависимости от механических свойств проволоки, из которой они изготавливаются, стальной канатной без покрытия или оцинкованной бывают марок: высокого качества (ВК), обыкновенного качества (В) и первой (I) по ГОСТ 324191.
В зависимости от поверхностей плотности цинка, канаты изготавливаются из цинковой проволоки трех групп: С, Ж, ОЖ.
Канаты, служащие для подъема и спуска людей, а также канаты, применяемые в особо ответственных случаях изготовляются марок ВК, В.
Проволочные канаты в зависимости от требуемого разрывного усилия каната в целом изготавливаются из проволоки с пределом при растяжении 1370 1960 Н/мм2 (140 200 кгс/мм).
Высокий предел прочности не является показателем качества каната, увеличение предела прочности выше определенного (расчетного) значения влечет за собой понижение наиболее ценного для канатной проволоки свойства пластичности и уменьшает срок службы каната. Канаты маркировочной группы 180 кгс/мм2 наиболее работоспособны и прочны.
2. Виды изготовляемых канатов
Изготовляются канаты диаметром от 0,5 до 72 мм. Интервал изготовляемых диаметров составляет:
- для канатов диаметром менее 5, 0 мм — 0,1 мм;
- для канатов диаметром от 5,0 до 20,0 мм — 0,5 мм;
- для канатов диаметром выше 20,0 мм — 1,0 мм.
По желанию заказчика возможно изготовление канатов любого диаметра в указанном диапазоне.
Изготовляемые маркировочные группы
Маркировочная группа каната является основной характеристикой, которая влияет на выбор каната для дальнейшей эксплуатации. Канаты изготовляются маркировочных групп 1370, 1550, 1770, 1960 Н/мм2.
По желанию заказчика возможно изготовление канатов промежуточных или других маркировочных групп.
Наличие покрытия на поверхности проволоки
Канаты изготовляются:
из проволоки без покрытия,
из проволоки оцинкованной.
Цинковое покрытие защищает канат от воздействия атмосферных осадков и грунтовых вод, повышает коррозионную стойкость каната в процессе эксплуатации. Срок службы оцинкованного каната в 3-и раза выше, чем каната без цинкового покрытия.
В зависимости от поверхностной плотности цинка на проволоках канаты изготавливаются:
- для средних условий работы (группа «С» для стандартов ГОСТ);
- для жестких условий работы (для всех стандартов, группа «Ж» для стандартов ГОСТ);
- для особо жестких условий работы (для всех стандартов, группа «ОЖ» для стандартов ГОСТ).
Способ свивки канатов.
Канаты изготовляются с предварительной деформацией (нераскручивающиеся).
Это обеспечивает следующие преимущества:
свободные концы каната не раскручиваются,
концы оборванных проволок в канате не «ершатся»
канат не образует петель,
при обрезке не возникает вращение каната вокруг своей оси.
По требованию заказчика канат может изготавливаться раскручивающимся.
Материал сердечника.
Канаты изготовляются на металлическом или органическом сердечнике.
В качестве металлического сердечника используется прядь или канат конструкции 7х7. Металлический сердечник изготавливается из проволоки.
В качестве органического сердечника используется сердечник свитый из полипропиленовых нитей. По желанию заказчика органические сердечники изготовляются из других материалов.
Тип сердечника и материал оговаривается в контракте.
Смазка каната
Канаты изготовляются со смазкой и без смазки.
Смазка служит для защиты канатов от коррозии при транспортировании, хранении и начальном периоде эксплуатации. В качестве смазки используются «Торсиол 35», «Эласкон 20», фрикционная смазка «Эласкон II Стар».
В зависимости от заказа канаты изготавливаются:
с нанесением смазки на пряди,
с нанесением смазки на пряди и на канат,
с нанесением смазки только на канат.
