5.5.3. Выбор грузового каната

На грузоподъемных кранах применяют главным образом стальные проволочные канаты, так как они обладают высокой прочностью, гибкостью во всех направлениях, безотказностью, связанной с тем, что их полному разрушению предшествуют обрывы проволок, сигнализирующие об исчерпании ресурса каната. Стальные канаты состоят из отдельных проволок диаметром 0,1-3,0 мм, полученных волочением из специальной высокоуглеродистой стали марок 60 или 80, перевитых между собой и образующих основной элемент каната - прядь. Несколько прядей, также перевитых между собой вокруг центрального сердечника, образуют канат (рис. 5.8).

Рис.5.8. Стальные проволочные канаты:

а — стальной канат одинарной свивки; б — стальной канат двойной свивки, однослойный с органическим сердечником; в - то же, двухслойный с органическим сердечником; г — стальной канат с металлическим сердечником двойной свивки; д — двойной односторонней свивки; е - то же, крестовой свивки; ж — то же, комбинированной свивки; 1,2 — проволочки; 3 — сердечник

Для увеличения прочности проволоки ее подвергают многократному волочению и с каждым последующим этапом обработки возрастает сопротивление проволок разрыву за счет пластических деформаций (наклепа) материала. В зависимости от числа протяжек выпускают 7 маркировочных групп, каждая из которых характеризуется своим значением временного сопротивления проволок разрыву в диапазоне 1372-2358 мПа. В крановых механизмах предпочтительно использование канатов средних маркировочных групп (3,4,5). Канаты с более низким пределом прочности проволоки (группы 1,2) как и с более высоким (группы 6,7) применяют реже, так как первые при прочих равных условиях требуют увеличения диаметра каната, а вторые быстрее изнашиваются из-за увеличенных жесткости и хрупкости проволоки.

По направлению свивки проволок и прядей различают канаты односторонней свивки, крестовой и комбинированной. При односторонней свивке все проволоки в прядях и пряди в канате свиты в одном и том же направлении (рис. 5.8 д). Крестовая свивка (рис. 5.8 е) при которой направление проволок в прядях и прядей в канате противоположное, делает канат более устойчивым против раскручивания. В канатах комбинированной свивки (рис.5.8 ж) направление свивок рядом лежащих прядей различно: в одних совпадает с направлением свивки прядей в канате, в других - не совпадает.

Для изготовления каната используют проволоки одного диаметра или пряди свивают из проволок различного диаметра. Во втором случае канат отличается повышенной гибкостью и более плотной «упаковкой» проволок в сечении каната.

Если проволоки в слоях пряди расположены так, что их поверхности пересекаются, то образуется точечное касание проволок соседних слоев. Такое расположение проволок создает повышенное давление в точках контакта и ускоряет износ проволок. Канаты, изготовленные таким образом, называются канатами с точечным касанием проволок (ТК). Если же в пряди проволоки последующего слоя не пересекаются с проволоками предыдущего слоя, то их касание между собой происходит не в точках, а по линиям (ЛК). Канаты с линейным касанием имеют лучшее заполнение сечения, более гибкие и износостойкие, выдерживают большее число перегибов на блоках и значительно дольше служат по сравнению с канатами типа ТК.

С учетом всего сказанного выше в грузоподъемных машинах общего назначения рекомендуется применять следующие три типа шестипрядных нераскручивающихся стальных канатов крестовой свивки с линейным касанием проволок

ЛК-Р 6х19(1+6+6/6)+1о.с. по ГОСТ 2688-80

ЛК-РО 6х36(1+7+7/7+14)+1о.с. по ГОСТ 7668-80

ЛК-РО 6х36(1+7+7/7+14)+7х7(1+6) по ГОСТ 7669-80

Первый тип каната содержит 19 проволок в каждой из 6 прядей, а второй - 36. С увеличением числа проволок в пряди их диаметр уменьшается. Поэтому в условиях запыленности, когда велик абразивный износ проволок, предпочтительнее использовать канаты с меньшим числом проволок, так как толстая проволока будет дольше изнашиваться.

Два первых типа, каната имеют органический сердечник, волокнистый из пеньки, нейлона, капрона, полипропилена. А третий тип каната выполнен с металлическим сердечником, благодаря которому канат не теряет формы под воздействием нагрузки от вышележащих витков. К тому же этот канат пригоден для работы в агрессивной среде и высоких температурах, т.е. там, где органический сердечник разрушается.

Характеристики всех этих типов каната приведены в прил. 1, где указаны диаметры и разрывные усилия канатов для двух наиболее часто применяемых маркировочных групп. Но подбирая тип каната следует также учитывать режим работы крана. Так канаты ЛК-Р 6x19 являются предпочтительными при средних и тяжелых группах режима работы (М-6M), а канаты ЛК-РО 6x36, как более гибкие, чаще применяют в компактных малогабаритных электрических талях, эксплуатируемых в легких режимах (1М-ЗМ).

Расчет выбранного каната сводится к определению его минимального допустимого диаметра по разрывному усилию. Разрывное усилие каната зависит от диаметра каната и прочности проволок, из которых изготовлен канат: чем выше предел прочности проволок, тем больше разрывное усилие каната и, следова­тельно, для подъема одного и того же груза может быть использован канат меньшего диаметра. Канат будет пригоден для работы, если произведение максимального усилия в канате S_б (см.5.5.2 ) на коэффициент запаса прочности К не превышает разрывное усилие каната Р, указанное в прил. 1.

,

Значения коэффициента запаса прочности каната указаны в табл. 5.3 в зависимости от назначения крана, типа привода и режима работы.

Таблица 5.3

Минимальные допустимые значения коэффициента К

Назначение крана	Привод механизма	Группа режима работы	К
Подъёмные кана- ты всех грузо- подъёмных кра- нов за исключе- нием кабельных	Ручной	1М	3,5
	Машинный	1М	4,0
	--/-- --/-- --/-- --/-- --/--	2М	4,5
		3М	5,0
		4М	5,5
		5М	7,0
		6М	9,0
Лебёдки для подъёма людей	Ручной и машинный	-	9,0
Тяговые канаты всех кранов	--/--	-	4,0