Дротяний канат

1. Дротяний канат хрестової звивки, що має в своєму складі від 2 до 5 дротяних пасм, який відрізняється тим, що відношення кроків звивки канату та пасм знаходиться в межах H n, h де Н - довжина кроку звивки канату; h - довжина кроку звивки дротяних пасм; n=2÷5 - кількість дротяних пасм в канаті. 2. Дротяний канат за п. 1, який відрізняється тим, що дроти принаймні зовнішнього шару в пасмах мають взаємосполучені фасонні форми поперечного перерізу. 3. Дротяний канат за п. 1-2, який відрізняється тим, що дротяні пасми мають взаємосполучені фасонні форми поперечного перерізу. Дротяний канат для використання в якості підйомного на баштових, мобільних кранах та інших підйомних установках, в яких вантаж, або утримуваний об'єкт не має запобіжних пристосувань проти його вільного обертання навколо осі підвісу. Відомо, що при навантаженні дротяного канату, завдяки його гвинтовій структурі, в ньому виникає крутний момент, який приводить до обертання вантажу, або до закручування поліспасту, після чого механізм підйому перестає бути працездатним. Це явище добре відоме спеціалістам. Наприклад, на баштових та мобільних кранах в разі застосування стандартних 6-пасмових канатів при висотах підйому понад 25-30м виникає закручування гілок поліспасту між собою, що призводить до неможливості продовжувати роботу крана. Також 6-пасмові стандартні канати не можуть застосовуватись для підйому вантажу одним кінцем канату, тому що вантаж обертається та розкручує канат. Для таких умов роботи рекомендуються спеціальні багатопасмові некрутні канати, що складаються з 2-3 шарів пасм, які мають протилежні напрямки звивки, наприклад, канати но ГОСТ 3088 або ГОСТ 7681. Спеціалісти знають, що достатньо надійний некрутний канат повинен мати 3 шари пасм та загалом 34-40 пасм, залежно від конструкції, наприклад, канати типу Dyform 34LR або 35LS фірми Bridon Ropes [1]. Але багатопасмові канати мають свої недоліки. Вони мають складну конструкцію, а тому схильні до утворення структурних дефектів, як то хвилястість каната, кошикоподібна деформація, відшарування зовнішніх пасм, тощо. Крім того, ці канати мають високу вартість. Метою корисної моделі є створення простого по конструкції та стійкого до структурних дефектів некрутного або малокрутного канату, що може працювати в якості вантажного на баштових, мобільних кранах та іншому устаткуванні, в т.р. у випадках підвісу вантажу на одному кінці канату. Суть корисної моделі поляг ж в тому, що канат складається з 2-5 дротяних пасм, має хрестову звивку, причому відношення кроків звивки канату та пасм знаходяться в межах H n 1 n, h де Н - довжина кроку звивки канату; h - довжина кроку звивки дротяних пасм; n=2÷5 - кількість дротяних пасм в канаті. В такому канаті дротяні пас ми можуть складатись із дротів, які, принаймні, в зовнішньому шарі мають взаємо сполученні фасонні форми поперечного перетину. Дротяні пасми також можуть мати взаємо сполученні фасонні форми поперечного перетину. В канаті хрестової звивки дроти в пасмах та пасми в канаті мають протилежні напрямки звивки. Тому крутні моменти, що виникають в канаті та (19) UA (11) 46930 (13) U n 1 3 пасмах теж діють в протилежних напрямках. Але в 6-пасмовому канаті крутний момент в канаті значно більший, ніж сума моментів в пасмах, тому канат має схильність до крутіння під навантаженням. Технічний результат корисної моделі полягає в зменшенні результуючого крутного моменту за рг хунок зменшення крутного моменту в канаті та збільшення протилежно iiojvy діючих крутних моментів в пасмах при запропонованому співвідношенні кроків звивки канату та пасм. