Классификация канатов

Конструкции канатов могут содержать одну или много прядей (рис. 1, а-ж), а сами пряди свивают из проволок одинакового нормальная структура сечения) или разного диаметра (комбинированная структура сечения), причем на поверхности каната располагаются проволоки большего диаметра. Последние, хотя и довольно сложны в изготовлении, но более гибки и долговечны, что особенно важно, если при эксплуатации каната истираются преимущественно наружные слои. Существуют и другие типы классификации этих грузоподъемных приспособлений (в скобках ниже указаны буквенные сокращения свойств канатов, входящие в условные обозначения их маркировки).

а)	б)	в)	г)
д)	е)	ж)

Рис. 1. Конструкции канатов:
а — однопрядный; б — трехпрядный; в — пятипрядный (1 — проволока, 2 — прядь, 3 — сердечник); г — шестипрядный; д — восьмипрядный; е — восемнадцатипрядный; ж — закрытой конструкции с двумя слоями клиновидной проволоки, одним слоем Z-образной проволоки и сердечником типа ТК

1. По конструкции различаются канаты:

• одинарной свивки (спиральные) — состоящие из одного, двух или трех слоев проволоки, свитых в концентрические спирали. Канаты одинарной свивки, скрученные только из круглой проволоки, называют обыкновенными спиральными канатами. Спиральные канаты, имеющие в наружном слое фасонные проволоки, называются канатами закрытой (рис.1,ж) и полузакрытой конструкции; при обрыве каждая фасонная проволока удерживается в канате соседними проволоками. Канаты одинарной свивки, предназначенные для последующего плетения в канат, называют прядями;
• двойной свивки (рис.2,а) — состоящие из шести и более прядей, свитых в один концентрический слой. Эти канаты могут быть однослойными или многослойными. Многослойная свивка отличается повышенной гибкостью и большой опорной поверхностью, а кроме того, может придавать канату некрутящиеся свойства. Широкое распространение получили однослойные шестипрядные канаты двойной свивки. Канаты двойной свивки, предназначенные для последующей свивки, называют стренгами;
• тройной свивки (рис.2,б) - состоящие из стренг, свитых по спирали в один концентрический слой.

а)	б)

Рис. 2. а- канат двойной свивки; б- канат тройной свивки

2. По типу касания проволок между слоями различают канаты:

• с точечным касанием (тип ТК: рис.3, а). Пряди с точечным касанием проволок изготавливают за несколько технологических операций, число которых зависит от количества слоев проволок. Свивки проволок имеют разные шаги по слоям пряди, а проволоки между слоями перекрещиваются. Такое расположение элементов увеличивает их износ при сдвигах в процессе эксплуатации, создает значительные контактные напряжения, способствующие развитию усталостных трещин в проволоках, и уменьшает коэффициент заполнения сечения каната металлом;
• с линейным касанием (тип ЛК: рис.3, б). Такие пряди изготавливают за один технологический прием, при этом постоянство шага свивки проволок во всех слоях пряди сохраняется. Для получения линейного касания диаметры проволоки и пряди выбирают в зависимости от конструкции последней. Так, в верхнем слое прядей каната типа ЛК-0 применяются проволоки одинакового диаметра по слоям, пряди типа ЛК-Р имеют в наружном слое проволоки различного диаметра, а в пряди типа /7/С-З используют проволоки, заполняющие пространство между проволоками различных диаметров. Существует тип каната с линейным касанием проволоки между слоями и имеющий в пряди слои с проволоками как разных, так и одинаковых диаметров-ЛК-РО. В трехслойных прядях линейного касания имеют место различные сочетания указанных выше типов прядей. Следует отметить, что работоспособность канатов с линейным касанием проволок в прядях при правильном выборе конструкции каната значительно выше, чем работоспособность канатов с точечным касанием проволок;
• с точечно-линейным касанием (тип ТЛК). Пряди точечно-линейного касания получают при замене центральной проволоки в прядях линейного касания семипроволочной прядью: в этом случае на двухслойную прядь типа ЛК укладывается слой проволок одинакового диаметра с точечным касанием. Конструкции этих прядей обеспечивают возможность их изготовления на прядевьющих машинах со сравнительно небольшим числом шпуль. Кроме того, пряди ТЛК при соответствующем выборе параметров свивки обладают повышенными некрутящимися свойствами;
• с комбинированным линейно-точечным касанием проволок между слоями (тип 6/7) — результат винтовой прокатки круглых исходных прядей типа ЛК в трехгранные.

