книги из ГПНТБ / Свидлер Р.П. Производство канатов учеб. пособие
.pdfp c n |
D—gz |
= |
40,5 — 6 |
19 мм; |
|
= |
2 a c p |
= |
|||
F c p |
2cos |
|
2-0,908 |
|
|
|
D-2gz |
|
|
40,5 - 2 - 6 |
|
p„ = |
|
= |
|
= |
15,25 мм. |
|
2cos 2 a B |
|
2-0,935 |
|
|
Рассчитываем |
длины |
наружной, внутренней и средней полок: ' |
|||
|
a„ = • nDcosa,, |
|
|
|
nz |
|
л (D — 2gz )cosaB |
|
Û B |
= |
= |
|
nz |
|
a |
я (D — gz) |
cos a c p |
= —S |
= |
|
|
nz |
|
•= 6,28 мм:
K40,5COS20°20'
19
я( 4 0 , 5 — 2-6) COS 14°30'
=4,56 мм;
19
я( 4 0 , 5 — 6) cos 17°30'
=5,44 мм.
19
По полученным данным строим профиль зетобразной проволоки.
Расчет диаметра каната
Все рассмотренные выше зависимости для круглых прядей от
носятся в равной степени и к канатам. |
|
|
|
|
|
Д и а м е т р |
к а н а т а о д и н а р н о й с в и в к и D равен |
диа |
|||
метру пряди. |
|
|
|
|
|
Д и а м е т р к а н а т а д в о й н о й с в и в к и : |
|
|
|||
D = Z)Kp + d = d |
|
|
|
|
|
где |
DK p — диаметр |
окружности |
кручения |
||
|
прядей, мм; |
|
|
|
|
|
«—число |
прядей |
наружного |
слоя; |
|
|
ß—угол |
свивки |
прядей, |
рад |
(град). |
|
+ 1 — коэффициент |
свивки. |
|
|
|
|
D = dC1. |
|
|
|
|
Эту формулу можно применять для определения диаметров многопрядных (многослойных) канатов с точечным касанием прядей между слоями. Коэффициент С\ выбирают в зависимости от числа прядей в наружном слое.
Взаимосвязь отдельных элементов канатов, построенных по принципу линейного касания прядей между слоями, подчиняется за висимостям, принятым для прядей типа ЛК соответствующей кон струкции.
30
Д и а м е т р к а н а т а т р о й н о й с в и в к и |
|
||||
DK |
= DKp + D = D |
1 + |
sos у |
+ 1 |
• DCi мм, |
|
|
|
|
|
|
где D K p — диаметр окружности кручения стренг, мм; |
|
||||
|
п— число стренг; |
|
|
|
|
|
Y — угол свивки стренг, рад |
(град). |
|
|
|
Значения коэффициентов Ci (см. табл. 8) справедливы для ка |
|||||
натов |
двойной и тройной |
свивки с |
металлическими |
сердечниками. |
|
При изготовлении указанных канатов с органическими сердечниками, имеющими значительную поперечную податливость, необходимо най
денные по таблице С\ увеличить на 1,04 |
(С2 |
= С Г 1,04). |
определенные |
|
Значения углов ß и Y> которым |
соответствуют |
|||
значения коэффициента свивки, находятся в пределах 16—23 . |
||||
ГОСТ 3241—66 предусматривает следующие значения к: |
||||
шестипрядпые |
канаты, стренги и |
металлические |
сердечники — |
|
не более 6,5; |
|
|
|
|
канаты тройной свивки и двойной свивки с числом |
прядей в на |
|||
ружном слое выше шести — не более 7; |
|
|
|
|
фасоннопрядные канаты — не более 7,5; |
|
|||
плоские канаты — не более 16; |
|
|
|
|
спиральные канаты — не более 11. |
|
|
|
|
Д и а м е т р ы |
ф а с о н н о п р я д н ы х |
к а н а т о в |
определяют |
|
графическим методом. В некоторых случаях рекомендуются |
формулы |
||||||||||
Для |
приближенного |
расчета. Так, диаметры |
канатов с пятью и че |
||||||||
тырьмя |
овальными |
прядями |