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображені: на Фіг.1 - схема дії крупних моментів в канаті; на Фіг.2 - поперечний перетин 4-пасмового канату. Під дією натягу Т, внаслідок гвинтової структури канату, в ньому виникає крутний момент М, який діє проти напрямку звивки канату. Кожна із пасм має свій натяг t, який викликає крутний момент m (внаслідок гвинтової структури пасм). Ясно, що моменти М та m в канаті хрестової звивки діють в протилежних напрямках, тому результуючий момент в канаті, що має один шар пасм Мрез=М-nm, де n - кількість пасм в канаті. Для мінімізації кручення канату в експлуатації треба конструювати канат таким чином, щоб Мрез був мінімально можливим. Для того, щоб канат був повністю некрутним (зовсім не розкручувався) треба щоб виконувалась умова Мрез=М-nm≤0 (1) або M n (2) m В свою чергу моменти М та m залежать від кутів звивки, або кроків звивки канату Н та пасм h таким чином, що, чим менший крок звивки (більший кут звивки), тим більший крутник момент, та навпаки - чим більший крок звивки (менший кут звивки), тим менший крутний момент. В першому наближенні приймаємо обернено пропорційні залежності між круглими моментами та кроками звивки, тобто М пропорційно до 1/Н та m пропорційно до 1/h. Тоді замість (2) маємо умову H n (3) h Розрахунки та практика свідчать, що для стандартних 6-пасмових канатів умови (1) - (3) не можуть бути виконані в рамках технічно придатних кроків звивки тому, що для цього треба було б звивати дроти в пасми з дуже коротким кроком h, а паcми в канат - з дуже довгим кроком звивки Н. При таких умовах канат мав би малу структурну стійкість і не зміг би нормально працювати на блоках та барабанах. Для малопасмових канатів виконання умов (1) - (3) можливе при більш технічно придатних кроках звивки Н та h. 46930 4 У книзі [2] наведено результати розрахунків (див. табл.. 6.2) для 2-4 пасмових канатів, що підтверджують умову (3). Крім того, там же описані досліди (див. табл. 6.3 та рис.6.4) з яких видно, що 4-пасмовий канат № 3 конструкції 4x19(1+6+6/6) є повністю некрутним при співвідношенні H/h=5=(4+l). Тому в умові (3) можливо встановити верхню межу H n 1 n (4) h У тих же дослідах 3-пасмовий канат №5 конструкції 3x19(1+6+6/6) при навантаженні не тільки не розкручується, а навпаки - закручується, що є зовсім незвичайною поведінкою канату. Але цей канат має співвідношення H/h=5=3+2, що виходить за рамки умови (4). Тому умова (4) є достатньою для визначення технічної суті корисної моделі дротяного канату. Загальним недоліком малопасмових канатів є мала опорна поверхня канату - його ребристість, що тягне за собою великі контактні напруження при роботі на блоках та барабанах. В свою чергу ці напруження приводять до підвищеного зносу дротів та опорних поверхонь блоків. Для зменшення шкідливого впливу цього недоліку є доцільним щоб дроти в пасмах (принаймні, в зовнішньому шарі) мали б не круглі а фасонні взаємосполученні (взаємовписані) форми поперечних перетинів. Також корисними для підвищення технічного ресурсу каната будуть фасонні взаємосполученні форми поперечних перетинів дротяних пасм. Фасонні форми дротів виникають завдяки технологічній операції кругового пластичного обтискання пасми в процесі її звивки із початково круглих дротів, а фасонні форми паси - завдяки операції пластичного обтискання канату в процесі його звивки із початково круглих пасм. В якості прикладу на Фіг.2 приведено поперечний переріз канату 4x36(1+7+7/7+14), для якого співвідношення кроків звивки знаходиться в межах H 5 4. h Малопасмові канати згідно формулі корисної моделі є некрутними або малокрутними, разом з тим мають просту конструкцію та підвищену стійкість проти появи структурних дефектів, до яких схильні некрутні або малокрутні багатопасмові канати. Таким чином, проблема cутo крутіння в рамках корисної моделі вирішується простими технічними та технологічними засобами. Ясно, що малопасмові некрутні канати потребують менше матеріальних і трудових затрат для їх виробництва, ніж багатопасмові. Джерела інформації: 1. Канаты для горнодобывающей промышленности. Проспект фирмы Bridon Ropes, 110с. рус. 2. Малиновский В.А. Стальные канаты. Часть 1. - Одесса: Астропринт, 2001, 188с. 5 Комп’ютерна верстка О. Рябко 46930 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601