' Для подъема грузов и передачи тяговых усилий используют гибкие рабочие органы — канаты и цепи.

Канаты для подъема грузов называются грузовыми, для передачи тягового усилия в механизмах перемещения грузов — тяговыми, а для обвязки и крепления грузов к крюкам — чало ч н ы м и пли стропами.

В грузоподъемных машинах применяют стальные проволоч­ные канаты. Канаты из органического волокна (пеньковые, хлопчатобумажные н из синтетического волокна) используют в качестве чалочных. При­менение канатов из органи­ческого волокна в кранах и подъемных механизмах с ма­шинным приводом правилами

Госгортехнадзора не допус - Рис. 4. Пеньковый канат

Кается.

Канат из органического или синтетического волокна состоит из нескольких прядей, свитых между собой. Наибольшее распро­странение получили трехпрядные канаты (рис. 4). Для работы в сухих помещениях обычно используют несмоленые (бельиые) пеньковые или хлопчатобумажные канаты, которые обладают относительно большей разрывной прочностью и гибкостью. Для работы в условиях повышенной влажности можно использовать канаты, пропитанные смолой (смоленые), стойкие против гниения, но с разрывной прочностью примерно на 10% меньше, чем у бель - ных канатов. Канаты из органического волокна, применяемые для стропов, должны удовлетворять требованиям ГОСТа 483—55.

Расчет пеньковых и хлопчатобумажных канатов производят по полному (без вычета пустот между прядями) сечению. Если растягивающее усилие 5, то искомый наружный диаметр каната

Y^kMM> (6)

Где |а.|,, — условное допускаемое напряжение, которое для груп­повых бельных пеньковых, и хлопчатобумажных ка­натов принимают 10 н! мм2 (1 кгс! мм2) и для смоленых 9 н! мм3 (0,9 кгс! мм'2). Для чалочных канаюв допу­скаемое напряжение в 2 раза меньше, чем для газо­вых.

Полученный диаметр каната округляют до ближайшей боль­шей величины по ГОСТу 483—55. По диаметру каната опреде­ляют диаметр блоков Д,, огибаемых канатом, из соотношения

D6 = (6 - 10) DK.

2* 19

/ ,) I/ I д) и

Рис. 5. Стальные капаны

В грузоподъемных машинах с машинным приводом применяют стальные проволочные канаты из проволок толщиной 0,4—2 мм, Изготовляемые на специальных канатовьющих станках. Для изго­товления канатов используют светлую проволоку из углеродистой мартеновской стали с расчетным пределом прочности [2] или растя­жении, равным 1300—2000 н/мм*. (130ч-200 кгс! мм2). Иногда применяют оцинкованную проволоку с целью защиты канатов от ржавления при работе во влажных условиях.

Канатные заводы изготовляют сальные проволочные канаты различных типов, для применения в разных эксплуатационных условиях и отличающиеся конструкцией, характером и направ­лением свивки и размером проволок (рис. 5).

По форме поперечного сечения канаты делятся на. плоские и круглые, а по характеру свивки — на канаты одинарной свивки (рис. 5, а), в которых все проволоки размещены последователь­ными концентрическими слоями; двойной свивки (тросы), которые свиты из отдельных прядей (рис. 5, б); канаты тройной свивки (кабельные), в которых пряди свивают в стренги, а последние — в канат (рис. 5, в).

В зависимости от направления свивки прядей и самого каната различают канаты односторонней свивки (рис. 5, г), в которых направления свивки проволок в пряди и прядей в канат одинаковы, и канаты крестовой свивки (рис. 5, д), в которых направления свивки прядей и самого каната противоположны.

Канаты по роду свивкн проволок в прядях разделяются на:

А) с точечным касанием отдельных проволок между слоями прядей (по ГОСТу 3241—55, обозначаемые ТК); пряди по отдель­ным слоям изготовляют из проволок одинакового или разного диаметра;

Б) с линейным касанием проволок в пряди (по ГОСТу 3241—55, обозначаемые ЛК).

Канаты с линейным касанием проволок (рис. 5, е, ж и з) могут быть с проволоками одинакового диаметра в отдельных слоях (обозначаемые ЛК—О), с проволоками двух разных диаметров в верхнем слое пряди (ЛК—Р) и с проволоками разного и одина­кового диаметра по отдельным слоям (Л К—РО).

В грузоподъемных и транспортирующих машинах используют круглые канаты двойной свивки, преимущественно крестовой, с одним пеньковым сердечником. За последнее время все большее распространение получают канаты, пряди которых свиты из про­волоки разного диаметра. С целью повышения долговечности наружные проволоки таких канатов изготовляют большего диа­метра, чем внутренние. Тонкие проволоки внутренних слоев делают канат более гибким. Из канатов этого типа в подъемно- транспортирующих машинах применяют преимущественно канаты ЛК—Р по ГОСТу 2688—55 (рис. 5, ж) и типа ЛК—О по ГОСТу 3077—55 (рис. 5, з).

