Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11648
.pdf
прохождения от закрывающей матрицы к катушке для транспортировки.
Для придания канату жесткости после описанной выше балансировки он подвергается более высокому
осевому натяжению с помощью пары барабанов, расположенных по одному с каждой стороны под углом 70
градусов, скорость вращения которых может регулироваться, благодаря чему канату придается постоянная
прямолинейность перед тем, как он попадет на катушку для транспортировки и получит желаемое значение
прямолинейного натяжного напряжения 75. Величина натяжения, создаваемого таким образом, зависит от
конструкции каната и от того, насколько необходимо уменьшить вероятность его растяжения.
Натяжение, оказываемое на канат в этой точке, выше, чем при натяжении каната через используемые блоки,
но предпочтительно составляет лишь часть максимальной нагрузки на канат, примерно на 10 процентов.
Такая настройка позволяет использовать сердечник большего диаметра для заданного диаметра каната и
затрудняет отрыв прядей проволоки от шкива.
сердечник, поскольку жилы проволоки глубже вдавлены в 90-градусный сердечник.
Снижение вероятности растяжения является преимуществом для многих целей, для которых используются
такие канаты.
И это также относится к отсутствию упругости 95%.
Изобретение может быть применено к существующим стальным канатам путем выполнения описанных выше
этапов балансировки и установки. При желании изобретение может быть также реализовано без
использования шкивов или барабанов установки, поскольку любая из этих операций в определенной степени
обеспечивает как балансировку, так и установку стального каната.
405,946 При необходимости можно использовать несколько комплектов шкивов, расположенных
последовательно, при этом каждый последующий комплект будет придавать канату возрастающее натяжение.
Дата: 2 мая 1982 года.
МАРКС И КЛЕРК.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Проволочный трос и способ его изготовления.
Я, Уильям Уоррен Та Иггс, из фирмы Marks & Clerk, 57 и 58, Линкольнс-Инн-Филдс, Лондон, W C 2, подданный
Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения (сообщение мне:
(из-за границы Филиппом Фарнсвортом, гражданином Соединенных Штатов Америки, проживающим по
адресу: Бродвей, 233, Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки), и каким образом это должно быть
выполнено, должно быть подробно описано и установлено в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованиям в технологии изготовления проволочных канатов
путем протягивания через сжимающую матрицу центрального элемента или сердечника и множества внешних
металлических проволочных элементов таким образом, чтобы последние изгибались в виде спиралей вокруг
сердечника.
Изобретение представляет собой усовершенствование в производстве так называемых обычных стальных
канатов (в отличие от так называемых предварительно сформированных стальных канатов), в которых
внешние проволочные элементы не формируются в спирали перед прохождением вместе с сердцевиной
каната через пресс-форму, как при производстве предварительно сформированных стальных канатов; с
другой стороны, «обычные» стальные канаты формируются путем изгибания внешних проволочных
элементов в спирали непосредственно на сердцевине каната под действием пресса на различные элементы
стальной канатной конструкции, протянутые через пресс. Изобретение в предпочтительном виде относится к
«обычным» стальным канатам, в которых сердцевина является аксиально и диаметрально упругой, хотя и
толстой и высокопрочной по диаметру, обычно это канат из волокна, такого как хенмонт, сизаль, джут, хлопок
и т. д.
Множество внешних металлических элементов (часто шесть, как показано на рисунке) тросовых конструкций,
к которым относится изобретение, в большинстве случаев состоят из множества металлических проволок
(часто двенадцать, как показано на рисунке), расположенных спирально и скрученных вместе, образуя
достаточно жесткие проволочные пряди для внешних элементов, которые достаточно гибки, чтобы их можно
было согнуть в спирали непосредственно на центр троса с помощью зажимного устройства.
До настоящего времени не удавалось создать ни одной формы «обычной» конструкции проволочного каната,
изготовленной с помощью прежних методов и оборудования, которая не была бы столь подвержена
возникновению различных дефектов, особенно связанных с распутыванием при обращении с концевыми
стяжными проволоками во время монтажа и эксплуатации. Эти дефекты ухудшали эксплуатационные
характеристики изделия. Такие дефекты были обусловлены высокой склонностью прежних форм «обычного»
проволочного каната к распутыванию из-за чрезмерной тенденции внешних металлических элементов
отгибаться от центра, возвращаясь к своему первоначальному прямому состоянию до изгибания в спирали с
помощью зажимного устройства к центру.
Целью изобретения является создание способа и устройства для изготовления улучшенного «обычного»
каната, обладающего более длительным сроком службы, большей прочностью и устойчивостью к случайному
образованию дефектов, а также каната, в котором отдельные пряди и сердечник взаимодействуют наилучшим
образом для получения «сбалансированной конфигурации», то есть практически равномерного
распределения напряжения между отдельными прядями и сердечником, постоянно установленным или
закрепленным. Другой целью является улучшение характеристик свивки «обычного» каната, в котором
стальные спирали в противном случае подвергались бы напряжениям разгибания, вызывающим чрезмерную
тенденцию наружных спиральных элементов к разгибанию в направлении, противоположном сердечнику, на
который они были согнуты в спиральную форму с помощью пресса. Еще одной целью является снижение
вероятности образования некоторых наиболее распространенных дефектов, таких как чрезмерное
скручивание, вытянутая прядь, раздавливание сердечника или срез сердечника между прядями и т. д.