3. По материалу сердечника различают канаты:

• с органическим сердечником (ОС). В большинстве конструкций канатов для обеспечения требуемой гибкости и упругости в качестве сердечника в центре каната, а иногда и в центре прядей, используют пропитанные смазкой органические сердечники из пеньки, манилы, сизаля или хлопчатобумажной пряжи. Допускается также применение сердечников из асбестового шнура и искусственных материалов(полиэтилена, капрона, нейлона и др.);
• с металлическим сердечником (МС). Металлический сердечник целесообразно применять в тех случаях, когда требуется повысить структурную прочность каната при многослойной навивке его на барабан, уменьшить конструктивные удлинения каната при растяжении, а также при эксплуатации каната в условиях повышенной температуры. Одной из наиболее распространенных конструкций такого типа является канат двойной свивки из 6-7 проволочных прядей, расположенных вокруг центральной семипроволочной пряди. Металлический сердечник может быть изготовлен из обычной канатной или мягкой проволоки с временным сопротивлением разрыву не более 900 Н/мм2.

4. По направлению свивки различаются канаты:

• правой свивки;
• левой свивки(Л).

а)	б)
в)	г)

Рис. 3. Направление и сочетание направлений свивки канатов:

а - левая крестовая свивка; б - правая крестовая свивка; в - левая односторонняя свивка; г - правая односторонняя свивка.

5. По сочетанию направлений свивки канаты двойной свивки могут быть изготовлены:

• с одинаковым направлением свивки проволок в прядях и прядей в канат. Такие канаты называют канатами односторонней свивки (О): они меньше изнашиваются и более гибки, однако легко раскручиваются, особенно под нагрузкой;
• с направлением свивки проволок в прядях, противоположным направлению свивки прядей в канат. Такие канаты называют канатами крестовой свивки, способность раскручиваться у них значительно меньше, чем у первого типа канатов;
• с одновременным использованием в канате прядей правого и левого направления свивки. Такие канаты называют канатами комбинированной свивки.

Канаты тройной свивки изготавливают преимущественно крестовой свивкой с противоположным направлением свивки стренг, прядей и проволок. Стренги плоского каната укладывают так, чтобы правая и левая свивки чередовались. В канатах одинарной свивки направления свивки отдельных слоев чередуются, что обеспечивает канату некрутящиеся свойства под нагрузкой. Все слои проволок в прядях ТК и ТЛК свиваются в одном направлении. Направление свивки устанавливается следующим образом:

• для спиральных канатов — по направлению свивки проволок наружного слоя;
• для канатов двойной свивки — по направлению свивки прядей наружного слоя в канате;
• для канатов тройной свивки — по направлению свивки стренг в канате.

6. По способу свивки канаты бывают:

• раскручивающимися, у которых проволоки не освобождены от внутренних напряжений, возникающих в процессе свивки проволок в пряди и прядей в канат. Стренги, пряди и проволоки в этом случае не сохраняют своего положения в канате после снятия перевязок с его концов;
• нераскручивающиеся (Н), у которых при свивке проволок в прядь и прядей в канат внутренние напряжения снимаются рихтовкой и предварительной деформацией таким образом, что после снятия перевязок с конца каната пряди и проволоки сохраняют заданное положение. Нераскручивающиеся канаты по сравнению с раскручивающимися имеют ряд преимуществ: несколько большую гибкость и более равномерное распределение растягивающих усилий на пряди и проволоке, повышенную сопротивляемость усталостным напряжениям, отсутствие стремления нарушить прямолинейность при раскладывании.

