1.1. Конструкции стальных канатов
Канаты подъёмных механизмов и лифтов обеспечивают передачу движения от лебедки к кабине и противовесу с небольшими потерями мощности на канатоведущем органе и отклоняющих блоках. Классификация и технические требования к стальным канатам из круглых проволок установлены ГОСТ 3241, а также зарубежными стандартами: германским DIN 3051, английским BS 302, американским RR-W-410, итальянским UNI7291, японским JIS G 3525, французским NF А 47-205, международными ISO 2408, EN 12385 и др.
По порядку свивки выделяют: одинарной (спиральные) свивки – состоят из одного или нескольких спиральных слоев проволок; двойной (тросовой) свивки – состоят из одного или нескольких слоев спиральных канатов (прядей); тройной (кабельтовой) свивки – состоят из канатов двойной свивки (стренг).
Основным элементом каната является прядь, которая состоит из отдельных проволок. Если слои проволок имеют разные шаги свивки, то проволоки смежных слоев касаются друг друга в отдельных точках. Такие пряди и канаты имеют обозначение ТК (рис. 1.1.е, 1.1.ж) – с точечным касанием проволок. Если слои проволок имеют одинаковые шаги свивки, то имеет место линейный контакт проволок. Такие пряди и канаты обозначаются ЛК – с линейным касанием проволок. В ряде случаев прядь может быть составлена из слоев, имеющих как линейных, так и точечный контакт. Такие пряди и канаты имеют обозначение ТЛК (рис. 1.1.з) – с комбинированным точечно-линейным касанием проволок.
В зависимости от числа проволок и их взаимного расположения пряди и канаты типа ЛК в свою очередь подразделяются на: ЛК-О – проволоки каждого из слоев пряди имеют одинаковых диаметр (рис. 1.1.а, 1.1.б); ЛК-Р – проволоки наружного слоя пряди имеют различный диаметр (рис. 1.1.в); ЛК-З (рис. 1.1.г) – с заполняющими проволоками; ЛК-РО (рис. 1.1.д) – канат состоит из прядей, составленных как из проволок одинакового, так и различного диаметра.
Рис. 1.1. Структура каната и его прядей
Формула каната (пряди) записывается в виде суммы чисел проволок в слоях, начиная с центральной проволоки (в германском стандарте, наоборот отсчет ведется от наружного слоя), при этом разные проволоки в слое обозначаются через черту дроби, а наличие заполняющих проволок - через точку с запятой.
В подъемной техники наиболее распространены канаты двойной свивки. Формула их конструкции имеет вид произведения числа прядей на число проволок в пряди с расшифровкой структуры пряди и обозначением сердечника. В случае применения органического сердечника канат имеет добавочное обозначение о.с. Например, канат ГОСТ 2688 обозначается 6х19 (1+6+6/6)+о.с., а канат ГОСТ 3088 – 18х19 (1+6+6/6)+о.с. Если применяется металлический сердечник, то его конструкция дополнительно расшифровывается. Например, канат ГОСТ 7669 имеет обозначение 6х36 (1+7+7/7+14)+7х7(1+6).
В зависимости от того, по какой винтовой линии (правой или левой) расположены элементы наружного слоя, говорят, что канат имеет правую или левую свивку. В литературе иногда вводят обозначение направления свивки буквами латинского алфавита (рис. 1.2): Z – правая, S – левая. Направления свивки проволок в прядь и прядей в канат могут совпадать – канат односторонней свивки (Zz, Ss) или быть противоположными – канат крестовой свивки (Zs, Sz).
Рис. 1.2. Направление свивки проволок в прядь и прядей в канат
Канаты, имеющие предварительную винтовую деформацию, устойчивы к раскручиванию при работе. Они обозначаются – нераскручивающиеся (Н), в противном случае канаты имеют обозначение – раскручивающиеся (Р).
В зависимости от назначения согласно ГОСТ 3241 выделяют канаты: для подъема грузов и людей (ГЛ) и для подъема грузов (Г).
Канаты изготавливаются из стальной проволоки по ГОСТ 7372 и могут быть без покрытия или с цинковым покрытием. По механическим свойствам проволока каната делится на марки: высшая (В) или первая (I). Оцинкованная проволока подразделяется на три группы: ОЖ – для особо жестких условий работы, Ж – для жестких условий работы и С – для средних условий работы.
Таким образом, полное обозначение каната включает в себя сведения о его конструкции, технических параметрах и особенностях изготовления. Так, канат диаметром 12 мм по ГОСТ 2688, грузолюдского назначения, из проволоки без покрытия высшей марки, левой односторонней свивки, нераскручивающийся, маркировочной группы 1770 Н/мм2 повышенной точности имеет обозначение: канат 12-ГЛ-В-Л-О-Н-Т-1770 ГОСТ 2688-80.
В литературе часто приводятся зарубежные обозначения наиболее распространенных канатов (прядей): ЛК-О - Seal (Сил) имеет конструкцию 1+n+n; ЛК-Р - Warrington (Варрингтон), 1+n+n/n; ЛК-РО - Warrington-Seal (Варрингтон-Сил), 1+n+n/n+2n; ЛК-З - Filler (Филлер), 1+n;n+2n.
Полное зарубежное обозначение каната, также как отечественное, включает в себя сведения о его конструкции, технических параметрах и особенностях изготовления (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Обозначение каната согласно ISO 2408
A – номинальный диаметр, мм;
B – конструкция каната (например, 8x19) и конструкций пряди (S – Seale, W – Warrington, Fi – Filler, WS – Warrington-Seale);
C – тип сердечника (FC "Fiber core"– органический сердечник, NFC "Natural fiber core" – органический сердечник из натуральных материалов; SFC "Synthetic fiber core" – органический сердечник из синтетических материалов; WC "Wire Core" – стальной сердечник; IWRC "Independent wire rope core" – сердечник из стального проволочного каната меньшего диаметра; PWRC "Parallel laid wire rope core" – проволочный сердечник из параллельно уложенных (свитых) проволок; IWRF – смешанный сердечник;
D – номинальный предел прочности проволоки, Н/мм2;
E – покрытие проволоки (U – неоцинкованный, B – оцинкованный);
F – направление свивки прядей в канат и проволок в прядь.