Классификация стальных канатов

В отечественной практике сложился принцип деления канатов по назначению на грузовые, стреловые, тяговые, вантовые, несущие, направляющие, подъёмные и уравновешивающие (в шахтах), ваерные и др. Такая классификация не является строгой и носит отпечаток специфики отраслевой терминологии.

Более лаконичной и универсальной является зарубежная классификация [1], в соответствии с которой канаты разделены на четыре группы:

подвижные канаты (Laufende Seile), которые огибают блоки, шкивы и барабаны и при этом принимают их кривизну. К этой группе относятся подъёмные, стреловые и тяговые канаты кранов и экскаваторов, тяговые канаты подвесных канатных дорог, подъёмные шахтные канаты, ваерные канаты и т.п.;

неподвижные канаты (Stehende Seile), которые не огибают блоки, а их концы жёстко закреплены. Сюда относятся растяжки мачт и стрел, ванты, направляющие канаты в шахтах и т.п.;

несущие канаты (Tragseile), по которым перемещаются ролики транспортных средств, причем радиус кривизны несущего каната остается значительно большим, чем радиус ролика. В основном, это несущие канаты подвесных канатных дорог и кабельных кранов;

такелажные канаты (Anschlagseile), служащие для подвески или обвязки груза (стропы, петли и т.п.).

Классификация и технические требования к стальным канатам из круглых проволок установлены ГОСТ 3241, а также зарубежными стандартами: германским DIN 3051, английским BS 302, американским RR-W-410, итальянским UNI7291, японским JIS G 3525, французским NF А 47-205, ISO 2408, EN 12385 и др.

В соответствии с государственными стандартами [2, 3, 4], канаты классифицируются по следующим признакам:

по конструкции (Рис. 2):

одинарной свивки - состоят из проволок, свитых по спирали в один или несколько концентрических слоев;

двойной свивки - состоят из прядей, свитых в один или несколько концентрических слоев;

тройной свивки - состоят из канатов двойной свивки, свитых в концентрический слой.

по форме поперечного сечения: круглые, плоские;

по форме поперечного сечения прядей: круглопрядные; фасоннопрядные;

а б в

Рис.2. Канат: а – одинарной сивки, б – двойной свивки, в – тройной свивки

по типу касания проволок между слоями (Рис. 3):

ТК - с точечным касанием проволок между слоями;

ЛК - с линейным касанием проволок между слоями;

ТЛК - с комбинированным точечно-линейным касанием проволок;

ПК – с полосовым касанием проволок между слоями.

по материалу сердечника:

ОС - с органическим сердечником из натуральных или синтетических материалов (Рис. 1 а, г, д, е);

МС - с металлическим сердечником (Рис. 1 б, в).

по способу свивки:

а б

Рис. 3. Схема касания проволок наружного 2 и внутреннего 1 слоев: а – по линии 3 в канатах ЛК; б – по точкам 3 в канатах ТК

Н - нераскручивающиеся (пряди в канатах двойной свивки, наружные пряди многопрядных канатов, наружные проволоки в канатах одинарной свивки сохраняют свое положение после снятия перевязок и заварки с конца каната, при этом металлические сердечники могут изготавливаться раскручивающимися);

Р - раскручивающиеся (пряди и проволоки не сохраняют своего положения в канате после снятия перевязок и заварки с конца каната)

по степени уравновешенности: Р - рихтованные и нерихтованные;

по направлению свивки каната: правой; Л – левой, К – комбинированной.

Направление свивки каната определяется для канатов одинарной свивки направлением свивки проволок наружного слоя, для канатов двойной свивки - направлением свивки прядей наружного слоя; для канатов тройной свивки - направлением свивки стренг в канат.

по сочетанию направлений свивки каната и его элементов в канатах двойной свивки (Рис. 4):

крестовой свивки - направление свивки каната и направление свивки прядей противоположны, вследствие чего, проволоки располагаются вдоль оси каната.

О - односторонней свивки - направление свивки прядей и направление свивки проволок в пряди одинаковы. Внешне это выражается в наклонном расположении проволок к оси каната.

К – комбинированной свивки – направление свивки проволоки в двух рядом лежащих прядях противоположно.

а б в

Рис.4. Канаты правого направления крестовой свивки (а), односторонней свивки (б) и комбинированной свивки (в)

Канаты односторонней свивки по сравнению с канатами крестовой свивки менее жесткие на изгиб и имеют большую опорную поверхность, что повышает их износостойкость. Эти канаты, однако, имеют несколько увеличенную продольную жесткость и жесткость при кручении по сравнению с канатами крестовой свивки. Кроме того, они обладают повышенной крутимостью под действием растягивающей нагрузки, а также склонны к петлеобразованию.

Важным отличием этих двух разновидностей каната является то, что при раскрутке каната крестовой свивки (при действии крутящего момента в направлении, противоположном направлению свивки прядей) сами пряди закручиваются, то есть сохраняют свою структурную целостность. В аналогичных условиях нагружения пряди каната односторонней свивки раскручиваются, при этом внешние проволоки прядей могут ослабнуть настолько, что перестанут нести осевую растягивающую нагрузку. Это имеет место на подъемных установках со шкивами трения глубоких шахт, где применяются круглопрядные канаты.

по степени крутимости: крутящиеся и МК - малокрутящиеся.

Многопрядные малокрутящиеся канаты имеют не менее двух слоев прядей, навитых на органический или металлический сердечник. Для достижения уравновешивания внутренних моментов упругих сил относительно оси каната, возникающих при его растяжении, пряди наружного и внутреннего слоев свиваются в противоположных направлениях. Разновидностью этих канатов являются некрутящиеся канаты с органическим сердечником, состоящие из плоских и овальных прядей (Рис. 1е), либо из одного слоя (внутреннего) круглых прядей и навитых на него двух или трех слоев плоских прядей. Эти канаты обладают также повышенной гибкостью. К малокрутящимся относят канаты закрытой конструкции (Рис. 1в) с переменным направлением свивки слоев. Такие канаты обладают повышенной износостойкостью. Наличие устойчивого замыкания внешних фасонных проволок препятствует проникновению пыли и влаги внутрь каната.

по механическим свойствам:

ВК, В - изготовленные из проволоки марки ВК или В;

I - изготовленные из проволоки марки I;

по виду покрытия поверхности проволок в канате:

из проволоки без покрытия; ОЖ, Ж, С - из оцинкованной проволоки: в зависимости от поверхностной плотности цинка (по степени уменьшения поверхностной плотности); П - покрытие каната или прядей искусственными материалами;

по назначению:

ГЛ - грузолюдские, служащие для подъема и транспортирования людей и грузов

(марок ВК, В);

Г - грузовые, служащие для транспортирования грузов;

по точности изготовления: нормальной; Т - повышенной.

Диаметр каната, назначение, марка, вид покрытия, направление свивки, сочетание направлений свивки, способ свивки, степень уравновешенности, степень крутимости, точность изготовления, маркировочная группа, обозначение соответствующего стандарта на сортамент указываются потребителем и входят в условное обозначение каната [5].