Исследования показали, что после обычного « Когда стальной канат (без предварительно сформированных
прядей) проходит через намоточную плиту и зажимное устройство или пресс, его пряди не взаимодействуют с
сердечником 105 или друг с другом в полной мере, в результате чего напряжения распределяются
неравномерно между несколькими прядями. Вопреки ожидаемому результату, что высокое натяжение
стального каната 11 только усугубит любые дефекты, я обнаружил, что высокое напряжение оказывает
противоположный эффект, особенно если оно сопровождается общим процессом разминания и
разглаживания прядей и сердечника, особенно когда сердечник изготовлен не из металла, а из податливого
материала, такого, например, как волоконный сердечник в данном примере.
Изобретение представляет собой способ изготовления стального каната описанного типа, включающий
протягивание элементов каната через скручивающую пластину и пресс для изгибания наружных элементов в
спирали на сердечнике, а затем подвергание полученной таким образом структуры каната продольному
напряжению, составляющему значительную долю, например, 1/1 5 от разрывной прочности каната.
Изобретение дополнительно заключается в способе изготовления стального каната описанного типа,
включающем протягивание элементов каната через скручивающую пластину и пресс для изгибания наружных
элементов в спирали на сердечнике, а затем подвергание полученной таким образом структуры каната
растягивающему напряжению при прохождении его через множество шкивов, один из которых смещен
относительно другого в поперечном направлении, так что обеспечивается длинная дуга контакта между
канатом и шкивами; при этом растягивающее напряжение, диаметр шкивов и длина дуг контакта должны быть
такими, чтобы обеспечить существенное уравновешивание напряжений между спиральными элементами и
сердечником, а также увеличение диаметра металлических витков спиралей элементов.
Изобретение также включает в себя стальные канаты, изготовленные в соответствии с описанными и
заявленными ниже способами.
Теперь обратимся к прилагаемым чертежам:
На фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация устройства для выполнения предпочтительного
варианта процесса в соответствии с изобретением.
На фиг. 2 представлен фрагмент иллюстративного варианта осуществления новой конструкции «обычного»
стального каната, обладающего преимуществами настоящего изобретения, в форме, включающей твердый
волокнистый центр или сердечник, показанный на фиг. 4, имеющий пропорционально больший диаметр, что
стало возможным благодаря изобретению.
На рис. 3 изображена прядь O, которая была удалена из новой веревки, показанной на рис. 2, и затем слегка
выпрямлена.
На рис. 4 показан фрагмент диаметрально непрочного, но упругого сердечника каната, изображенного на рис.
2, до укладки на него прядей.
На фиг. 5 представлен разрез того же сердечника после укладки жил в соответствии с данным изобретением,
на котором показаны образовавшиеся углубленные канавки сердечника и радиально вытянутые выступы
сердечника.
На рис. 6 представлен разрез мертвого керна после длительного использования.
На рис. 7 показан вид стального каната в «мертвом» состоянии из-за наличия 70 футов «мертвого»
волокнистого сердечника, показанного на рис. 8. На рис. 8 представлен фрагмент изделия, аналогичного рис.
2, за исключением того, что общий диаметр сердечника имеет тот же пропорциональный диаметр 75 метров,
что и ранее использовавшийся в «обычных» стальных канатах.
На рис. 9 показаны пряди, удаленные из стальных канатов, чтобы продемонстрировать поразительное
воздействие мощных напряжений, возникающих в процессах изобретения, которые обуславливают ценную
новую структуру изделий, показанных на рис.
2
и 8.
На рис. 10 представлена схематическая иллюстрация метода SS для осуществления данного изобретения
без процесса, схематически показанного на рис. 1 (1-3).
В установках 1 и 10 обычный стальной канат протягивается через стандартный зажим 90 или закрывающую
матрицу CD и натяжную пластину LP под обычным натяжением, создаваемым стандартным вытяжным
устройством PO 0, показанным как обычное двухбарабанный вытяжной механизм. От P 01 на рис. 10 канат
проходит к спусковому барабану 95 SD без существенного натяжения, в то время как от спускового барабана
второе вытяжное устройство P 02 протягивает канат под сравнительно большим натяжением, составляющим
по меньшей мере значительную часть разрывной прочности каната.
P 02 и P 01 приводятся в движение силой; SD — это холостой ролик, вращаемый P 02 посредством троса,
находящегося между ними. Целью демпфирующего барабана является отделение процесса высокого
натяжения, осуществляемого P 02, от действия слева от PO 0, в частности, от действия шкивов 1-3 на рис. 1; и
одновременно обеспечить фиксацию для мощного натяжения 110, создаваемого P02. С той же целью, чтобы
работа P02 оставалась отдельной от PO1, все эти барабаны, включая SD, приспособлены любым обычным
способом, например, с помощью множества канавок, чтобы удерживать части 115 канатной конструкции,
проходящие вокруг них, от проскальзывания на барабанах, особенно за счет более мощного натяжения P02.
