Патент на изобретение №2358053
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КАНАТ
(57) Реферат:
Канат содержит пряди, навитые на сердечник. Центральная прядь сердечника выполнена в виде цилиндрической пружины. Сердечник дополнительно содержит пряди разного диаметра, навитые, по меньшей мере, в два слоя на центральную прядь. Сердечник снабжен оболочкой переменной кривизны. Радиусы кривизны поверхности оболочки совпадают с радиусами прядей каната или радиусами прядей сердечника. Оболочка образована намотанным на сердечник с натягом по винтовой линии длинномерным материалом. Изобретение обеспечивает увеличение срока службы каната за счет устранения таких дефектов, как: волнистость, выдавливание или продавливание прядей каната и выдавливание сердечника при эксплуатации каната. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения. Известен канат (ТУ 14-4-273-2002), содержащий металлический сердечник, состоящий из центральной пряди и нескольких прядей в повиве, и нескольких прядей, охватывающих этот металлический сердечник. Основными недостатками указанных канатов являются следующие дефекты, появляющиеся при их эксплуатации: – волнистость; – выдавливание или проваливание прядей; – выдавливание сердечника. Результаты исследований (Глушко М.Ф. Стальные подъемные канаты. Киев, «Техника», 1966; Глушко М.Ф., Похольченко А.С. Расчет диаметра металлического сердечника в стальных канатах. – «Сталь», 1967, Известен, как наиболее близкий к заявленному и принятый за прототип, канат, содержащий пряди и гибкий трубчатый сердечник, в котором установлена дополнительная трубка из маслопроницаемого материала для смазки. Дополнительная трубка снабжена каркасом, например, в виде цилиндрической пружины, или дополнительная трубка может быть гофрированной (а.с. Технической задачей изобретения является увеличение срока службы каната за счет исключения вышеуказанных дефектов. Для решения поставленной задачи сердечник каната, центральная прядь которого выполнена в виде цилиндрической пружины, дополнительно содержит пряди разного диаметра, навитые, по меньшей мере, в два слоя на центральную прядь, при этом сердечник снабжен оболочкой переменной кривизны с радиусами кривизны поверхности, совпадающими с радиусами прядей каната или радиусами прядей сердечника, и образованной намотанным на сердечник с натягом по винтовой линии длинномерным материалом. Кроме того, шаг свивки прядей сердечника равен шагу свивки прядей каната и совпадает с шагом радиуса кривизны оболочки, а направление свивки длинномерного материала оболочки совпадает с направлением свивки прядей каната и прядей сердечника. При этом отношение числа прядей каната к числу прядей сердечника равно 0,5 или 1. Оболочка в поперечном сечении каната имеет вогнутые участки с радиусом кривизны, равным сумме радиуса пряди каната и половины диаметра длинномерного материала, и выпуклые участки с радиусом кривизны, равным сумме радиуса одной из прядей сердечника и половины диаметра длинномерного материала. Центры кривизны противоположных вогнутых участков оболочки находятся на одной прямой с центрами противоположных прядей каната, противоположных прядей сердечника одного диаметра и центральной пряди сердечника или на одной прямой с центрами противоположных прядей каната и центральной пряди сердечника. На фиг.1, фиг.2, фиг.3 показан поперечный разрез каната (варианты расположения прядей в сердечнике относительно центральной пряди). Канат содержит сердечник, который состоит из прядей разного диаметра – прядей 1 одного диаметра и прядей 2 меньшего диаметра или прядей заполнения, и центральной пряди 3, выполненной в виде цилиндрической пружины растяжения, и навитые на сердечник пряди 4 каната. Пряди 1 и пряди заполнения 2 сердечника охвачены оболочкой переменной кривизны, образованной намотанным на сердечник с натягом длинномерным материалом 5, например проволокой. Пряди заполнения 2 сердечника расположены относительно центральной пряди 3 в виде 1-го или 2-го слоя. 1 вариант – пряди заполнения 2 сердечника расположены в виде 2-го слоя. Центры кривизны противоположных вогнутых участков оболочки находятся на одной прямой с центрами противоположных 1 прядей сердечника, противоположных прядей 4 каната и центральной прядью 3 сердечника. Радиусы кривизны вогнутого и выпуклого участков оболочки выполнены с соотношением:
где
2-ой вариант – пряди заполнения 2 сердечника расположены в виде 1-го слоя относительно центральной пряди 3 сердечника. Центры кривизны противоположных вогнутых участков оболочки находятся на одной прямой с центрами противоположных прядей заполнения 2 сердечника, прядей 4 каната и центральной пряди 3 сердечника. Радиусы кривизны вогнутого и выпуклого участков оболочки выполнены с соотношением:
где
3-ий вариант – отношение числа прядей каната к числу прядей сердечника равно 1. Оболочка в поперечном сечении каната имеет выпуклые участки с разными радиусами кривизны. Радиусы кривизны вогнутого и выпуклых участков оболочки выполнены с соотношением:
где
