Теоретичні положення

ЗВІТ

Про виконання лабораторної роботи

З дисципліни Суднові вантажні та палубні механізми

Тема роботи: Вивчення конструкцій і характеристик сталевих дротяних канатів

 

Розробив:

Студент групи

 

 

Перевірив:

Викладач

 

 

м. Херсон 201_ р.

Мета роботи - ознайомитися з конструкцією й основними характеристиками сталевих дротяних канатів.

Теоретичні положення

Сталеві дротяні канати - найбільш розповсюджений гнучкий елемент підйомно-транспортних машин (ПТМ) для підвішування вантажів, що піднімаються, чи передачі тягового зусилля.

Переваги сталевих канатів, що забезпечують їхнє переважне застосування у ПТМ - плавність і безшумність роботи при будь-яких швидкостях, гнучкість у всіх напрямках і надійність у роботі, оскільки по числу дротів, що обірвалися, можна встановити ступінь зношеності каната, відносно мала погонна вага. Пружність та значне внутрішнє тертя канатів приводить до істотного зниження динамічних навантажень при пуску і гальмуванні внаслідок демпфірування поштовхів, сприйманих краном.

Їх виготовляють зі сталевого дроту діаметром 0,2...4 мм із границею міцності на розтяг до 2600 МПа, отриманого методом холодного волочіння з додатковою термічною і хімічною обробкою (патентування).

Для машин, що працюють у сухих приміщеннях, застосовують канати зі світлого (не покритої іншими металами) дроту. Для роботи в сирих приміщеннях канати виготовляють з оцинкованого дроту для захисту їх від корозії.

Застосування дроту з низьким значенням границі міцності (маркувальної групи) приводить до збільшення діаметра каната, а з більш високим значенням - до зниження строку служби каната через збільшення жорсткості дротів. Рекомендується застосовувати канати з маркувальною групою 1568...1764 МПа.

У ПТМ застосовують переважно канати подвійної звивки. Спочатку дроти звивають у сталки навколо центрального дроту, а потім сталки звивають у канат навколо осердя. Число дротів у сталці і сталок у канаті може бути різним. Частіше використовуються шестисталкові канати з числом дротів у сталці 19 і 37.

Осердя самого каната може бути сталевим (рисунок до ГОСТ 7669-80) чи органічним волокнистим (рисунок до ГОСТ 2688-80), виготовленим з пеньки або з пряжі нейлону, капрону. При роботі в умовах підвищених температур використовуються осердя з волокон азбесту.

Канати зі сталевим осердям застосовуються при багатошаровій навивці на барабан, оскільки при цьому канат не втрачає форми під впливом навантаження від вищележачих витків, а також при роботі в умовах високих температур. Канати з органічним осердям більш гнучкі, ніж канати зі сталевим осердям, і краще утримують мастило.

По роду звивки дротів у сталках виготовляють канати типу ТК із точковим контактом окремих дротів між шарами сталок і типу ЛК із лінійним торканням дротів у сталці.

Канати типу ЛК мають кілька різновидів:

ТЛК-0 (ГОСТ 3079-80) із точковим і лінійним контактом дротів у сталках;

ЛК-0 (ГОСТ 3077-80) - дроти окремих шарів сталки мають однаковий діаметр;

ЛК-3 (ГОСТ 7665-80) - між двома шарами дротів розміщаються заповнюючі дроти меншого діаметра;

ЛК-РО (ГОСТ 7669-80 і ГОСТ 7668-80) - дроти різного й однакового діаметрів по окремих шарах сталки;

ЛК-Р (ГОСТ 2688-80) - дроти у верхньому шарі сталки двох різних діаметрів.

Канат подвійної звивки типу ТЛК−О

конструкції 6×37(1+6+15+15) + 1о.с. за ГОСТ 3079 - 80

 

Діаметр каната, мм	Розрахункова площа всіх дротів, мм2	Розривне зусилля каната в цілому, Н, не менш при маркувальних групах, МПа, кгс∙мм2
1568 (160)	1666 (170)	1764 (180)
11,5	47,01
13,5	66,56
15,5	85,54
17,0	106,94
19,5	135,54
21,5	167,64
23,0	193,86
25,0	225,39

 

Канат подвійної звивки типу ЛК – О

конструкції 6 × 19 (1+9+9) + 1о.с. за ГОСТ 3077 - 80

 

Діаметр каната, мм	Розрахункова площа всіх дротів, мм2	Розривне зусилля каната в цілому, Н, не менш при маркувальних групах, МПа, кгс∙мм2
1568 (160)	1666 (170)	1764 (180)
11,5	49,67
	54,07
	60,94
	73,36
	86,95
16,5	101,68
17,5	117,58
19,5	139,69

 