Однако PO1 может состоять из обычных гладких, конических барабанов. 120 Особенно важно любым
надлежащим образом предотвратить воздействие мощного натяжения P02 на канат, проходящий вокруг
шкивов 1-3 (рис. 1).
Амортизатор снабжен тормозом, как обычно для амортизаторов, в показанной схеме расположения
барабанов (125° B). Тормоз обеспечивает регулировку периферийной скорости амортизатора таким образом,
чтобы она была такой же, как у P01. Конечно, канат должен натягиваться амортизатором с той же скоростью,
что и P01, независимо от того, что скорость P02 обязательно выше для создания желаемого мощного
натяжения каната; в то же время периферийная скорость P02 будет зависеть, конечно, от конкретного
значения мощного натяжения, которое необходимо приложить, согласно изобретению, к любой конкретной
конструкции каната в процессе работы. Со второго вытягивания PO2 канат переходит на показанную катушку
для транспортировки или намотки или другое приемное устройство. Натяжение каната в процессе работы
между SD и P02 предпочтительно составляет от 1/15 до 1/5, а часто и большую часть от предельной
прочности каната на разрыв.
На рисунках 1 и 10 слева показан обычный способ герметизации и затягивания гибких, но при этом
сравнительно жестких внешних металлических элементов «обычного типа» стального троса непосредственно
на радиально сопротивляющемся центральном элементе R.
Эти внешние проволочные элементы и центр, проходящие от LP к сжимающему устройству CD,
поддерживаются во вращательном положении без скручивания каких-либо элементов, так что когда внешние
элементы и центр сходятся на входе в сжимающее устройство, внешние элементы, изогнутые в спирали,
располагаются непосредственно на центре R и вокруг него. Обычно до настоящего времени вращательное
положение между внешними элементами и центром обеспечивалось вращением LP, при этом внешние
элементы вращались вокруг центра Rl, сжимающее устройство CD оставалось неподвижным, а подающие
катушки слева (не показаны) имели хорошо известные конструкции, работающие в гармонии с вращающимся
LP. Но иногда до настоящего времени LP оставался неподвижным, вращательное положение между
внешними элементами и центром R достигалось вращением центра Pt и сжимающего устройства CD, а
остальная часть аппарата располагалась соответствующим образом, как хорошо известно. Здесь можно
использовать любой из методов. Когда внешние элементы представляют собой канатные пряди,
предварительно сформированные путем изгибания в постоянные спирали (деформации) перед J 3 () eciwere
al th, Когда внешние элементы вообще не изгибаются в спирали вокруг центра в прессовальном устройстве
(например, проходя через специально сконструированную пластину для укладки L1P), прессовальное
устройство затем просто укладывает такие постоянно предварительно сформированные спирали вокруг
центра R без какого-либо изгиба спирали. Но когда, как в обычном стальном канате, как здесь, внешние
элементы вообще не изгибаются в спирали перед укладкой вокруг центра, тогда, когда еще не изогнутые (и
никогда не скрученные) внешние элементы сходятся к центру R в прессовальном устройстве, последнее
изгибает внешние элементы непосредственно к центру Ri в спирали B, рис. 9, показывая общие
вращательные соотношения внешних элементов и центра, как указано выше, что позволяет такую сборку без
скручивания внешних элементов и без какого-либо существенного, если таковое имеется, постоянного изгиба
спирали (деформации), как это отличает предварительное формование в предварительно сформированном
стальном канате типа 70.
На рис. 1 видно, что канат подвергается ряду изгибающих напряжений, как в точках 1, 2 и 3, которые
сглаживают любые неравномерности внешних элементов и центра или сердечника. Заметно, что изгиб каната
с каждой из его противоположных сторон шкивами 1, 2 и 3 практически одинаков.
При желании можно использовать больше указанного количества 80 шкивов. Важной особенностью
применения изгибающих напряжений в соответствии с данным изобретением является расположение шкива
1, на котором происходит первый изгиб, очень близко к прессующему устройству или закрывающей матрице
CD, чтобы любые неровности или избыточная длина пряди могли быть сглажены и предотвращено их
оставление в канате по мере его прохождения к P01. Наиболее желательно расположить первое изгибающее
напряжение в точке 1 близко к прессующему устройству, чтобы начать операции изгиба (балансировки) до
того, как прямое осевое натяжение каната в процессе работы успеет зафиксировать элементы каната в их
плохом (несбалансированном) положении, существующем на момент их выхода из прессующего устройства.
Предпочтительно, чтобы первое изгибающее напряжение в точке 1 применялось только на канате, только что
вышедшем из прессующего устройства, а последующие изгибающие напряжения в точках 2 и 3 применялись
на последовательно расположенных участках каната. длина троса такова, что между каждой парой мест
изгиба проходят лишь короткие отрезки сравнительно жесткого стального троса длиной 105. Такое близкое
расположение шкивов друг к другу необходимо не только для уменьшения нежелательного эффекта
натяжения при прямолинейном осевом натяжении на величину P 01.