определяют по формулам: |
|
|||||||
|
|
D 0 |
= |
ctg 36° (dt + du)=l |
,376 (do + dM) мм |
|
|||||
и |
|
D0 |
= |
ctg 45° (d6 + dM ) = |
1,0 (d6 |
+ du) мм, |
|
||||
где d 6 |
и аы — соответственно диаметры больших и меньших |
прядей. |
|||||||||
Д и а м е т р п л о с к о п р я д н о г о к а н а т а |
|
|
|||||||||
|
|
D^ÔC. |
|
+ |
„ 2 ( л — 1 ) |
„Г |
Цп — 1) "I |
|
|||
|
|
|
Ô |
' = 6 |
Сг+ |
|
' |
\мм, |
|
||
|
|
|
|
|
cosß |
L |
|
cos р |
J |
|
|
где |
ô — диаметр проволоки, мм; |
|
|
|
|
|
|||||
|
п — число слоев прядей в канате; |
|
|
|
|
||||||
|
ß —угол свивки прядей, рад |
(град). |
|
|
|
|
|||||
Д и а м е т р ы з а к р ы т ы х и п о л у з а к р ы т ы х с п и р а л ь |
|||||||||||
н ы х |
к а н а т о в |
определяют по формуле |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
£>з.к = 2g2 |
+ 2gz + 2£кл + |
мм |
|
|
|||
в зависимости от количества слоев, размера и формы фасонных проволок.
|
Размеры плоских канатов |
|
Т о л щ и н а п л о с к о г о к а н а т а , в каждой стренге |
которого свиты по четыре пряди: T—2d-\-dVUI мм, |
|
где |
d — диаметр пряди, мм; |
31
|
dyuj — диаметр |
ушивалышка |
(пряди для соедине |
||||||||
ния стренг), мм. |
|
|
|
|
|
|
ß ^ n ö мм, |
|
|||
|
Ш и р и н а п л о с к о г о к а н а т а |
|
|||||||||
где |
п — число стренг |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
D — диаметр стренг, мм. |
|
|
|
|
|
|||||
|
Пример. |
Рассчитать |
геометрические |
параметры каната |
диамет |
||||||
ром 35,5 мм, типа ЛК.-3, конструкции 6X25(1+6; 6+12)4-1 |
o.e. |
||||||||||
|
Принимаем коэффициент кратности свивки прядей равным 6,5; |
||||||||||
коэффициент кратности свивки проволок 9,0. |
|
|
|
||||||||
|
По табл. 9 находим углы свивки проволок |
наружного слоя а = |
|||||||||
= 15°40'и прядей ß = 1 8 ° . |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Диаметр пряди |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
= |
D |
|
35,5 |
= |
11,13 мм |
|
||
|
|
d = — |
|
|
= |
• |
|
||||
|
|
С2 |
l,04 d |
1,04-3,07 |
|
|
|
||||
(Ci |
находим по табл. 8). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Рассчитываем диаметр |
проволоки наружного слоя: |
|
||||||||
|
|
|
б = |
А= |
1Ыз = |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
d |
5,0 |
|
|
|
|
|
|
(Ci находим по табл. 8). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Принимая диаметр проволоки наружного слоя равным 2,2 мм, |
||||||||||
вычерчиваем |
сечение |
пучка, соответствующего |
пряди типа ЛК-3. |
||||||||
|
Сопоставляя треугольники ОпОвО„, |
0,кОвА |
(рис. 14), а также |
||||||||
используя уравнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
(rH+rBy=Rl |
|
|
+ Rl-2RH |
* B c ° s y ; |
|
||||
|
|
' в = |
(Гц + |
гв) |
sin ф; |
/?„ |
= |
. |
Ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
( гя + в, + r B ) 2 |
= R\ + Rl - 2RU |
RB |
cos (1,5Ф ), |
|
||||||
находим соотношения радиусов проволок слоев:
Гц = гв = гн; г3 = 0,41 л„;
диаметры несвитых проволок
оя = 2,2мм; ô B = 2,2 мм; б3 = 0,9 мм.