Канаты односторонней свивки более гибки, чем крестовой. Они имеют гладкую наружную поверхность, а поэтому меньше изнашиваются при огибании блоков и барабанов. Однако такие канаты легко раскручиваются при подъеме и перемещении сво­бодно подвешиваемых грузов. Поэтому применение их ограничено подъемниками, в которых грузы находятся в клетях, движущихся по направляющим. При этом навивание канатов на барабаны производят только в один слой. В канатах с линейным касанием проволок типа Л К—Р и Л К—РО вследствие устранения взаимного пересечения проволок и обеспечения параллельности их по всей длине свивки достигается увеличение разрывной прочности и значительно снижается удельное давление между проволоками. Это обусловливает повышенную гибкость и долговечность таких канатов по сравнению с канатами обычного типа с точечным касанием проволок. Выборочная характеристика стальных про­волочных канатов типа ТК. двойной свивки приведена в табл. 4.

Канат при огибании блоков и барабанов в общем случае испы­тывает напряжение растяжения от концевой нагрузки и напряже­ние изгиба.

Стальные проволочные канаты типа ТК двойной свивки (тросы) шестипрядные, с 19 проволоками в пряди и с одним органическим сердечником 6X19— 114 (по ГОСТу 3070—55) Диаметр каната и мм CL ~ Н - I) 2 § 5 3 Ч = а С. ^ Л = " Чц э Э ж ~ О о 2 1— и ы '"О И - '0 < С Разрыниое усилие каната н цилом н к ее при предел»- прочности проволок [кгс/мм-) 1 10 150 То 17U 1»0 Нн> J0I) 9,3 1 1,0 12,5 Г4,0 15,5 17,0 18,5 Я),0. 22 0 23,5 25,0 26 5 0,6 ■ 0,7 0,8 ТТ.9 1,0 1,1 1,2 1.3 1.4 1.5 1.6 1,7 32,26 43,89 57,34 72,50 89,49 108,30 128,32 151,28 175,56 200,64 229,14 258,78 30,57 41,59 54,33 68,70 84,80 102,6 122,0 143,3 166,3' 190,1 217.1 245.2 3 560 4 840 6 330 8 000 9 860 11 9 ОТ) 14 150 16 700 19 350 22-100 25 250 28*550 3 830 5210 6810. 8 620 10 600 12 850 15.300 17 950 20 8^0 23 800 27 200 3DJ5p 4 100 Гщю 7 310 5"220 11 350 13 750 16400 19 250 22 350 25 500 29J.5Q §2 950 4 380 5 9G0 7 790 9 850 12 150 14 700 17 500 20 550 23 800 27J>50 31 150 35 150 4 650 6 340 8 270 10 450 12 900 15 600 18 550 21 800 ,25 300 1 930 6 710 8 750 11 050 13 650 16450 19 600 5 200 7 080 9 230 1 1 650 14 450 17 400 20760

При проектировании и перед установкой стальные канаты, применяемые в качестве грузоподъемных, стреловых, тяговых и др., должны быть проверены расчетом.

По правилам Госгортехнадзора стальные проволочные канаты рассчитывают на растяжение с регламентированным запасом проч­ности, при обязательном соблюдении минимального отношения диаметра блока или барабана к диаметру каната. Необходимо разрывное усилие каната

Р > kS, - j > k, (7)

Где Р — разрывное усилие каната в н (кгс), указываемое в табли­цах ГОСТов (см. табл. 4); K — коэффициент запаса прочности, значение ■ которого должно соответствовать нормам, приведенным в табл. 5; S — наибольшая расчетная нагрузка на канат в н (кгс). При выборе каната следует обязательно соблюдать регламен­тированное Госгортехнадзором отношение между диаметром бло­ков и барабанов и диаметром каната

D6 > D (е - 1), (8)

Где D6 — диаметр блока или барабана, измеряемый по дну ка­навки;

Е — коэффициент, зависящий от типа грузоподъемной ма­шины, выбираемый по табл. 6.

Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности канатов Н j и м L1 к о и а н 1 К' Прпиод грузоподъемном машины и режим работы моханизма Коэффициент зацаиа прочности K Грузовые и стреловые............................. Ручной 4,0 Машинный: Легкий, средний, тя­ 5,0 Желый и весьма тя­ 5,5 Желый 6,0 Растяжки стрелы...................................... — 3,5 Канаты лебедок, предназначенные для 4,0 Изменения вылета стрелы без груза — Грейферные: У грейферов с раздельным двух­ Моторным приводом (принимая. Что вес грейфера с материалом Равномерно распределен на все Канаты) ......................................... — 6,0 У грейферов с одномоторным при­ 5,0 Водом............................................ — У грейферов одноканатных и мо­ 5,0 Торных......................................... — Оттяжки мачт и опор............................... — 3,5 Тяговые канаты, применяемые на кра­ Нах.................................................... — 4.0 Канаты лебедок, предназначенных 9,0 Для подъема людей............................... — Канаты, пепользуемые при монтаже Крапов.................................................. — 4,0

Пример. Определить диаметр стального проволочного каната для стрелового крана, обслуживающего погрузку контейнеров с кирпичом на складе кирпичного завода. Нагрузка на канат 5 ^ 24 ООО н (2400 кгс). Режим работы крана средний.