Но для того, чтобы последовательные изгибы в целом представляли собой фактический процесс
замешивания, как описано ниже. Последовательные шкивы, благодаря своей конструкции и расположению,
приспособлены для приложения очень сильных изгибающих напряжений к короткому отрезку сравнительно
жесткого каната между ними, хотя канат здесь находится только под натяжением от P01, которое низкое по
сравнению с натяжением от P02; такая конструкция шкивов, как показано, включает сравнительно малые
диаметры шкивов, а расположение шкивов представляет собой относительное смещение шкивов от прямой
линии движения каната в процессе, что приводит, как показано, к практически полному отсутствию контакта
каната с соответствующими шкивами; Сочетание малых диаметров шкивов с такими длинными участками
контакта каната с ними создает мощные изгибающие напряжения, даже при натяжении, создаваемом P 1 ller
130 a,C 946 405946 5 ' , и даже при натяжении P 01, которое низкое по сравнению с тем, которое впоследствии
прикладывается P 09 A 1th 10. Изгибающие напряжения обязательно должны быть мощными, чтобы
эффективно воздействовать на относительно жесткий проволочный канат, однако, как показано на рисунке,
предпочтительнее создавать изгибающие напряжения при таком относительно низком натяжении, как при P
01, по той же причине, по которой «изгиб; Напряжения предпочтительно возникают, как указано выше, вблизи
зажимного устройства, а именно, для обеспечения наилучших условий для изгибов путем предотвращения
преждевременного затвердевания металла в элементах каната, а также путем чрезмерного натяжения каната,
в результате чего его элементы находятся в несбалансированном напряженном состоянии (как это
происходит при изгибе).
сжимающий механизм), перед которым мощные изгибы преобразуют их в сбалансированные соотношения
(только после достижения балансировки изгибных напряжений можно получить все преимущества более
высокого натяжения с помощью P02). Вышеуказанное относительное смещение шкивов, обеспечивающее
длинные дуги контакта каната с ними, также обеспечивает последовательные изгибы в разных направлениях,
так что множество изгибов, осуществляемых на близко расположенных участках длины относительно
жесткого каната, последовательно в разных направлениях.
Этот процесс представляет собой разминание каната, при котором его пряди и волокнистый центр каната R
сжимаются или разминаются вместе, возвращаясь в новое сбалансированное состояние, в отличие от их
несбалансированного состояния после выхода из пресса CD. Таким образом, этот процесс разминания
особенно применим к проволочному канату с центром из видимого металлического материала, в отличие от
металлического центра, используемого в некоторых видах «обычных» проволочных канатов, т.е. канатов, в
которых внешние элементы изгибаются непосредственно на центр в свою спиральную форму. В этом
процессе разминания, помимо операций балансировки, проволочные пряди и волокнистый центр получают
новое и отличное от их состояния после выхода из пресса, то есть, посредством мощных изгибающих
напряжений, они деформируются за пределы своих пределов упругости за счет реакции друг на друга под
действием мощных напряжений, возникающих между спиралями и центральным элементом, как будет
объяснено далее. Изгибы подвергают Внешние проволочные спирали подвергаются более высоким
напряжениям, чем те, которым они подвергаются в результате действия зажимного устройства и
вытягивающего устройства P 01.
Такие высокие напряжения прижимают проволочные спирали к центру каната. Волокнистый центр каната,
хотя и обладает радиальной упругостью и в некоторой степени радиально сжимается мощными силами,
такими как напряжение, тем не менее, в определенной точке оказывает высокое радиальное сопротивление,
противодействуя радиальному сжатию, тем самым вызывая мощные реакции между спиралями и
центральным элементом, которые создают новые «металлические наборы» спиралей и новое постоянно
зафиксированное состояние сердцевины волокна в сжатом состоянии, как описано в.
Более подробная информация, включая «ограничение 75 напряжений», приведена в последующем описании
аналогичных, но более значительных эффектов более высокого натяжения bxv P 02. Эти изгибающие
напряжения в точках 1, 2 и т. д. под действием силы натяжения P 0,1 вызывают гораздо более мощное
полезное 80 (изгибное) напряжение элементов каната, таких как описанные выше, чем это возможно в
сжимающем устройстве при прямом осевом натяжении каната силой POl, несмотря на то, что сила натяжения
P 01 лишь незначительно увеличивается, чтобы протянуть канат вокруг шкивов, по сравнению с предыдущим
устройством, в котором отсутствовали последовательные изгибающие напряжения, как показано на рис. 10.
Полезные напряжения в точках 1, 2 и т. д. сосредоточены в дугах изгиба, где сравнительно жесткий стальной
канат с силой изгибается по резкому контуру шкивов из-за их малого диаметра и с существенно длинными
дугами. Контакт каната 95 с такими резкими контурами приводит к концентрации изгибающих напряжений,
вызывающих мощный процесс разминания в условиях, когда не используется оборудование с более высоким
натяжением, чем PO. Таким образом (особенно в случае каната, показанного на рис. 2 и 8, с многожильными,
а следовательно, довольно жесткими спиралями), канат, когда он натягивается вокруг шкива 1, изгибается с
большой силой в одном направлении, и отдельные 105 проволочных участков длины многожильных спиралей,
расположенных на выпуклой стороне изгиба, при этом первом изгибе 1 подвергаются значительно большему
натяжению по сравнению с прямым осевым натяжением P 01, — многожильные проволоки на другой стороне
изгиба (вогнутой стороне) подвергаются гораздо меньшему натяжению, а в некоторых случаях фактически
сжатию; Но все это тут же обращается вспять при последующем изгибе в противоположном направлении
вокруг следующего небольшого смещенного шкива 2, так что многочисленные проволоки, которые ранее
подвергались очень высокому натяжению, теперь при 2 могут быть подвергнуты сжатию, а многочисленные
проволоки, которые ранее подвергались сжатию, теперь при 2 могут быть подвергнуты высокому натяжению;
затем эти действия снова немедленно обращаются вспять при следующем длинном изгибе в той же части
длины каната, и так далее, в отношении последовательных смещенных небольших шкивов, которые
последовательно устанавливаются в чередующихся направлениях 130 405941 5.