7. По степени крутимости различают канаты:

• крутящиеся;
• малокрутящиеся (МК). Эти канаты следует отличать от нераскручивающихся. В малокрутящихся канатах, благодаря подбору направлений свивки отдельных слоев проволок (в спиральных канатах) или прядей (в многослойных канатах двойной свивки), устраняется вращение каната вокруг своей оси при свободном подвешивании груза. Малокрутящийся канат может быть изготовлен как нераскручивающимся, так и раскручивающимся. Обязательным условием изготовления мало - крутящихся канатов является расположение прядей в двух или трех концентрических слоях с противоположным направлением свивки каждого концентрического ряда прядей. В этом случае моменты вращения всех прядей каната уравновешиваются, что предотвращает общее вращение каната вокруг своей оси.

8. По степени уравновешенности канаты бывают:

• рихтованные (Р);
• нерихтованные.

9. По механическим свойствам канаты подразделяются на :

• марки высокого качеств (ВК);
• марки обыкновенного качества (В);
• марки 1-1.

10. По виду покрытия поверхности проволок канаты бывают :

• без покрытия;
• с цинковым покрытием:

- для особо жестких агрессивных условий работы (ОЖ),
- для жестких агрессивных условий работ (Ж),
- для средних агрессивных условий работы (С);

• с покрытием каната диаметром 3,1-5,0 мм полиэтиленом низкого давления.

11. По назначению канаты подразделяются на:

• грузолюдские (марки В и В), служащие для подъем и транспортирования людей и грузов (ГЛ);
• грузовые — для транспортировки грузов (Г).

12. По точности изготовления канаты бывают:

• нормальной точности;
• повышенной точности (Т).

13. По форме поперечного сечения прядей различают канаты:

• круглопрядные (их поперечное сечение близко к кругу);
• фасоннопрядные (трехгранно -, плоско - и овальнопрядные), имеющие значительно большую поверхность соприкосновения с органом навивки, чем круглопрядные, и отличающиеся разнообразием форм поперечного сечения, как самого каната, так и его элементов, а также физико-механическими характеристиками проволок и сердечников. В частности, плоские канаты изготавливают сшивкой нескольких круглых канатов с четным числом стренг (от четырех до двенадцати), при этом форма их поперечного сечения близка к прямоугольной. Плоские канаты изготавливают из прядей с чередующейся — правой и левой — свивкой и прошивают прядями или стержнями. Их ширина в некоторых случаях может достигать 250 мм.

Витые круглые канаты имеют различную свивку: одинарную спиральную (открытого, полузакрытого и закрытого типов), двойную из круглых или фасонных (трехгранных, овальных и др.) прядей (от 3 до 8), тройную; также они могут быть малокрутящимися (число прядей — от 18 до 31 с противоположным направлением свивки по отдельным слоям). Диаметр крученых круглых канатов доходит до 100мм. В комбинированных витых канатах стальные пряди покрыты слоем пеньковых нитей или пластмассой. Невитые канаты состоят из плотно уложенных групп стальных проволок или спиральных канатов, обжатых спиральной обмоткой или зажимами. Обычно их собирают на месте применения, причем их диаметр может достигать 1,5мм, а разрывное усилие (в зависимости от диаметра) —1000Н/мм2. Плетеные канаты изготавливают переплетением четного числа (обычно четырех) прядей, из которых одна половина имеет правое направление плетения, а другая — левое; их поперечное сечение представляет собой квадрат.

Все указанные выше свойства каната отражаются в его маркировке. Так, например, канат диаметром 15мм грузолюдского назначения марки ВК, оцинкованный по группе Ж, малокрутящийся, левой крестовой свивки, нераскручивающийся, повышенной точности изготовления, маркировочной группы 1900 Н/мм2 имеет следующее условное обозначение: Канат 15-ГЛ-ВК-Ж-МК-ЛНР-Т-1900 ГОСТ (ТУ).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ

1 — подъемные; 2 — лифтовые; 3 — различные тали; 4 — шахтный вертикальный подъем; 5 — шахтный наклонный подъем; 6 — канатные проводники; 7 — тормозные канаты; 8 — уравновешивающие канаты; 9 — для подвески оборудования при проходке; 10 — экскаваторы; 11 — дорожные машины; 12 — подвесные канатные дороги и кабель-краны; 13 — тяговые; 14 — скип доменантных печей; 15 — металлургические краны; 16 — буровые установки; 17 — судовой подъем.