По табл. 6 для среднего режима работы стрелового железнодорожного крана наименьший коэффициент запаса прочности К — 5,5. Необходимое разрывное усилие каната

Р = KS = 5,5-24 ООО -= 132 ООО н (13 200 кгс).

По табл. 5 выбираем канат 6 X 19 = 114 диаметром 17 мм, при пределе прочности проволоки 1400 HImm'1 (140 кгс! мм2), с разрывным усилием 137 500 н (13 750 кгс). ■

Минимальный допускаемый диаметр барабана (табл. 6)

Dq - 184с - 18-17 - 310 мм.

Долговечность стальных проволочных канатов зависит от пра­вильного выбора типа каната для заданных условий, от соот­ношения между диаметрами каната и барабана или блоков и от ухода за канатами, в частности, от систематической смазки их наружных поверхностей специальной графитовой мазью.

Наименьшие допускаемые значения коэффициента е Тип грузоподъемной Привод Режим работы S. « S-eS Машины Механизма Механизма «3 <П (U SOS To x a Грузоподъемные>1ай1ины всех типов, Ручной Легкий 18 За исключением стреловых кранов, Машинный Средний 20 Электроталей^я лебедок Тяжелый Весьма тяжелый 25 30 35 Стреловые краны: Ручной 16 Механизмы подъема груза и Машинный Легкий Ж Стрелы Средний Тяжелый 18 20 То же Весьма тяжелый 25 Механизм^«^монтажа крана То же — 16 Электрические тали — — 20 Грейферн ые _ двбедки: Грузоподъемных^машин, указан­ных в п. иастоящей таблицы — — 30 Стреловых/кранов ■— - 20 Блоки грейферов — — 18 Лебедки: Для подъема грузов Ручной — 12 Машинный - 20 Для подъема ладей Ручной — 16 Машинный 25

Показателем износа канатов являются обрывы проволок на его поверхности, легко замечаемые при наружном осмотре. Обрывы проволок происходят не одновременно, а постепенно, все нарастая с течением времени.

Основанием для браковки канатов является число допускаемых обрывов проволок на длине одного шага свивки. Количество до­пускаемых обрывов проволок в канате зависит от первоначального запаса прочности и конструкции каната (числа проволок в канате и характера свивки). Предельные допускаемые числа обрывов проволок на длине одного шага свивки каната по нормам Госгор­технадзора приведены в табл. 7.

Для определения шага свивки от точки / (см. рис. 5, г и д) Отсчитывают число прядей на единицу больше числа их в канате. Расстояние I—II и будет шагом свивки каната.

Концы канатов закрепляют в сопряженных конструкциях грузоподъемных машин одним из способов, показанных на рис. 6: 1) загибают вокруг стальных сердцевинных обойм-коушей (по ГОСТу 2224—43), образуя петли и оплетая их проволокой на

Таблица 7 Нормы браковки стальных канатов по числу оборванных проволок Первоначальный коэффи­циент запаса прочности при соблюдении норм, требуемых Госгортехнад - зором Конструкция канатов 6 X 19 = 114 6 X 37 = 222 Крестовой свивки Односторон­ней свивки Крестовой свивки Односторон - ней свивки Число обрывов проволок на длине одного шага свиоки, при котором канат должен быть забракован До 6 ................................. 12 6 22 11 От 6 до 7 ......................... 14 7 26 13 Свыше 7............................ 16 8 30 15

Длине не менее 15 диаметров каната, но ие менее 300 мм (рис. 6, а);

2) зажимают не менее, чем тремя сжимами (хомутами) (рис. 6, б);

3) расплетенные [пpoвoлoкиj помещают в конические втулки (рис. 6, в) и заливают баббитом; 4) помещают во втулки (рис. 6, г), Снабженные стальными зажимными клиньями.

В)

Г)

Рис. 6. Способы заделки концов канатов

Сжимы (хомуты) получают все более широкое применение в практике эксплуатации грузоподъемных машин. Количество сжимов, необходимое для надежного крепления канатов, опре­деляют по формуле

У (9)

Где Р — разрывное усилие каната в н (Кгс);

D0 — внутренний диаметр резьбы сжима (хомута);

[а]^ = 100 [а1р = 1000 кгс/см2 — допускаемое напря­жение для сжимов при растяжении. Сращивание (счаливание) грузовых канатов в подъемных ма­шинах посредством сплетения концов запрещено.