Средний диаметр наружного слоя
dm |
= |
б н = |
ан = |
2,2 = 8,5 мм. |
с Р |
н |
sin я— |
sin 15° |
0,2588 |
|
|
|
n
32
Средний диаметр внутреннего слоя
dcpB |
= |
. я sin 30° |
|
|
|
|
|
s i n — |
|
|
п |
Средний диаметр слоя заполнения
«3
я sin 7 30'
Т„—
СУ
с У
1,5 f
2,2
• 4,4 мм.
0,5
0,9
0,1305 = 6,9 мм.
Рис. 14. Сечение пучка проволок пряди |
типа ЛК-3 |
||
Шаг свивки проволок |
|
|
|
h = dk= |
11,13-9 к |
100 мм. |
|
Угол свивки проволок внутреннего слоя |
|
||
h |
100 |
|
|
ctg а„ = |
4,4я |
:7,24; а в |
= 7°50' |
СРВ |
|
|
|
3-19 |
|
|
33 |
Угол свивки проволок |
|
заполнения |
ctg а, - # - = |
= ^ - = 4,62; а з - 1 2 1 0 ' . |
|
л " с р |
3 |
л6,9 |
Диаметры окружностей кручения определяем по формулам:
= 8,8.«.«;
= ô„ | / |
1 + \ |
- 7 — I |
=4,43 мм. |
|
|
cos 7 50 |
/ |
Диаметр центральной проволоки
бц = ^крв — ÔB = 4,43 — 2,2 = 2,23 мм.
Так как диаметр окружности кручения наружных проволок больше среднего диаметра слоя на 0,3 мм, необходимо увеличить диаметр средней части пряди; принимаем ô B = 2,3 мм.
Тогда а к Р в =2,3-2,015 = 4,64 мм; бц = <*крв — б в = 4,64 — 2,3 = 2,34 мм.
Округляя это число до ближайшего большего размера (в соот ветствии с ГОСТ 7372—66), принимаем б ц = 2,4 мм.
Проверим условия плотного контакта слоев пряди. Главные полуоси эллипсов
Ьв |
= |
б в |
2,3 |
= |
1,15 мм; |
|
ав |
= |
6В |
= |
2,3 |
= 1,16 мм; |
— |
- — |
|
|
2-0,9907 |
||||||||
|
|
2 |
2 |
|
|
в |
|
2 cos «в |
|
|
||
Ь„ = |
он |
2,2 |
= |
1,10 мм; |
о н |
= |
6„ |
= |
2,2 |
= 1,14 мм. |
||
— |
= — |
|
|
|||||||||
" |
2 |
|
2 |
|
|
н |
|
2coscc„ |
2-0,9628 |
|
||
|
Длина окружности кручения разных слоев |
|
||||||||||
|
|
|
|
L B |
= ndK pB |
= |
3,14-4,64= 14,57 мм; |
|
||||
|
|
|
|
L t t |
= nd K P l I |
= |
3,14-8,8= 27,63 мм. |
|
||||
Проверяем возможность укладки проволок по слоям: л в = L B : 2,04й„ = 14,57:2,04• 1,16 = 6,16, л„ = І„ : 2,04а„ = 27,63:2,02-1,14 = 12,0.
