1.2. Требования, предъявляемые к лифтовым канатам

Канаты лифта воспринимают значительные по своей величине растягивающие нагрузки как при движении, так и неподвижном состоянии кабины, при ее работе в нормальных, эксплуатационных и аварийных режимах. Наряду со стальными канатами, в лифтах также могут применяться пластинчатые и втулочно-роликовые цепи в качестве тяговых органов или вспомогательных элементов конструкции (обычно - уравновешивающий элемент).

Надежность работы канатно-блочной системы лифта непосредственно влияет на безопасность пассажиров. Поэтому к стальным канатам и тяговым цепям лифтов предъявляются ряд требований, которые изложены в ПБ 10-558-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов» (ПУБЭЛ). Ниже приводятся некоторые из них:

1) Канаты, поступающие на монтаж лифтового оборудования должны иметь документ (сертификат), характеризующий их качество и оформленный в полном соответствии с требованиями государственных стандартов. Аналогичные требования предъявляются к тяговым цепям.

2) Параллельно работающие канаты подвески кабин (противовесов) должны иметь одинаковые диаметры, структурные и прочностные характеристики. Не допускается сращивание тяговых канатов механизмов подъема и ограничителей скорости.

3) Номинальный диаметр тяговых канатов лифтов для перевозки людей должен быть не менее 8 мм, а в ограничителях скорости и лифтах не рассчитанных на транспортировку людей, - не менее 6 мм.

4) Число параллельных ветвей канатов подвески кабины (противовеса) должно быть не менее указанных в таблице 4 ПУБЭЛ.

5) При полиспастной подвеске все ветви одного каната, огибающего отклоняющий блок, рассматриваются как один канат. При подвешивании кабины (противовеса) на тяговых цепях, число параллельных ветвей цепной подвески должно быть не менее 2.

6) В лифтах могут применяться только канаты двойной свивки.

1.3. Области применения лифтовых канатов

При эксплуатации лифтовых канатов возникают растягивающие, изгибающие, скручивающие и сдвигающие нагрузки, поэтому в канате должна обеспечиваться большая площадь касания между проволоками отдельных слоев навивки. Этому условию удовлетворяют круглопрядные канаты типа ЛК. В-основном, применяются канаты конструкции ЛК-О и ЛК-Р. Реже применяются канаты типа ЛК-З.

В лифтах используют канаты двойной свивки из одинаковых прядей, свитых с одинаковым шагом. Применяются канаты односторонней и крестовой свивки. Канаты лифтов обычно имеют правостороннюю свивку, т.е. пряди уложены справа налево (по часовой стрелке, если смотреть на торец каната).

У всех лифтовых канатов имеются сердечники из волокон, пропитанных специальной смазкой, для уменьшения трения между внутренними проволоками и увеличения их срока службы, а также для защиты их от коррозии при хранении. Сердечники могут быть выполнены из натурального или синтетического материала. В качестве натурального волокна обычно используется сизальская или манильская пенька, а в качестве волокна искусственного происхождения полиуретан, полиамид или полиэстер.

В европейской практике широкое распространение получили следующие три конструкции канатов:

1) Канат двойной односторонней свивки 6х19 (9/9/1)¹. Такая конструкция содержит 6 прядей по 19 проволок в каждой (9 во внешнем слое, 9 во внутреннем и 1 центральная проволока, рис. 1.4).

В таком канате имеет место быть увеличенная поверхность контакта в наружном слое навивки, то есть более низкое давление между проволоками. Это обуславливает увеличение срока службы по сравнению с канатами, имеющими более тонкие проволоки в наружном слое.

Рис. 1.4. Канат двойной односторонней свивки 6х19 (9/9/1)

2) Канат двойной односторонней свивки 6х19 (12/6+6F/1)

В этом канате 6 проволок меньшего диаметра размещены между наружными и внутренними слоями проволок каждой пряди, заполняя пустые промежутки (рис. 1.5). Это обеспечивает большую площадь контакта между слоями и способствует сохранению формы каната. При расчете каната на прочность наличие дополнительных заполняющих проволок не учитывается.

Рис. 1.5. Канат двойной односторонней свивки 6х19 (12/6+6F/1)

3) Канат двойной односторонней свивки 8х19 (9/9/1)

Такая конструкция означает 8 прядей по 19 проволок в каждой (9 во внутреннем слое, 9 во внешнем и 1 центральная проволока, рис. 1.6).