Канат подвійної звивки типу ЛК – З

конструкції 6 × 25 (1+6; 6+12) +1о.с. за ГОСТ 7665 - 80

 

Діаметр каната, мм	Розрахункова площа всіх дротів, мм2	Розривне зусилля каната в цілому, Н, не менш при маркувальних групах, МПа, кгс∙мм2
1568 (160)	1666 (170)	1764 (180)
	95,58
17,5	115,72
19,5	137,81
	161,81
22,5	188,50
	216,42
25,5	246,27
27,5	278,10

 

Канат подвійної звивки типу ЛК – РО конструкції

6 × 36 (1+7+7/7+14) +1о.с. за ГОСТ 7658 - 80

 

Діаметр каната, мм	Розрахункова площа всіх дротів, мм2	Розривне зусилля каната в цілому, Н, не менш при маркувальних групах, МПа, кгс∙мм2
1568 (160)	1666 (170)	1764 (180)
11,5	51,96
13,5	70,55
	125,78
	153,99
	185,10
23,5	215,94
25,5	252,46

 

 

Канат подвійної звивки типу ЛК – РО конструкції 6 × 36 (1+7+7/7+14) + 7×7 (1+6) за ГОСТ 7669 - 80

 

Діаметр каната, мм	Розрахункова площа всіх дротів, мм2	Розривне зусилля каната в цілому, Н, не менш при маркувальних групах, МПа, кгс∙мм2
1568 (160)	1666 (170)	1764 (180)
14,5	96,36
	121,86
17,5	145,02
19,5	179,07
	213,39

Канат подвійної звивки типу ЛК – Р конструкції 6 × 19 (1+6+6/6) + 1о.с. за ГОСТ 2688 - 80

 

Діаметр каната, мм	Розрахункова площа всіх дротів, мм2	Розривне зусилля каната в цілому, Н, не менш при маркувальних групах, МПа, кгс∙мм2
1568 (160)	1666 (170)	1764 (180)
8,3	26,15
9,1	31,18
	53,87
	61,00
	74,40
	124,73
	167,03
22,5	188,78

Канати з лінійним контактом мають краще заповнення перерізу, вони більш гнучкі і зносостійкі, витримують велике число змінних вигинів. Строк служби канатів типу ЛК значно вище строку служби канатів типу ТК.

По роду звивки виготовляють звичайні (що розкручуються) і канати, що нерозкручуються.

У канатах, що нерозкручуються, кожен окремий дріт і кожна сталка перед звивкою заздалегідь одержують форму, що відповідає їх положенню в канаті, тобто канат звивається з закручених (попередньо деформованих) дротів і сталок. Тому в ненавантаженому стані дроти не відчувають внутрішніх напружень і не розкручуються. Строк служби цих канатів більше, ніж канатів, звитих з недеформованих дротів.

По сполученню напрямків звивки елементів канати випускають хрестової й однобічної звивки.

У канатах однобічної звивки напрямок навивки дротів у сталках і сталок у канаті однаковий; у канатах хрестової звивки цей напрямок протилежний. Поверхня канатів однобічної звивки більш рівна, площа перерізу в них заповнена краще, вони більш гнучкі і довговічні. Однак оскільки під дією навантаження, що розтягує, канати однобічної звивки можуть розкручуватися, вони непридатні до використання в тих випадках, коли вантаж вільно підвішують на одній гілці. Завдяки великій структурній міцності канатів хрестової звивки вони застосовуються при багатошаровій навивці на барабан.

Для зменшення зносу і корозії канати покривають мастилом - технічним вазеліном, канатною маззю і графітовими мастилами. Ці види змащень міцно пристають до поверхні дротів, не знімаються при експлуатації, проникають до центра каната і пасом, мають здатність наноситися тонкою плівкою і швидко застигати, не випаровуються і не затвердіють згодом, не містять лугів, кислот і інших кородуючих елементів.

Ступінь зносу каната і необхідність його заміни визначають по числу обірваних дротів у зовнішніх шарах сталок на довжині одного кроку звивки.

Для визначення кроку звивки на поверхні якої-небудь сталки наносять мітку, від якої відраховують уздовж осі каната стільки сталок, скільки їх мається в перерізі каната, і на наступної після відліку сталці (сьомій для шестисталкового канату) наносять другу мітку. Відстань між мітками - крок звивки.

В залежності від спочатку встановленого запасу міцності для кожної конструкції каната правилами Держміськтехнагляду встановлені норми числа обривів, при перевищенні яких канат повинний бути забракований. Число обірваних дротів визначається або методом візуального контролю, або з застосуванням електромагнітного дефектоскопа. При зносі (чи корозії), що досягли 40% і більш ніж первісний діаметр дротів, канат повинний бути забракований.