Проволочный канат

 

Сущность изобретения: проволочный канат состоит по меньшей мере из двух слоев прядей (П), свитых в противоположных направлениях. Параметры свивки выбраны таким образом, что на поверхности П одного слоя между точками ее контакта с двумя соседними П смежного слоя умещается целое число проволок. Параметры свивки проволок в П и П в канат выбираются в соответствии с приведенными расчетными формулами. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области сталепроволочно-канатного производства, а именно к конструкции малокрутящихся и некрутящихся канатов.

Известен и широко применяется на практике принцип построения некрутящихся канатов, заключающийся в свивке наружного слоя прядей в противоположном направлении по отношению к внутреннему.

Недостатком такой конструкции каната является контакт двух смежных слоев прядей в отдельных точках и повышенный износ проволок в этих точках вследствие высоких контактных напряжений. При этом контакт проволок прядей смежных слоев носит случайный характер в одних местах пряди могут контактировать выступающими проволоками, а в других местах выступающие проволоки одной пряди могут попадать во впадины между проволоками прядей смежного слоя.

Цель изобретения такое упорядочение параметров свивки прядей и каната, при котором условия контакта проволок были бы одинаковыми во всех точках контакта прядей смежных слоев. Например, чтобы проволоки одной пряди попадали во впадины между проволоками прядей смежного слоя, образуя зацепление между слоями прядей.

Цель достигается тем, что в проволочном канате, содержащем не менее двух слоев прядей, свитых в противоположных направлениях, на поверхности пряди между точками ее контакта с двумя соседними прядями смежного слоя умещается целое число проволок.

Параметры свивки прядей двух смежных слоев могут быть выбраны из условий: где α и β углы свивки проволок и прядей соответственно; d и d диаметры проволок и прядей соответственно; r радиус свивки слоя прядей; индексом 1 обозначены параметры для прядей внутреннего слоя, индексом 2 для прядей наружного слоя.

На фиг. 1 развертка поверхности контакта двух смежных слоев прядей; на фиг. 2 фрагмент сечения каната плоскостью АВ; на фиг. 3 фрагмент сечения каната плоскостью BC.

Рассмотрим параллелограмм АBCD, образованный точками взаимного контакта двух соседних прядей внутреннего слоя с двумя соседними сторонами наружного слоя (фиг. 1).

По идее изобретения необходимо выполнение одного из условий 1) вдоль сторон AB и CD помещается целое число проволок в прядях внутреннего слоя 1; 2) вдоль сторон AD и BC помещается целое число проволок в прядях наружного слоя 2; 3) выполняются одновременно оба условия по п.п. 1 и 2.

Несложным геометрическим расчетом получены длины сторон параллелограмма

В соответствии с формулой изобретения на отрезке AB помещается целое число n проволок пряди внутреннего слоя 1, а на отрезке BC целое число m проволок пряди наружного слоя 2, т.е.

Решая совместно (1) и (2), получаем фактические числа n и m при заданных остальных параметрах свивки реального каната.

или формулы для определения углов свивки проволок в прядь

При конструировании нового каната рекомендуется сначала по полученным из геометрического расчета параметрам найти по формулам (3) приближенные значения чисел n и m, затем округлить их до ближайших целых значений и по формулам (4) найти углы α₁ и α₂, удовлетворяющие смыслу изобретения. При этом возможно изменение углов β₁ и β₂ и других параметров. Конечно, в заключение необходимо выполнить уточненный геометрический расчет каната.

Смысл улучшения качества каната по данному изобретению поясним при помощи фиг. 2 и 3.

Как видно из фиг. 2, на отрезке AB между точками контакта пряди 1 с двумя соседними прядями 2 уменьшается целое число проволок например, n 3. При этом выступы проволок прядей 2 заходят во впадины между проволоками пряди 1, таким образом проволока пряди 2 контактирует с двумя проволоками пряди 1, вследствие чего контактные давления уменьшаются по сравнению со случаем, когда пряди контактируют выступами проволок.

Важно отметить, что в нашем случае образуется зацепление проволок прядей 1 и 2, которое затрудняет относительные повороты слоев прядей и уменьшает кручение каната под нагрузкой.

На отрезке ВС (фиг. 3) между точками контакта пряди наружного слоя 2 с двумя соседними прядями внутреннего слоя 1 тоже помещается целое число проволок, например, m 4. Поэтому характер контакта проволок прядей 1 и 2 здесь такой же как и в предыдущем случае. Здесь тоже образуется зацепление прядей 1 и 2, способствующее уменьшению кручения каната.

Рассмотрим конкретный пpимеp реализации предлагаемого технического решения. Канат 12 х 19 (1+6+12) 6 х 19 (1+6+12)+о.с. диаметром 26 мм, диаметры прядей d₁ d₂ 5 мм; диаметры проволок δ₁ δ₂ 1 мм; радиусы свивки r₁ 5 мм; r₂ 10 мм; углы свивки прядей β₁= 17°50ʹ;; β₂= 19°50ʹ;; углы свивки проволок примем для начала α₁ α₂=14°20ʹ. 15^o.

Определяем сначала по (3) приближенные значения n 1,48; m 3,04. Принимаем теперь целые числа n 1 и n 3 и по формулам (4) находим α₁ 25^o; α₂ 14^o20'. При таких углах свивки обеспечивается контакт внутренней пряди с наружными через одну проволоку, а каждая наружная прядь контактирует со внутренними через каждые три проволоки.

Для того, чтобы проволоки прядей внутреннего и наружного слоев в местах контакта пересекались под меньшими углами (лучшие условия для зацепления) предпочтительно иметь один слой прядей односторонней свивки, а второй - крестовой. В рассмотренном примере внутренний слоя может иметь одностороннюю свивку, а наружный крестовую.

Реализация изобретения возможна путем корректировки параметров свивки 2- и 3-слойных канатов известных конструкций, а также при конструирования новых некрутящихся и малокрутящихся канатов.

Технико-экономический эффект заключается в улучшении качества канатов, благодаря уменьшению контактных напряжений между слоями прядей и уменьшению кручения каната под нагрузкой.

Формула изобретения

1. Проволочный канат, содержащий по меньшей мере два слоя прядей, свитых в противоположных направлениях, отличающийся тем, что на поверхности пряди одного слоя между точками ее контакта с двумя соседними прядями смежного слоя расположено целое число проволок.

2. Канат по п. 1, отличающийся тем, что параметры свивки прядей двух смежных слоев соответствуют по меньшей мере одному из двух условий


где α₁ и α₂ углы свивки проволок внутреннего и наружного слоев соответственно в прядь;
β₁ и β₂ углы свивки прядей внутреннего и наружного слоев соответственно в канат;
δ₁ и δ₂ диаметры проволок внутреннего и наружного слоев соответственно;
d₁ и d₂ диаметры прядей внутреннего и наружного слоев соответственно;
r₁ и r₂ радиусы свивки внутреннего и наружного слоев прядей соответственно;
n 1,2.3.

m 1,2,3.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3