Он превосходит 6-и прядные канаты по нескольким показателям: обладает большей гибкостью и усталостной прочностью; лучше соответствует форме ручья шкива и перемещается более плавно; площадь контакта между проволоками и ручьем больше; выдерживает большее число перегибов, т.е. обладает большим ресурсом. Канат имеет меньшую устойчивость к абразивному износу по сравнению с эквивалентными по размеру канатами 6x19, т.к. проволоки наружного слоя имеют меньший диаметр. Также разрушающая нагрузка ниже, чем в канате 6x19.

Рис. 1.6. Канат двойной односторонней свивки 8х19 (9/9/1)

Стоит отметить, что показатель усталостной прочности канатов 6x19 (9/9/1) в ряде случаев ниже, чем у 6x19 (12/6+6F/1) или 8x19, и поэтому из-за своей более жесткой конструкции они требуют применения канатоведущих шкивов и блоков большего диаметра.

Для канатов 6x19 (12/6+6F/1) рекомендуется применять клиновой (V-образный) профиль ручья тягового шкива. Для остальных описанных типов канатов рекомендуется применять шкивы с полукруглым (U-образным) профилем ручья или полукруглым профилем с подрезом. Канаты типа 6x19 (9/9/1) следует использовать при небольшом диаметре каната.

При установке лифтов на открытом воздухе или на химических заводах тяговые канаты подвергаются коррозии. В таких случаях применяются проволоки с гальваническим покрытием, например, с защитным цинковым или полимерным покрытием.

На основании опыта эксплуатации лифтов были составлены рекомендации по соответствию по выбору типа каната для различных конструкций лифтовых установок (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Рекомендации по выбору лифтовых канатов

Конструкция каната		Область применения
класс и тип сердечника	конструкция
6x19 органический сердечник	6 x 19S + SFC 6 x 19W + SFC 6x25FI + SFC	канаты ограничителя скорости
	6 x 19S + NFC 6 x 19W + NFC 6 x 25Fi + NFC	подвесные канаты для малоэтажных, низкоскоростных лифтов
8x19 органический сердечник	8 x 19S + NFC 8 x 19W + NFC 8 x 25Fi + NFC	подвесные канаты для лифтов со скоростью ≤2 м/с, высота здания ≤60 м
8x19 стальной сердечник	8 x 19S + 8 x 7 + 1x19W 8 x 19W + 8 x 7 + 1 x19W 8 x 25Fi + 8 x 7 + 1 x19W	подвесные канаты для лифтов со скоростью <4 м/с, высота здания ≤100 м
8x19 смешанный сердечник	8 x 19S + 8 x 7 + FC 8 x 19W + 8 x 7 + FC 8 x 25Fi + 8 x 7 + FC 8 x 19S + 5 x 7 + FC	подвесные канаты для лифтов со скоростью <4 м/с, высота здания ≤100 м
9x19 стальной сердечник	9 x 17S + 9 x 7 + 1 x 19W 9 x 19S + 9 x 7 + 1 x 19W 9 x 19W + 9 x 7 + 1 x 19W 9 x 21Fl + 9 x 7 + 1 x 19W 9 x 25Fi + 9 x 7 + 1 x 19W	подвесные канаты для лифтов со скоростью ≥4 м/с, высота здания >100 м
9x19 смешанный сердечник	9 x 17S + 9 x 7 + FC 9 x 19S + 9 x 7 + FC 9 x 19W + 9 x 7 + FC 9 x 21Fi + 9 x 7 + FC 9 x 25Fi + 9x7 + FC
6x36 органический сердечник	6 x 29Fi + FC 6 x 36WS + FC	компенсирующие канаты, канаты противовесов

В ряде случаев применяются канаты с некруглым поперечным сечением проволок или фасоннопрядные. Например, компанией Bridon Ropes Limited (Великобритания) были разработаны канаты Dyform (рис. 1.7), изготовленные путем протягивания через формующую головку всестороннего поперечного сжатия, что способствует увеличению суммарной площади проволок в поперечном сечении каната, а также увеличению «круглости» каната.

Рис. 1.7. Канаты Dyform

Увеличение суммарной площади поперечного сечения занятой проволоками приводит к уменьшению продольной вытяжки каната по сравнению со стандартным канатом, с сердечником из волокнистого материала, и ограничивает необходимость повторной корректировки длины каната. Кроме того, увеличивается минимальная разрушающая нагрузка, тогда как прочность на растяжение проволок удерживается на уровне, который обеспечивает оптимальную усталостную прочность. К тому же, увеличение минимальной разрывной нагрузки при сохранении уровня растягивающих напряжений оптимизирует сопротивление усталостным разрушениям. Так как площадь поверхности прядей увеличена, то контактные напряжения между канатом и поверхностью ручья шкива уменьшаются, то есть срок службы ручья увеличивается. Также к преимуществам по сравнению с круглопрядными канатами можно отнести плавность и бесшумность работы.