34
Диаметр окружности кручения проволок заполнения
|
= оз I / |
1 + |
\ |
TZZTZ: |
I =7,05 |
мм. |
||
г |
полуоси |
|
/ |
- |
° ' 9 |
n |
= |
0,45 мм, |
I лавные |
эллипсов |
о3 = |
= |
|
||||
|
б 3 |
|
оз |
|
0,9 |
|
|
= 0,46 мм. |
|
2 c o s « 3 |
2cosI2°10' |
2-0,9775 |
|||||
По найденным параметрам вычерчиваем сечение пряди и опреде |
||||||||
ляем диаметр проволок заполнения. |
|
|
|
|
||||
Диаметр |
пряди d = dKVи |
+ôn = 8,8+2,2= 11,0 мм. |
||||||
Подбор диаметра органического сердечника будет рассмотрен
вгл. II.
Впрактике канатного производства для определения элементов прядей иногда используют номограммы и таблицы, составленные па основании графоаналитических методов расчета, аналогичных при
веденным выше (см. Приложения 1—5).
Г Л А В А |
II |
|
ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ |
||
ДЛЯ СТАЛЬНЫХ |
КАНАТОВ |
|
К компонентам |
стальных канатов относятся пряди, |
|
конструкции |
которых были рассмотрены в гл. I , сердеч |
|
ник и защитная смазка.
Для изготовления прядей используют стальную ка натную проволоку, а в производстве центральных сер дечников применяют растительные волокна, синтетиче ские материалы и проволоку.
1. ПРОВОЛОКА
Стальная канатная проволока изготовляется из ка танки углеродистой стали по ОСТ 14—2—71 (в некото рых случаях используют катанку из низкоуглеродистой, легированной, в том числе нержавеющей стали).
3* |
35 |
Канатную катанку в основном производят из углеро дистых сталей 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80 и 85. Химический состав их по ОСТ 14—2—71 приведен ниже:
Сталь |
С. % |
Сталь |
с, % |
35 |
0,32—0,40 |
65 |
0,62—0,70 |
40 |
0,37—0,45 |
70 |
0,67—0,75 |
45 |
0,42—0,50 |
75 |
0,72—0,80 |
50 |
0,47—0,55 |
80 |
0,77—0,85 |
55 |
0,52—0,60 |
85 |
0,82—0,90 |
600,57—0,65
Пр и м е ч а н и я : 1. Содержание марганца в сталях составляет 0,4—0,7%;
кремния |
0.25—0,45% (OK и КК) |
и 0,27—0,37% |
(BK) ; фосфора |
< 0,03% (OK |
|||
и КК) и <0,025% (BK) ; с е р ы < 0 , 0 3 % ; |
хрома и |
никеля в |
о т д е л ь н о с т и < 0,10%; |
||||
меди <0,15% (OK и КК) и < 0 , 1 0 % (ВК) . |
|
|
|
|
|
||
2. Суммарное с о д е р ж а н и е серы и |
фосфора |
в |
стали |
класса |
ВК не д о л ж |
||
но превышать 0,05%. |
|
|
|
|
|
|
|
3. По |
требованию заказчика |
катанка может |
поставляться с |
содержанием |
|||
марганца |
>0,7%. |
|
|
|
|
|
|
С ростом содержания углерода и марганца повыша ется прочность проволоки и сопротивляемость ее износу. Примеси (сера, фосфор, хром, никель, медь) ухудшает качество проволоки.
В зависимости от назначения и механических свойств
различают катанку: |
OK — обыкновенного качества; |
КК — качественную; |
ВК — высококачественную. |
Некоторые характеристики катанки по ОСТ 14—2—71 даны ниже:
Диаметр |
П л о щ а д ь |
Теоретическая |
поперечного |
масса 1 м |
|
катанки, мм |
сечения, мм' |
длины, кг |
по |
номинальным |
размерам |
5,0 |
19,63 |
0,154 |
5,5 |
23,76 |
0,186 |
6,0 |
28,27 |
0,222 |
6,5 |
33,18 |
0,260 |
7,0 |
38,48 |
0,302 |
8,0 |
50,27 |
0,395 |
9,0 |
63,62 |
0,499 |
10,0 |
78,54 |
0,616 |
П р и м е ч а н и е . Предельные отклонения (мм) катанки по диаметру со ставляют ±0, 5 (OK) , ±0,4 (КК), ±0, 3 (ВК) .
