книги из ГПНТБ / Свидлер Р.П. Производство канатов учеб. пособие

Рис. 10. Сечения

канатов

а — с органическим сердечником; б — с

металлическим сердечником

в)

м. с. м. — с

металлическим

сердечником

из мяг­

кой проволоки

[ а в

^900

Мн/м2

(90

кГ/мм2)];

материа­

г)

и. с. — с

сердечником из искусственных

лов (рис 10, а, б).

3. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ

КАНАТА

Определение

диаметра круглой

пряди

Рассмотрим зависимость

между

диаметром пучка dn,

количест-

ральной, но

несвитых

между

собой.

Из

рис.

11, а

имеем:

dn=

2 (OA + 6/2);

OA =

AB

=

6

,

sin ф

2 sm

я

Y

—

n

Подставляя

значение

OA

в первое

выражение,

получим

/

о

А

I

Л V

л

„

/

1 + sin —

\

/

о

\

о

п

\

dn = 2

я

+тЛ

2

1

=

+ 6 = 6

я

;

I

я

—

I

I

I 2 s i n —

I

s i n —

\

s i n

)

\

п

J

п

n

du

= С.

ô

sin-

Рис.

11. Сечение пучка

проволок

(а)

и прово­

лок, свитых в прядь (б)

пряди определяют

по методике,

предложенной

проф. П. П. Несте-

ровым:

d = dKp -4- ô = ôCi мм,

где dKp—&

•диаметр

окружности

кручения,

на которой лежат центры прово­

лок слоя, мм;

ri­

• число проволок в слое;

ot.-- угол

свивки

проволок

(угол ме­

жду

касательной к оси проволо­

г

ки и осью пряди);

• диаметр проволок, мм;

ctg-

1 +

+ 1 — коэффициент свивки.

cos а

Значения

С и С| для прядей с разным

количеством

проволок

в слоях при углах

свнвкн 0,210—0,402 рад (12—23 град.)

приведены

в табл. 8.

Лб,;

АВ2 и АВ3

представляют

шаги

свивки

(hi\ h2

и h3)

каждого

слоя, а гипотенузы В^Су, В2С2

и В3С3

соответствуют

отрезкам прово­

лок,

идущим на

построение каждого

слоя

пряди

длиной,

равной

У г о л с в и в к и

третьего

слоя проволок <х3, который для трех­

слойной пряди равен

ее

углу свивки, определяется

из

выражения:

AB

h

ctg а =

ctga3

•

і Ц с р .

Кроме того:

АС3

я й к р ] = я ( й - о а ) ,

где dKpa — диаметр

окружности

кручения

третьего

слоя, мм;

Тогда

- диаметр проволок третьего слоя, мм.

ctg

а

h

hCj.

ri (Ci — 1) я

d ( C t — 1 ) я

я

d

•

-

)

Ci

I

откуда

ш а г

с в и в к и проволок

c t g q r f ( C 1 — 1 ) я

ctg a (C t — 1)

el MM.

fi­

ctg a ( C t

— 1) я

k..

k называется

к о э ф ф и ц и е н т о м

к р а т н о с т и

с в и в к и .

Тогда выражение для h можно записать так: h = kd.

Вышеприведенные зависимости параметров свивки и диаметра

пряди, отнесенные

к каждому

слою

проволок, справедливы

и для

прядей типа ТК.

Коэффициенты

кратности свивки

для прядей

типа ЛК

и ТК

с различным количеством проволок в верхнем слое

для диапазона

распространенных углов свивки приведены в табл. 9.

устанавливающего значение

k

для прядей типа

ТК, не

более

11,

а для прядей типа ЛК — не более 9.

В практике канатного производства для прядей типа ТК зна­

чение k принимают равным 9—11, а для прядей

типа

ЛК —рав­

ным 7—9.

диаметра проволок.

В круглых прядях

типа

ТК

все

Подбор

проволоки,

за

исключением

центральной, имеют

одинаковые разме­

ры. Диаметр

центральной

проволоки определяется

из

формулы:

крі

cos a

— 1

= ô(C.