В процессе замешивания возникают мощные реактивные напряжения между внешними проволочными
спиралями и сопротивляющимся центром. Замешивание также приводит к постоянному углублению канавок
сердцевины 4 по сравнению с условиями после выхода из пресса, при этом конечная глубина канавок
является точкой, в которой сердцевина окончательно сопротивляется наиболее мощным напряжениям,
возникающим в процессе последующего изгиба, и вызывает наиболее мощные реактивные или
ограничивающие напряжения, возникающие в этом процессе, что обеспечивает наилучшую степень
постоянной фиксации элементов, возможную при ограниченном воздействии P01 до последующего более
высокого напряжения P02.
Действие первых изгибов, особенно первых двух, как шкивов 1 и 2, и как часть процесса их балансировки, а
также в дополнение к действию этих первых двух шкивов (как и последующих шкивов), включая
формирование проволочных спиралей в соответствии с изменениями диаметра волокнистого центра на
разных участках его длины, заключается в устранении любых провисаний прядей, которые могут возникнуть в
результате сборки в прессе, причем такое устранение является частью полного процесса балансировки с
помощью изгибов. Таким образом, первый изгиб малого диаметра, как в точке 1, стремится остановить любое
отдельное провисание в любой пряди, предотвращая сохранение такого провисания в канате, проходящем от
пресса к точке PO 1. Но если бы был только один такой изгиб, часть такого провисания имела бы тенденцию
перемещаться вправо вместе с канатом из-за жесткости многожильного каната и сопротивления и движения
каната, протягиваемого через него. сжимающий механизм; и такая провисшая часть пряди останется в канате,
вызывая постоянно несбалансированные соотношения, пропорциональные величине провисания, не
зафиксированного изгибом 1. Но такая тенденция части провисшей пряди выходить за пределы изгиба 1
компенсируется следующим за ним вторым изгибом 2 в противоположном направлении, благодаря жесткости
прядей и короткой длине сравнительно жесткого каната между двумя изгибами; В результате вся
вышеуказанная провисание прядей удерживается слева от первого изгиба 5 и между ним и зажимным
устройством слева от него, так что, по сути, провисание устраняется. Это происходит потому, что, пока такое
провисание прядей удерживается обвязками, другие пряди в канате (натягиваемые вправо) догоняют друг
друга, так что длины всех прядей выравниваются, что является основой для продолжения процесса
разминания всеми последовательными изгибающими напряжениями, благодаря которым пряди и
волокнистый центр каната приводятся в сбалансированное соотношение друг с другом. Потому что после
устранения провисания пряди, под действием мощных изгибающих напряжений процесса разминания,
перемещаются изгибающими напряжениями в соотношения, адаптированные к изменениям относительно
мягкого волокнистого сердечника, а также друг к другу, так что сердечник и каждая прядь приводятся в
гармоничное состояние. Взаимоотношения между собой. Эти сбалансированные соотношения — это такие
соотношения, при которых при первом вводе каната в эксплуатацию напряжения эксплуатационных нагрузок
равномерно распределяются между всеми прядями и волокнистым центром каната, предотвращая
чрезмерное напряжение одного или нескольких элементов эксплуатационной нагрузкой, обеспечивая
согласованную работу всех элементов, снижая вероятность поломок каната, вызванных чрезмерными
напряжениями, любого отдельного элемента каната или любой конкретной части длины такого элемента, и
продлевая срок службы всего каната. Хотя такие сбалансированные соотношения являются основным
эффектом процесса на множестве плотно расположенных смещенных шкивов малого диаметра,
сопутствующее напряжение элементов в новом состоянии (т.е. за пределами их упругих пределов из-за
реагирующих ограничивающих напряжений между спиралями и сердечником) приводит, из-за деформации
металла прядей и постоянно сжатого состояния сердечника, к постоянной деформации элементов, которая
вызывает их на 100 человек, находящихся в сбалансированных отношениях.
Хотя эта фиксация не столь эффективна, как та, которая достигается последующим более мощным
процессом натяжения P 02, который более эффективно устанавливает элементы 105 в сбалансированные
соотношения, ранее достигнутые в 1-3, тем не менее, фиксация в 1-3 является существенной и представляет
собой полезную степень постоянной новой фиксации, и элементы каната, выходящие из последнего изгиба
110 под напряжением, более эффективно и постоянно скреплены вместе, и эта фиксация, участвующая в
процессе последовательного изгиба или балансировки, эффективно удерживает элементы вместе в их
сбалансированных соотношениях 115, также достигаемых этим процессом последовательного изгиба.