Наличие центральной пряди 3 сердечника, выполненной в виде пружины сжатия, способствует равномерной подаче смазки к проволокам прядей заполнения 2 и прядей 1 сердечника. Центральная прядь 3, пряди 1 и пряди заполнения 2 сердечника охвачены наружным слоем, образованным длинномерным материалом 5, обвивающим их с натягом по винтовой линии, что позволит при эксплуатации каната устранить образование следующих дефектов: волнистость, выдавливание или проваливание прядей и выдавливание сердечника. При эксплуатации каната, изготовленного по ТУ 14-4-273-2002, происходит уменьшение диаметра сердечника, что вызывает дефекты: волнистость, выдавливание или проваливание прядей и выдавливание сердечника, наличие которых требует выбраковки каната. Предлагаемая конструкция сердечника исключает возможности его раскрутки и уменьшение диаметра сердечника при эксплуатации каната. Совокупность центральной пряди сердечника в виде пружины растяжения и оболочки переменной кривизны с радиусами кривизны поверхности способствует увеличению гибкости сердечника и сохранению величины его диаметра при эксплуатации, также обеспечению смазкой сердечника и в целом каната. Цилиндрическая пружина растяжения одновременно служит хорошей опорой для прядей стального сердечника и достаточным резервуаром для смазывания его изнутри во время работы. Сердечник, снабженный оболочкой переменной кривизны с радиусами кривизны поверхности, совпадающими с радиусами прядей каната или радиусами прядей сердечника, и образованной намотанным на сердечник с натягом по винтовой линии длинномерным материалом, служит хорошей опорой для прядей каната и способствует сохранению формы и диаметра сердечника и в целом сохранению формы всего каната во время его работы. Шаг свивки прядей сердечника равен шагу свивки прядей каната, совпадает с шагом радиуса кривизны оболочки, и направление свивки длинномерного материала оболочки совпадает с направлением свивки прядей каната и прядей сердечника, все это способствует образованию надежной постели для прядей каната. Технико-экономический эффект заключается в увеличении срока службы канатов благодаря устранению дефектов (волнистость, выдавливание или проваливание прядей каната и выдавливание сердечника) при его эксплуатации, особенно при термоциклических нагрузках.
Формула изобретения
1. Канат, содержащий пряди, навитые на сердечник, центральная прядь которого выполнена в виде цилиндрической пружины, отличающийся тем, что сердечник дополнительно содержит пряди разного диаметра, навитые, по меньшей мере, в два слоя на центральную прядь, при этом сердечник снабжен оболочкой переменной кривизны с радиусами кривизны поверхности, совпадающими с радиусами прядей каната или радиусами прядей сердечника, и образованной намотанным на сердечник с натягом по винтовой линии длинномерным материалом. 2. Канат по п.1, отличающийся тем, что шаг свивки прядей сердечника равен шагу свивки прядей каната и совпадает с шагом радиуса кривизны оболочки. 3. Канат по п.1, отличающийся тем, что направление свивки длинномерного материала оболочки совпадает с направлением свивки прядей каната и прядей сердечника. 4. Канат по п.1, отличающийся тем, что оболочка в поперечном сечении каната имеет вогнутые участки с радиусом кривизны, равным сумме радиуса пряди каната и половины диаметра длинномерного материала, и выпуклые участки с радиусом кривизны, равным сумме радиуса одной из прядей сердечника и половины диаметра длинномерного материала. 5. Канат по п.1, отличающийся тем, что отношение числа прядей каната к числу прядей сердечника равно 0,5 или 1. 6. Канат по п.1, отличающийся тем, что центры кривизны противоположных вогнутых участков оболочки находятся на одной прямой с центрами противоположных прядей каната, противоположных прядей сердечника одного диаметра и центральной пряди сердечника или на одной прямой с центрами противоположных прядей каната и центральной пряди сердечника.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
12) позволили выявить причину появления вышеуказанных дефектов – это заниженный диаметр металлического сердечника в канате. Для объяснения этого явления проводится аналогия между изгибом каната и изгибом плотно свитой пружины. При изгибе плотно свитой пружины витки, опираясь друг на друга, препятствуют ее сжатию со стороны вогнутости. Поэтому пружина при изгибе получает общее удлинение. Аналогично в канате осевая линия на изогнутой его части на блоке удлиняется, а, соответствующая этой части, длина металлического сердечника увлекается из прямой ветви каната в изогнутую. В связи с тем, что канат работает в условиях, при которых нагрузка на ветвь при движении в сторону подъема и при опускании груза различна, то при прямом и возвратном движениях каната эти сдвиги взаимно не компенсируется, что и приводит к необратимым сдвигам сердечника и, как следствие, к его выходу из каната у барабана и к выпучиванию излишней длины прядей.
; 
,
– радиус кривизны вогнутого участка оболочки;
– диаметр пряди 4 каната;
– диаметр длинномерного материала 5;
– радиус кривизны выпуклого участка оболочки;
– диаметр пряди заполнения 2 сердечника.
,
– диаметр пряди заполнения 2 сердечника.
; 
,
– радиус кривизны выпуклого участка оболочки;
– диаметр пряди заполнения 2 сердечника;
– радиус кривизны выпуклого участка оболочки;