Овальность (разница между наибольшим и наимень шим диаметрами в одном сечении) катанки не должна превышать 0,5 мм для классов OK и КК и 0,4 мм для класса В К.
36
Катанку поставляют партиями, состоящими из мот ков одного диаметра и одной плавки.
В партии должно быть не менее 25 г. Допускается поставка 10% партий с массой не менее 10 г.
Моток катанки должен состоять из одного отрезка; допускается поставка катанки в мотках, состоящих из двух отрезков в количестве не более 10% от массы пар тии. Один моток должен быть не менее 180 кг; в партии допускается до 10% мотков от 100 до 180 кг. Если моток состоит из двух отрезков, то меньший должен быть не менее 60 кг.
Механические свойства катанки должны соответст вовать нормам, указанным в табл. 11.
Т а б л и ц а 11 Механические свойства катанки (по ОСТ 14—2—71)
|
Классы OK, КК |
|
||
временное |
удлине |
сужение |
||
сопротивление |
||||
относитель ное ние, |
относитель ное |
|||
Сталь |
а в |
|||
% |
|
|||
|
|
б, |
|
|
Мн/м* |
ікГ/мм') |
|
|
|
|
Класс BK |
|
|
временное |
Относитель ное о,ние |
относитель ное ние |
|
|
|
||
сопротивление |
удлине |
суже ф, |
|
°» |
|
% |
% |
Мн/м2 |
(кГ/лш») |
|
|
35 |
700 |
(70) |
15 |
50 |
750 |
(75) |
14 |
45 |
40 |
750 |
(75) |
15 |
45 |
800 |
(80) |
14 |
45 |
45 |
800 |
(80) |
14 |
40 |
900 |
(90) |
13 |
40 |
50 |
850 |
(85) |
12 |
30 |
950 |
(95) |
12 |
40 |
55 |
900 |
(90) |
11 |
27 |
950 |
(95) |
12 |
35 |
60 |
950 |
(95) |
10 |
25 |
1000 |
(100) |
11 |
35 |
65 |
1000 |
(100) |
9 |
22 |
1050 |
(105) |
10 |
35 |
70 |
1050 |
(105) |
8 |
20 |
1100 |
(ПО) |
9 |
30 |
75 |
1100 |
(ПО) |
8 |
18 |
1150 |
(115) |
8 |
30 |
80 |
1150 |
(115) |
7 |
16 |
1200 |
(120) |
7 |
30 |
85 |
1200 |
(120) |
6 |
14 |
1250 |
(125) |
7 |
30 |
Канатная проволока изготовляется методом много кратного холодного волочения.
Так как в результате холодного волочения металл
упрочняется и пластические характеристики его |
понижа |
|||
ются, непрерывно |
вести процесс |
волочения |
от |
катанки |
до готового размера проволоки |
не представляется воз |
|||
можным. Чтобы |
восстановить |
пластичность |
|
металла, |
в сталепроволочном производстве предусмотрена проме-
37
жуточная термическая обработка — патентирование (на грев проволоки до температур 850—920°С с последую щим быстрым охлаждением в расплавленном свинце, селитре и других средах при температурах 420—550°С и относительно более медленным охлаждением в воде и на воздухе).
Перед волочением с поверхности катанки и заготов ки удаляют окалину и наносят на нее специальный подсмазочный слой, облегчающий процесс волочения.