Предыдущие формы «обычного» типа стального каната, изготовленного после выхода из пресса, были хуже
нашего стального каната, потому что (среди прочего) образование спиралей путем непостоянного изгиба
прядей непосредственно на сердечник неизбежно сопровождалось несбалансированными
(несимметричными) соотношениями прядей и сердечника 125. Вышеупомянутый процесс последовательного
изгиба Этот процесс усиливает преимущества «обычного стального каната» по сравнению с предварительно
сформированным стальным канатом, поскольку спирали «обычного каната», изгибаясь непосредственно на
сердечнике, адаптируются к изменениям диаметра сердечника по всей его длине, что невозможно в случае
«предварительно сформированного стального каната».
Обработка структуры каната P02 также приводит к необратимым изменениям как в проволочных спиралях, так
и в центре или сердечнике. В «обычном» проволочном канате до изобретения проволочные спирали имели
тенденцию возвращаться в прямое или почти прямое состояние благодаря своей упругости, поскольку пресс
не деформирует эти внешние проволочные элементы совсем или лишь незначительно, придавая им
спиральную форму. И даже в «обычном» проволочном канате с волокнистым сердечником канавки
сердечника при выходе из пресса настолько мелкие, что не способны сдерживать такую тенденцию к
обратному изгибу спиралей. Отсюда и высокая склонность к распутыванию у «обычного» проволочного
каната.
В соответствии с данным изобретением, высокое натяжение P02 настолько необратимо деформирует пряди и
необратимо углубляет канавки сердечника, что существенно уменьшает пружинящий эффект указанной
спирали, характерный для всех «обычных» проволочных канатов, т.е., в которых спирали не сформированы в
значительной степени ни в скручивающей пластине, ни с помощью пресса. Операции изгиба, показанные на
диаграмме 1-3 на фиг. 1, очень полезны для уменьшения тенденции к распрямлению, присущей спиралям
«обычных» проволочных канатов.
При желании последовательные операции изгиба каната в точках 1, 2 и т. д. могут выполняться в области
высокого натяжения, создаваемого точкой P 02, либо в дополнение к последовательному изгибу в точках 1, 2
и т. д., расположенных рядом с зажимным устройством CD, либо вместо него; однако процесс
последовательного изгиба не столь эффективен при таком сильном натяжении, как при P 02, из-за более
мощного натяжения элементов каната точкой P 02, которое препятствует эффективному балансированию за
счет сопутствующих изгибающих напряжений.
То есть, балансировка посредством последовательного процесса изгиба наиболее эффективна, когда она
выполняется при сравнительно низком натяжении при закрытии и вытягивании P 01. В любом случае,
последующие шкивы 1, 2 и т. д. могут иметь постепенно меньший диаметр, чтобы увеличить эффект
балансировки пропорционально приращениям в настройке на последовательных этапах.
Чем больше диаметр сердечника, тем лучше стальной трос; Однако до настоящего времени не
представлялось возможным использовать сердечник или центральную часть для обычного каната, размер
которого превышал стандартный максимальный размер для данного стального каната, из-за тенденции
радиального упругого сопротивления сердечника отталкивать части проволочных спиралей от сердечника,
что в совокупности с естественной тенденцией указанных спиралей в обычном канате выпрямляться и при
этом смещаться вбок относительно сердечника. Однако в рамках настоящего изобретения становится
возможным использование сердечника большего размера, поскольку изобретение не только предотвращает
их возвращение в прямое или почти прямое состояние за счет новой металлической конструкции спиралей, но
и углубляет канавки сердечника, как показано на GG, а выступы материала сердечника приподнимаются, как
показано на P, для дальнейшего расширения наружу, при этом указанные канавки и выступы удерживают
спирали от бокового смещения. (Также новые высокие выступы P простираются в межпрядные пространства и
действуют как амортизаторы, предотвращая контакт между прядями, обеспечивая тем самым в 80)
(увеличение гибкости каната за счет предотвращения контакта прядей друг с другом). Например, ранее
использовавшийся обычный стальной канат с обычным сердечником диаметром 16/32 дюйма, то есть
стальной канат с общим диаметром около одного дюйма, в соответствии с данным изобретением (в нашей
новой форме обычного стального каната) может иметь волоконный сердечник диаметром 17/32 дюйма того же
типа и твердости до скручивания. Это увеличение, хотя и всего на 1/32 дюйма, ценно для повышения
упругости изделия. Наша новая форма обычного каната показана на рис. 2 в таком предпочтительном виде,
включающем сердечник с относительным диаметром 95, большим, чем это было возможно ранее в обычном
стальном канате, причем больший диаметр сердечника обозначен более плотной полосой, чем на рис. 8, где
показан наш новый канат с обычным сердечником с относительным диаметром 100. Более плотная полоса
сердечника на рис. 2 и глубокие канавки сердечника (см. также рис. 5 в GG) указывают на...