1)—1 = 0 ( ^ — 2).«.«,

5

9,4

8,6

8,0

7,4

6,9

6,5

6,1

5,8

5,5

5,2

5,0

4,8

6

9,9

9,1

8,5

7,9

7,4

6,8

6,5

6,2

5,8

5,5

5,3

5,0

7

10,4

9,6

8,9

8,3

7,6

7,2

6,8

6,4

6,1

5,8

5,5

5,3

8

10,8

9,9

9,2

8,5

8,0

7,5

7,0

6,7

6,3

6,0

5,7

5,5

9

11,1

10,2

9,4

8,8

8,2

7,7

7,3

6,9

6,5

6,2

5,9

5,6

10

11,4

10,4

9,7

9,0

8,4

7,9

7,4

7,1

6,7

6,3

6,0

5,8

12

11,8

10,9

10,1

9,4

8,7

8,2

7,7

7,3

6,9

6,5

6,2

6,0

14

12,1

11,2

10,4

9,6

9,0

8,4

7,9

7,5

7,1

6,7

6,4

6,2

15

12,3

11,3

10,5

9,8

9,1

8,5

8,0

7,6

7,2

6,8

6,5

6,2

16

12,4

11,4

10,6

9,9

9,2

8,6

8,1

7,7

7,3

6,9

6,6

6,3

18

12,6

11,6

10,8

10,0

9,4

8,8

8,3

7,8

7,4

7,0

6,7

6,4

20

12,8

11,8

10,9

10,1

9,5

8,9

8,4

7,9

7,5

7,1

6,8

6,5

21

12,9

11,9

11,0

10,2

9,6

9,0

8,5

8,0

7,6

7,2

6,9

6,5

24

13,1

12,1

11,2

10,4

9,7

9,1

8,6

8,1

7,7

7,3

6,9

6,6

30

13,4

12,3

11,4

10,6

9,9

9,3

8,8

8,3

7,8

7,4

7,0

6,7

где

d K P l

— диаметр

окружности

кручения

первого

слоя

пряди, мм;

à — диаметр проволок в слоях, мм.

Для

определения диаметре в проволок в прядях типа Л К

мож­

но

использовать аналитический

метод расчета. Для этого

вначале

касания их по слоям.

Рассмотрим

методику

подбора проволок

пряди типа ЛК - 0

конструкции 1+9+9.

треугольников ОцОаА;

ОцОвОв;

ОцВОя

Из

сопоставления

(рис. 13) можно записать:

RH

=

rH /sin <р;

( ги

+ гв)2

= Rl+R2B-

2ЯИ RB cos q>;

rB

= К

+

''в) sinq>,

где 2ф =

2 л / 9 ,

а <р = л / 9 .

Решая

совместно

приведенные

уравнения,

определяем

радиусы

гв и Гц в зависимости от г„.

Получаем

сечения различны, необходимо определить

параметры последнего

с учетом угла свивки.

Выбрав коэффициент кратности свивки k, по табл. 9 находим

угол свивки проволок наружного слоя а н .

d=ôaC1

мм.

Диаметр пряди определяем по формуле

(Значение Ci выбираем из табл. 8).

Шаг свивки проволок h=kd

мм.

Находим средний диаметр

внутренного слоя:

dc

= d„ — ô =

ô, + 26 — ö = ô + ô .

*-Ѵѣ в

в

ц 1

в

в

ц 1 в

Угол свивки

проволок внутреннего

слоя

определяем из выра­

Диаметр центральной проволоки оц =

гікРв—ôB.

Для обеспечения плотного касания

слоев пряди и создания

У с л о в и е к о н т а к т а

м е ж д у

с л о я м и

проверяют

сле­

дующим образом.

Главные полуоси эллипсов для проволок соответственно внут­

реннего и

наружного слоев

определяют

по формулам: b=à/2;

а=

= ô/2 cos

а .

Длины

окружностей кручения различных слоев

находят из

за­

проволок в каждом

слое при их свивке: LB :2,04aB = nB ; LK:2,04aH

= n„.

При условии «

< п в и я < п н , где п выбранное количество

про­

В случае, если п>пп

и я > Я н ,

следует

изменить

соотношение

диаметров проволок (увеличить центральную и

первого

слоя,

умень­

шить

наружную

и т. п.)

и вновь

провести

проверочный

расчет.

Аналогично подбирают диаметры проволок для прядей ЛК и

ТЛК разных конструкций.

Диаметры

проволок

в

трехгранных

прядях

определяют

графо­

аналитическим

методами.

Рассмотрим

один

из

них, разработанный

на Волгоградском сталепроволочно-канатном

заводе

для

конст­

рукций, указанных в табл.

10.

Диаметры наружных и внутренних проволок двухслойной пряди

определяют

по

формулам:

6 cos

а

(0, 5Dv cos

ß +

rc.H

%)

мм;

я cos а

+

п„

6 cos а

0,5£)v

(cos

ß + г с . в x) мм,

n cos а

+

пв

где

и — диаметр каната, мм;

V,

X —

углы, полученные

из

геометрического

построения

пряди, рад

(см. табл. 10);

ß -

угол свивки прядей, рад

(град.);

г с н

И ^ов —

радиусы

скругления

наружного

и внутреннего сло­

ев пряди, мм.