Без смазки изготовляются преимущественно оцинкованные канаты
3. Некоторые виды канатов и их применение
|
Наименование стального каната |
Конструкция |
Диаметр мм |
Применение |
|
|
Канаты стальные авиационные ГОСТ 2172-80 6х7(1+6)+1х7(1+6) |
1,6-2,5 |
Применяются в качестве канатов для систем управления самолетов и вертолетов. |
||
|
Канаты стальные авиационные ГОСТ 2172-80 6х19(1+6+12)+1х19(1+6+12) |
3,2-9,5 |
|||
|
Канат стальной двойной свивки типа ЛК-Р ГОСТ 2688-80 DIN 3059 6х19 (1+6+6/6)+1 о.с. |
3,8-56,0 |
Применяется в качестве подъемных канатов на башенных, мостовых, судовых кранах, автокранах и других подъемно-транспортных машинах. |
||
|
Канат стальной одинарной свивки типа ЛК-О ГОСТ 3062-80 DIN 3052 1х7 (1+6) |
0,75-11,5 |
Применяется в качестве устройств растяжек и вант для кранов, кабель-канатов, поддерживающих и бензельных канатов. |
||
|
Канат стальной одинарной свивки типа ТК ГОСТ 3063-80 DIN 3053 1х19 (1+6+12) |
1,0-19,0 |
Применяется в качестве растяжек и вант для кранов, несущих канатов и вант для мостов, грозозащитного троса высоковольтных линий электропередач, под- держивающих и бензельных канатов. |
||
|
Канат стальной двойной свивки типа ЛК-О ГОСТ 3066-80 DIN 3055 6х7 (1+6)+1х7 (1+6) |
1,9-28,5 |
Применяются в качестве растяжек и вант для кранов, несущих канатов и вант для мостов, несущих канатов для подвесных крыш, растяжек для мачт; в качестве растяжек для такелажа. |
||
|
Канат стальной двойной свивки типа ТК ГОСТ 3067-88 6х19(1+6+12)+1х19 (1+6+12) |
3,1-18,5 |
Применяются в качестве канатов общего назначения, кроме грузоподъемных кранов, применяются как буксирные, лесосплавные крепления, различные поддерживающие. Изготавливаются с металлическим сердечником. |
||
|
Канат стальной двойной свивки типа ЛК-О ГОСТ 3069-80 DIN 3055 6х7 (1+6)+1 о.с. |
2,2-29,0 |
Применяются в качестве канатов для оснастки траулеров и растяжек такелажа, для подвесных дорог, буксировки груза. Изготавливаются с органическим сердечником. |
||
|
Канат стальной двойной свивки типа ТК ГОСТ 3070-88 DIN 3070 6х19 (1+6+12)+1 о.с. |
3,3-13,0 |
Применяются для кранов в качестве канатов тельферов; канатов для оснастки тралов; в качестве строп для такелажа; для обустройства лесосплавных креплений, ограждений. Изготавливается с органическим сердечником. |
||
|
Канат стальной двойной свивки типа ЛК-О ГОСТ 3077-80 DIN 3058 6х19 (1+9+9)+1 о.с. |
4,6-46,0 |
Применяются в качестве подъемных канатов, башенных, судовых, автокранов, канатов тельферов; канатов для горных машин, скреперных канатов; тяговых и несущих канатов канатных дорог; подъемных канатов для наклонного подъема; для лифтов. |
||
|
Канат стальной двойной свивки типа ЛК-О ГОСТ 3081-80 DIN 3058 6х19 (1+9+9)+7х7(1+6) |
6,0-45,5 |
Применяются для кранов в качестве растяжек, вант; в качестве подъемных канатов автокранов; несущих канатов для канатных дорог; направляю-щих канатов (проводников) для шахтных подъемных установок; растяжек для мачт; растяжек для такелажа. |
||
|
Канат стальной двойной свивки типа ЛК-О ГОСТ 3083-80 6х30 (0+15+15)+7о.с. |
11,5-65,0 |
Для швартово-буксирных работ на морском и речном транспорте. Изготавливается с органическим сердечником. |
||
|
Канат стальной двойной свивки многопрядный типа ЛК-Р ГОСТ 3088-80 8×19(1+6+6/6)+1 о. с. |
18,5-59,5 |
Шахтные для подвески оборудования, уравновешивающие. |
||
|
Канат стальной двойной свивки типа ЛК-3 ГОСТ 7665-80 DIN 3057 6х25 (1+6;6+12)+1о.с. |
9,7-48,5 |
Применяются в качестве канатов для подъемно-транспортных машин; ваерных канатов для оснащения траулеров; тя-говых канатов для канатных дорог; в качестве подъемных канатов для вертикальных шахтных установок. |
||
|
Канат стальной двойной свивки типа ЛК-3 ГОСТ 7667-80 DIN 3057 6х25 (1+6;6+12) + 7х7 (1+6) |
9,5-47,0 |
Применяются в качестве подъемных канатов, металлургических и других кранов, ваерных канатов для траулеров; несущих канатов для канатных дорог; подъемных канатов для вертикальных шахтных установок; вантов для мостов. |
||
|
Канат стальной двойной свивки типа ЛК-РО ГОСТ 7668-80 DIN 3064 6х36 (1+7+7/7+14)+1о.с. |
8,1-65,0 |
Применяются в качестве подъемных канатов башенных, мостовых, судовых, портальных и автокранов; в качестве экскаваторных подъемных канатов; ваерных канатов для траулеров; тяговых канатов для канатных дорог. |
||
|
Канат стальной двойной свивки типа ЛК-РО ГОСТ 7669-80 DIN 3064 6х36 (1+7+7/7+14)+7х7(1+6) |
8,6-64,0 |
Применяются в качестве подъемных канатов, металлургических кранов, растяжек, стреловых канатов, растяжек, вант для кранов; экскаваторных тяговых канатов для землеройных и горных машин; ваерных канатов для оснастки траулеров; несущих канатов для канатных дорог; уравновешивающих (хвостовых) и направляющих канатов для шахтных подъемных установок; в строительных сооружениях в качестве несущих канатов и вантов для мостов. |
||
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/na-temu-tyagovyie-elementyi-tsepi-kanatyi-i-stropyi/
1. — Стальные канаты и их характеристики.
2. http://region51murman.narod.ru/trosakanatiniti/stalnie_trosa — Стальные троса.
3. http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=8656 — Технология монтажа мостового крана.
4. Александров, М.П. Грузоподъемные машины: Учебник для вузов / М.П.