Влияние сильного сжатия на больший сердечник, вызванное высоким натяжением 105 при P 02; изменение
постоянной спиральной конструкции показано на рис. 9 (0); и все эти изменения производятся, хотя и в
меньшей степени, процессом последовательного изгиба на рис. 1 (1, 2 и т. д.), который также вносит
максимальный вклад в балансировку в дополнение к незначительному эффекту затяжки.
Наиболее важные изменения в структуре каната, вызванные мощным натяжением P02, более высоким, чем
P01, — это изменения, внесенные в спиральные внешние элементы следующим образом: Внешний
проволочный элемент нашего каната на рис. 2, находясь в канате, имеет общую форму, показанную на рис. 9
(B). Если такой элемент снять с каната на рис. 2 (являющегося «обычного типа» и, следовательно, не
имеющего предварительно сформированных прядей), он будет иметь общую форму, показанную на рис. 8 и 9
(C). Спираль «обычного» каната предшествующего уровня техники после снятия с каната имеет общую
форму, показанную на рис. 9 (A), почти вернувшись в свое прямое состояние, существовавшее до достижения
зажима. Спираль, снятая с каната с предварительно сформированными прядями, будет выглядеть как
показано на рис. 9 (B), что соответствует форме до ее обновления, поскольку перед установкой на сердечник
она была окончательно сформирована в форме спирали B. Эффект в результате мощных напряжений,
приложенных, согласно изобретению, в частности, с помощью P02, к собранной канатной конструкции после
выхода из нее.
Сжатие, существенно изменяющее структуру «металлического закрепления» прядей, показано сравнением A
и C на диаграмме на рис. 9, при этом спираль проволоки C — одна из тех, что была удалена из нашего нового
каната на рис. 2 или рис. S до удаления.
После извлечения из каната он имеет больший диаметр спирали, как показано на рис. 9 (B). После извлечения
из каната он выпрямился лишь частично, т. е. до спирали G, имеющей существенный диаметр. Он бы
вернулся к спирали A, диаметр которой намного меньше, чем у C, и значительно меньше, чем у B, или
полностью выпрямился, если бы канат, из которого он был извлечен, не был обработан нашим методом.
Если бы это была более ранняя форма «обычного проволочного каната», в котором внешние проволочные
элементы деформируются в спирали лишь незначительно или вовсе не деформируются под действием
пресса. Спирали C большего диаметра в нашем изделии иллюстрируют результат мощных натяжных
напряжений нашего процесса, будь то напряжения, возникающие при операциях изгиба на рис. 1-2 и т. д., рис.
1, или прямое осевое натяжение с помощью PO2 на рис. 1 и 8.5 10, хотя эффект на C гораздо более выражен
в случаях, когда, как предпочтительно, структура каната подвергается более сильному натяжению, как bh P02,
как с напряжениями, возникающими при последовательных операциях изгиба на рис. 1-92 и т. д., так и без
них. Короче говоря, мощные натяжные напряжения, приложенные, когда гибкие, но жесткие проволочные
спирали находятся вокруг устойчивого центрального элемента, деформируют их из их естественной формы
на рис. A (рис. 9) (фактическая форма на рис. 13 в канате и существующая в канате после выхода из пресса).
CD), к присущей форме в точке C (от фактической формы в точке B, находясь в «веревке»). Форма в точке C
фактически не существует до тех пор, пока спираль не будет удалена из своего первоначального состояния.
Это различие в присущем физическом состоянии, от спирали LA меньшего диаметра (из предыдущих форм.
«Обычный» канат) к спирали С значительно большего диаметра (в нашей новой форме.
(как у «обычного» каната) является результатом высокого напряжения, наиболее заметного, когда структура
каната подвергается более сильному натяжению, например, при P02. При таком высоком напряжении, пока
оно применяется, проволочные спирали временно растягиваются до меньшего диаметра, чем на
нерастянутом канате, как на рис. 9. Когда структура каната прошла, например, вправо от P02 к намоточной
катушке и освободилась от высокого натяжения, его проволочные спирали возвращаются к своей
первоначальной спиральной форме, но не к той, которая была до натяжения. В участке каната, находящемся
под натяжением P00, и в то время как проволочные спирали временно растягивались до меньшего диаметра,
в тот же самый момент они деформировались до большего собственного диаметра, как на рис. 9, чем ранее
на рис. 1. Это, казалось бы, аномальное действие (постоянного увеличения диаметра спирали за счет
временного уменьшения диаметра спирали) фактически происходит и является причиной появления нового и
полезного набора металлических элементов в виде спиралей проволоки канатной конструкции 50 согласно
нашему изобретению.
Этот факт объясняется тем, что сильные напряжения, возникающие в результате изобретения, в частности
натяжение, как, например, при P 02 после того, как канатная структура прошла от 85P 01, Pigs 1 и 10,
вызывают определенную реакцию между проволочными спиралями и резистивным центральным элементом.
Эта реакция заключается в следующем.
Натяжение элементов канатной конструкции вызывает временное растяжение его спиралей до малых
диаметров. Это приводит к сжатию спиралей относительно центрального элемента и сильному сдавливанию
центра. Этот центр, будучи волоконным сердечником, радиально деформируется примерно на 95 г под таким
сжатием. Но даже центр каната из волокна или веревки, например, из пеньки, довольно твердый, и
существует определенный предел его радиальной текучести, поэтому достигается точка, когда центр
перестает быть на 100%.