Т а б л и ц а

10

Геометрические параметры трехгранной пряди

Конструкцио н с т р у к ц ия

%

V

г с н ' м м

' е в -

пряди

м м

рад(град)

раЗ(град)

3+9+15

0,3

D/2

0,18

D/2

0,97(56)

0,077(4)

3+11+11

0,3

D/2

0,12

D/2

0,97(56)

0,077(4)

6+12+12

0,27

D/2

0,11

D/2

0,91(52)

0,137(8)

6+15+15

0,25

D/2

0,125 £>/2

0,88(50)

0,167(10)

6+12+18

0,26

D/2

0,152

D/2

0,89(51)

0,157(9)

2 Ô H ( 0 , 5 D - 3 Ô H )

При увеличении числа проволок в наружном

слое по сравнению

с внутренним на 6 ô H = ô B .

проволок

зависят

от их

количества.

Диаметры центральных

При л ц = 6

0,5D — 3 Ô „ — З б в

о„ =

3,23

мм;

При п ц =

3

ц

0,5D —3Ô„—3ÔB

о,, =

2,37

мм.

ц

Для

обеспечения

плотного

контакта

слоев

пряди

диаметры

центральных

проволок

следует

округлять

в сторону

увеличения.

Существует несколько методов построения канатов закрытой

конструкции. Остановимся

на

одном

из них, который

нашел наи­

большее

распространение

на

сталепроволочно-канатных

заводах.

Рассмотрим построение каната

диаметром

40,5 мм закрытой

конструкции

1Х56(1+6+12+18Д+192) с

двумя

слоями

круглой,

По табл. 9

находим угол свивки проволок первого слоя cti =

13°10\

Определяем

диаметры

внутренних

слоев каната

при ôi —

02=3,7 мм.

при п\ — &, и С! = 3,04

Диаметр

первого

слоя

(находим по

табл. 8): d, =

C1 ô, = 3,04X3,7 = 11,25 мм.

соответствии

с

условиями

Диаметр

центральной проволоки

в

обеспечения

плотного

контакта слоев

ô 4 = rfi—2ôi =

ll,25—2X3,7==

Диаметр

второго слоя круглых

проволок

d 2

= r f i + 2 ô 2 =

11,25+

+ 2 X 37=18,65 мм.

Находим

параметры и профиль

клиновидной

проволоки

(при

"=18 и высоте проволоки § К л = 5 мм).

Диаметр

слоя

клиновидных

проволок

гіКл

= ^2+2 £ кл =

18,65+

+2X5 = 28,65 мм.

Шаг свивки этого слоя hKn=kdKn

= 8,3X 28,65 = 238 мм.

сече­

Находим

углы свивки

винтовых

линий

различных

точек

ния клиновидной проволоки:

tg «н =

я<ік л

=

я28,65

0,3792;

а„ =

20°40';

-Т^

- г ^ - =

"КЛ

-"о

1 § а в =

л(акл

— 2#к л )

я (28,65 — 2-5)

0,2458; а , = 13в 50\

_ ! _ Л £

ЁМІ=

<- =

Подсчитываем

радиусы

кривизны

винтовых

линий в

разных

точках сечения проволоки:

<*•»•

28,65

р н

=

=

=

16,45 мм;

У

2cos2<xH

2-0,872

^кл -

2gM

28,65 - 2 - 5

pR

=

2 c o s 2 « B

=

2-0,943

=

У,У мм,

Определяем

длины

верхней

и

нижней

хорд

клиновидной

про­

волоки:

7idK„ cos «„

я28,65 cos 20°40 '

аК лв =

=

77

=

4,69 мм;

я ( r f к л - 2 g к л )

я (28,65-2-5)

Ьи„ =

лкл

=

18

= 3 , \ о м м .

•

По полученным параметрам строим профиль трапеции, а затем

скругляем углы

профиля,

радиусы

которых выбираем

конструктив­

но.

Определяем параметры и профиль зетобразной проволоки (при

2=19,

высоте проволоки gz = 6 мм и шаге свивки наружного

слоя

hz = kD = 8,5X40,5=345 мм).

Углы свивки винтовых линий различных точек сечения прово­

локи:

nD

я40,5

0,3698;

о„ = 20°20' ;

<g «н = Т - = - т — - =

пг

345

я ф —

2£,)

я (40,5 — 2-6)

tg «в =

.

h,

=

'

1

= 0,2600;

а в =

14°30';

345

я (£>—£,)

я (40,5 —6)

t g « c p ° "

\

=

3

4 5

=

0,3142;

а с р

=

17°30'.

Находим радиусы кривизны в различных точках сечения про­

волоки соответствующих винтовых линий:

D

40,5