а. |
ö |
в |
г |
S |
|
е |
ж |
з |
|
Рис. |
15. |
Сечения |
проволок: |
|
|
а — г - образная; |
б — трапецеидальная; |
а — х - образная; |
|
||
г — 8-образпая; |
б — к р у г л а я ; |
е — клиновидная; ж—трех |
|
||
|
гранная; з — о в а л ь н а я |
|
|
||
Окалину удаляют в основном химическим способом |
|||||
(травлением), путем |
погружения |
металла в |
раствор |
||
серной или соляной кислоты нужной концентрации. |
|||||
Протравленный |
металл подвергают горячей |
или хо |
|||
лодной промывке, затем на его поверхность наносят подсмазочный слой в виде тонкой пленки буры или фосфа та цинка и жидкого стекла. Смазанную поверхность подсушивают, после этого катанку или заготовку пода ют для волочения. При безокислительном нагреве заго товки, который находит все большее распространение при патентировании, травление исключается. Канатную проволоку изготовляют круглого (по ГОСТ 7372—66) и фасонного (г-образного, х-образного, клиновидного, 8-образного) сечений (рис. 15).
Круглую проволоку используют для построения круглопрядных и фасоннопрядных канатов, фасон ную— для спиральных канатов закрытых конструкций.
38
В зависимости от условий и среды, в которых долж ны работать стальные канаты, для их построения может применяться различная по виду подготовки поверхности проволока: светлая (без покрытия); оцинкованная: стой ким цинковым покрытием (ЛС); со средним цинковым покрытием (СС); с толстым цинковым покрытием (ЖС) .
В некоторых случаях для уменьшения коррозионного воздействия агрессивной среды светлую канатную про волоку покрывают тончайшей полимерной пленкой либо
при свивке наружного слоя пряди |
используют в |
виде |
||||||
протектора одну-две цинковые, оцинкованные |
или алю |
|||||||
миниевые проволоки вместо светлых. |
|
|
||||||
В зависимости |
от механических |
свойств |
производят |
|||||
две марки |
светлой |
(высшая — В |
и первая — I) |
и три |
||||
марки |
оцинкованной (высшая — В, первая — I , бензель- |
|||||||
ная — Б) проволоки. |
|
|
|
|
||||
Канатную |
проволоку |
изготовляют диаметрами от |
||||||
0,2 до |
5,0 мм. Допускаемые отклонения по |
диаметру |
||||||
проволоки |
должны |
соответствовать |
нормам, |
указанным |
||||
в табл. 12. |
|
|
|
|
|
|
||
Т а б л и ц а |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
Допускаемые отклонения по диаметру проволоки, мм |
|
|
||||||
(по |
ГОСТ 7372—66) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Оцинкованная |
|
|
Диаметр |
|
Светлая |
|
|
|
|
||
|
проволока |
|
С С и ЛС |
|
|
|||
проволоки, мм |
Ж С (В и I) |
|
Б |
|||||
|
|
|
(В и 1) |
(В и 1) |
|
|||
От 0,2 |
|
± 0 , 0 1 |
+0,03 |
+0,02 |
|
— |
||
до 0,3 |
|
|
|
—0,01 |
—0,01 |
|
|
|
Св. |
0,3 |
|
+0,02 |
+0,04 |
+0,03 |
+0,03 |
||
до |
0,6 |
|
—0,01 |
—0,01 |
—0,01 |
—0,01 |
||
Св. |
0,6 |
|
+0,02 |
+0,05 |
+0,04 |
+0,04 |
||
до |
0,95 |
|
—0,01 |
—0,01 |
—0,01 |
—0,01 |
||
От |
1,0 |
|
± 0 , 0 3 |
+0,07 |
+0,05 |
+0,05 |
||
до |
1,5 |
|
|
|
—0,03 |
—0,03 |
—0,03 |
|
Св. |
1,5 |
|
± 0 , 0 3 |
•+0,09 |
+0,06 |
+0,05 |
||
до |
3,0 |
|
|
|
—0,03 |
—0,03 |
—0,03 |
|
Св. |
3,0 |
|
± 0 , 0 4 |
+0,10 |
+0,07 |
|
— |
|
до |
4,0 |
|
|
|
—0,04 |
—0,04 |
|
|
Св. |
4,0 |
|
± 0 , 0 4 |
+0,12 |
+0,08 |
|
— |
|
до |
5,0 |
|
|
|
—0,04 |
—0,04 |
|
|
39