Поддается сжимающему действию за счет натяжения спиралей. Центр сопротивляется дальнейшему сжатию
и дальнейшему уменьшению диаметра спиралей. Но при этом натяжение 105 на P 02 на спирали не
уменьшается. Следовательно, что-то должно «поддаться». Поскольку центральный элемент больше не может
поддаваться, «поддается» то, что является присущим спиралям физическим состоянием, а именно,
происходит изменение их потенциальной или присущей формы от формы в точке А к форме в точке С, то есть
формы, которую они способны принять благодаря своей упругости при извлечении из канатной конструкции.
Именно это измененное состояние, или новый металлический набор спиралей, заставляет их возвращаться в
исходное положение при извлечении из их сборки.
лишь сравнительно незначительно, т.е., по отношению к форме C (после высокого натяжения согласно
изобретению), вместо того, чтобы значительно дальше возвращаться к форме A (или даже к идеальной
прямолинейности) из-за отсутствия нашего высокого натяжения. Ни форма A, ни форма C фактически не
существуют в канате, в котором спирали имеют форму, как в точке B. Полезность физического состояния или
потенциальной формы в точке C обусловлена тем фактом, что; Витая спираль в таком состоянии на канате не
обладает способностью отскакивать назад, 15 fl 405,946 405,946 9 к форме в точке А и, следовательно, имеет
меньшую тенденцию на любом участке своей длины отскакивать от центрального элемента, и поэтому эта
новая форма «обычного каната» имеет существенно меньшую тенденцию спиралей распутываться от
сердечника и друг от друга. Важным практическим результатом такого уменьшения тенденции к распутыванию
является сопутствующее и соответствующее снижение риска различных неисправностей, которым наиболее
невыгодно были подвержены все предыдущие формы «обычного типа» проволочного каната. Вышеуказанная
полезность сохраняется, прежде всего, в новом металле, вставленном в сеть, в физическом состоянии
внешних проволочных элементов, как указано выше. Когда новый продукт освобождается от высокого
натяжения, например, путем перемещения к точке P02 и вокруг нее и вправо за нее, конечно, фактический
диаметр спиралей в канате немедленно увеличивается до диаметра в точке B, рис., но никогда до диаметра
до Натяжение, обусловленное новым состоянием металла, создаваемым натяжением, — и, что важно,
физическое состояние спиралей, изображенных в точке С, является постоянным в том смысле, что оно
никогда не может вернуться к состоянию в точке А (рис. 9), даже если спирали будут удалены из тросового
узла. Высокое натяжение, предусмотренное изобретением, привело к тому, что спирали навсегда изменились
из нежелательного, присущего им или потенциального состояния в точке А в полезное, постоянно
зафиксированное состояние в точке С. Такие изменения физического состояния металлических изделий
обычно известны как новое «металлическое затвердевание». Инженерам это известно как результат
напряжения, превышающего пределы упругости металла. Вышеупомянутая реакция, которая вызывает
изменение, как указано выше, т.е., между сжатием спиралей в центре или сердечнике и сопротивлением
последнего такому сжатию, представляет собой реакцию, обычно известную инженерам как «ограничивающее
напряжение», — как это видно в этом частном случае, когда радиальное сопротивление центрального
элемента ограничивает радиальное движение спиралей внутрь относительно него. натяжение на них, как,
например, при P 02, так что эффект натяжения заключается в придании спиралям новой постоянной
металлической деформации, а не просто в их временном радиальном перемещении внутрь. Это изменение
состояния проволочных спиралей очень ценно во всех типах конструкций из проволочных канатов, в которых
спирали первоначально образуются путем изгиба относительно центрального элемента (т. е. обычного
проволочного каната), независимо от количества спиралей и их проволок и независимо от материала, из
которого состоит центр, при условии, что центр обладает достаточным радиальным сопротивлением, чтобы
взаимодействовать с мощным натяжением, как указано выше, создавая напряжения между устойчивым
центром и внешними спиралями, которые вызывают вышеуказанное постоянное изменение состояния
спирали, т. е. от A к C, рис. 9. Даже центр полукана R в приведенном примере обладает достаточной
твердостью, чтобы обеспечить достаточное диаметральное сопротивление для того, чтобы вызвать мощное
натяжение изобретения. Для создания реагирующих или ограничивающих напряжений, влияющих на
деформацию спирали от А до С (рис. 9), как это было продемонстрировано на практике; и чем более устойчив
центральный элемент, тем сильнее ограничивающие напряжения, которые действуют на внешние спирали,
вызывая их деформацию при заданном высоком натяжении, что приводит к изменению их физического
состояния, как показано на рисунке, от А до С. Эта деформация спирали ценна по нескольким причинам.
Во-первых, как указано выше, она в значительной степени уменьшает естественную тенденцию проволочных
элементов, спирально изогнутых на месте на центре с помощью зажима, перемещаться в любое время после
этого относительно устойчивого центра на любом участке их длины. Еще одним важным преимуществом
Соседние файлы в папке патенты