Канаты. Конструкция каната. Классификация канатов.

Канаты изготовляют из стальной светлой или оцинкованной проволоки марок В, I или II по ГОСТ 7372–79 диаметром от 0,2 до 3 мм; высокий предел прочности проволоки при растяжении σ_в≤ 2600 МПа достигают многократным холодным волочением с промежуточной термической и химической обработкой. Однако в грузоподъемных машинах наибольшее применение находят канаты с пределом прочности σ_в= 1600 ÷ 2000 МПа. Использование проволоки с более низким пределом прочности приводит к увеличению диаметра каната, а с более высоким пределом прочности — к снижению срока службы из-за большей жесткости проволок. Проволоку марки В применяют в особо ответственных случаях, например в устройствах для подъема людей. Для специальных целей канаты изготовляют из проволок из нержавеющей стали.

Канаты

В грузоподъемных машинах применяют преимущественно канаты двойной свивки (рис. 1): проволоки свивают в пряди вокруг центральной проволоки, а затем пряди свивают в канат вокруг сердечника. Число проволок в пряди и число прядей в канате может быть различно. В грузоподъемных машинах применяют главным образом шестипрядные канаты с числом проволок в пряди 19 и 37. При этом получается наиболее рациональное соотношение диаметра прядей и диаметра центрального сердечника и хорошо используется поперечное сечение каната при достаточной его гибкости. Восьмипрядные канаты используют в кранах и подъемниках, если применяются шкивы трения и барабаны малого диаметра.

Конструкция каната. Конструкция стальных канатов.

Рис. 1: а – ТК (6х19 + с.); б – ЛК-О (6х19 + 7х7); в – ЛК-Р (6х19 + с.); г – ЛК-РО (6х36 + с.); д – ЛК-З (6х25 + 7х7); е – ТЛК-О (6х37 + с.)

В зависимости от материала сердечника бывают канаты с органическим сердечником из лубяных (пенька) или из синтетических (нейлон, капрон) волокон, а при работе в условиях повышенных температур или химически агрессивной среды — из асбестовых волокон и канаты с металлическим сердечником, в качестве которого используют также проволочный канат двойной свивки (рис. 65, б, д). Канаты с металлическим сердечником применяют при многослойной навивке на барабан, поскольку этот канат не теряет формы под действием нагрузки от вышележащих витков, а также при резко меняющейся нагрузке и при работе в условиях высоких температур, исключающих применение канатов с органическим сердечником. Канат с металлическим сердечником, хотя и имеет более высокий коэффициент заполнения поперечного сечения металлом, из-за различных условий работы прядей сердечника и прядей каната практически не становится более прочным. Канаты с органическим сердечником более гибки, чем канаты с металлическим сердечником, и лучше удерживают смазку, так как смазка к проволокам поступает не только снаружи (в процессе работы канаты регулярно смазываются), но и из сердечника, пропитанного смазкой.

Классификация канатов по роду свивки

По роду свивки проволок в прядях различают:

• канаты типа ТК (рис. 1, а) с точечным контактом отдельных проволок между слоями прядей;
• канаты типа ЛК с линейным касанием проволок в пряди. Канаты типа ЛКимеют несколько разновидностей:
  • ЛК-О (рис. 1, б), где проволоки отдельных слоев пряди имеют одинаковый диаметр;
  • ЛК-Р (рис. 1, в), у которых проволоки в верхнем слое пряди имеют разные диаметры;
  • ЛК-РО (рис. 1, г) — в прядях имеются слои, составленные из проволок одинакового диаметра и из проволок разного диаметра;
  • ЛК-З (рис. 1, д) — между двумя слоями проволок размещаются заполняющие проволоки меньшего диаметра.
• канаты типа ТЛК-О и ТЛК-Р с комбинированным точечно-линейным контактом между проволоками в пряди (рис. 65, е).

Канаты типа ТК с точечным касанием проволок применяются только для ненапряженных режимов работы, когда длительность срока службы определяется в основном не качеством каната, а условиями его использования. Канаты с линейным касанием имеют лучшее заполнение сечения, они более гибки и износостойки. Их срок службы на 30–100% выше, чем срок службы канатов типа ТК. Вследствие лучшего заполнения сечения они при той же разрывной нагрузке имеют несколько меньший диаметр.

Классификация канатов по типу свивки

По типу свивки канаты подразделяют на:

• обыкновенные или раскручивающиеся канаты (в этих канатах проволоки и пряди после снятия перевязок концов стремятся выпрямится);
• нераскручивающиеся канаты, свиваемые из заранее деформированных проволок и прядей: их форма соответствует положению в канате. Проволоки нераскручивающихся канатов в ненагруженном состоянии не испытывают внутренних напряжений. Эти канаты имеют значительно более долгий срок службы. Растягивающая нагрузка в них более равномерно распределяется между прядями и между проволоками в прядях. Они обладают большей сопротивляемостью переменным изгибам. Оборванные проволоки в них сохраняют свое прежнее положение и не выходят из каната — это облегчает его обслуживание и уменьшает износ поверхности барабана и блока лопнувшими проволоками.
• некрутящиеся канаты — это многослойные канаты, которые имеют противоположное направление свивки прядей по отдельным слоям. Однако отдельные слои при огибании блока легко сдвигаются друг относительно друга, что приводит иногда к выпучиванию прядей и преждевременному выходу каната из строя.