Способ изготовления стального каната

 

Сущность изобретения: в процессе изготовления каната свивочные мйкронапряжения сжатия структурных элементов нейтрализуются путем регулирования усилий натяжений и параметров преформаций структурных элементов до обеспечения вырезанному образцу одинаковой длины по сравнению с его же Длиной до вырезки, При изготовлении канатов из недеформированных структурных элементов параметры усилий натяжения и преформаций регулируют до обеспечения равенства длин вырезанного и мерного образцов. Устранение конструктивного удлинения в ненагруженных канатах позволит обеспечить их работу под нагрузкой только в области упругих деформаций материала структурных элементов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 0 07 В 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4676798/27

{22) 11,04;89 . (46) 23.04.93. Бюл. М 15 (76) Ю. А. Гурьянов (56) Авторское свидетельство СССР

N 633962, кл. 0 07 В 3/00, 1976. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНОГО КАНАТА (57) Сущность изобретения: в процессе изготовления каната свивочные микронапряжения сжатия структурных элементов нейтрализуются путем регулирования усиИзобретение относится к технологии изготовления витых иэделий, например стальных канатов, и может быть использовано преимущественно в метизной отрасли.

Целью изобретения является повышение качества каната за счет устранения конструктивного удлинения, что позволит сократить материалоемкость канатов и ликвидировать вынужденные простои подьемных механизмов, вызванные устранением конструктивного удлийения.

Указанная цель достигается тем, что йа канате после изготовления 1 — 2 м, производят разметку образца мерной длины, вырезают его и после упругой осевой отдачи его элементов сравнивают длину вырезанного образца с его длиной до вырезки, при этом величину усилий натяжения и преформации регулируют в процессе настройки до обеспечения совмещения в одну плоскость торцовых поверхностей всех элементов вырезанного образца и обеспечения ему

„„5U„„1811543 АЗ лий натяжений и параметров преформаций структурных элементов до обеспечения вырезанному образцу одинаковой длины по сравнению с его же длиной до вырезки. При изготовлении канатов из недеформированных структурных элементов параметры усилий натяжения и преформации регулируют до обеспечения равенства длин вырезанноm и мерного образцов, Устранение конструктивного удлинения в ненагруженных канатах позволит обеспечить их работу под нагрузкой только в области упругих деформаций материала структурных элементов, меньшей или одинаковой длины по сравне» .: Я нию с его же длиной до вырезки, При этом при изготовлении нераскручи- вающихся канатов величину усилий натяже- р ния и параметры преформации всех ©© элементов регулируют до обеспечения ра- а венства длин мерного и вырезанного образ- д ца... у

На чертеже изображены образцы 2 — 4 неодинаковой длины, вырезанные из различных канатов 1, соответственно изготовленных из упругосжатых, недеформираванных и уоругораотанутых (Д структурных элементов, При этом изменение длин вырезанных образцов 2 и 4 по сравнению с длиной мерного образца (1), ограниченного плоскостями СС, произошло за счет перемещения разрезанных сечений образцов под действием свивочных микронапряжений (++ò9 сжатия или растяжения при нарушении свя-.

1811543 (2), !

=2 Ь! и (3) A l - =Л! зей между структурными элементами в процессе вырезки образцов из канатов 1, Но свивочные микронапряжения сжатия или растяжения по длине любого каната, за исключением концевых сечений, уравновешены смежными объемами одного порядка с размерами объемов каната, равных одному шагу свивки структурных элементов, Поэтому, например, если из каната с упругосжатыми элементами вырезаютобразец мерной длины (I) равный по длине одному шагу свивки (т), то длина вырезанного . образца 2 увеличивается за счет перемеще ний разрезанных сечений и станет равной:

h>!

При этом перемещение каждого сечения вырезанного образца 2 (фиг, 1) произошло на величину (+ Л !) под действием микронапряжений (+тЯ сжатия, что и привело к увеличению длины образца 2 по сравнению с длиной мерного образца (I) без приложения к вырезанному образцу внешнего усилйя.

Увеличение длины вырезанного образца 2 йройзбшло за счет перехода упругос>катых: структурных. элементов в недеформированные, при этом в равнонапряженном образце все структурные элементы переместились нй одинаковую величину (+ Ь !), что и привело к совмещению торцовых поверхностей всех элементов с плоско Стямй сечений вырезанного образца 2.

При разрезании же серийных канатов, тбрцовые поверхности Структурных элемен тов не совмещены с плоскостью сечения каната и находятся в сдвинутом состоянии относительно друг друга в связи с тем, что структурНые элементы t1o сечению ненагруженных -серийных канатов йаходятся с, нЬодн Ородными свивочными микронап ряже НияМЙ сжатйй или растяжения и tiveet раз личную длину, При этом в образце мерной длинь! упругосжатый элеМент всегда будет иметь наибольшуа длину йо сравнению с длиной менее сжатого, недеформированного или уп ругорастянутого элементов.

Тогда величина перемй@ения сечения в вырезанном образце 2 будет связана с веЛИЧИйой упругой деформации сжатия или растяжения структурных элементов следующей зависимостью; где А! — осевая величина перемещения разрейанйбгб сочения структурного элемен" та, кбйцей1рйчйского слоя или каната в целом, приводящая к увеличению длины вырезанного образца (знак плюс) или к уменьшению длины вырезанного образца (знак минус);

5, A I — упругая деформация сжатия или растяжения структурных элементов по сечению ненагруженного каната.

Таким образом увеличение длины вырезанного образца 2 произошло за счет пол"О ного исчезновения свивочных соевых микронапряжений сжатия и перехода упругих деформаций в конструктивное удлинение вырезанного образца без приложения к нему внешнего усилия, а именно, 15

+г; О,.

+ Л I А1.

В связи с этим конструктивное удлинение образца 2 с длиной его, равной одному шагу свивки, будет равно: . где Ig — длина вырезанного образца после перехода упругосжатых элементов в нефеформированные; ! — мерная длина невырезанного образца, равная одному шагу свивки структурных элементов.

Тогда rio колйчеству шагов свивки в любом отрезке каната и величине перемещения разрезанного сечения вырезанного образца с длиной его, равной одному шагу

35 свивки, производят расчет конструктивного удлинения каната по формуле:

4О Формула (3) пригодна для прогнозиро вания конструктивного удлинения каната, выполненного из упругосжатых структурных элементов.

Но из анализа выражения (3) вытекает, 45 что конструктивное удлинение в канате будет отсутствовать если любой канат будет

Изготовлен только из недеформированных или упругорастянутых структурных элементов, При этом в канате, состоящем только из недеформированных структурных элементов, осевые микронапряжения сжатия или растяжения будут отсутствовать, а длина вырезанного образца 3 будет равна длине Мерного образца!

=!з (4), а в канате, состоящем только из упругорастянутых элементов, прочность каната бу1811543

Если же в вырезанном образце окажется, что его длина превышает длину мерного образца, а торцовые поверхности не всех прядей совмещены с плоскостью сечения

5 вырезанного образца, то по отмеченной пряди в вырезанном образце, производят отсчет, например, по часовой стрелке, находят прядь, торцовая поверхность которой сдвинута относительно двух других прядей, торцовые поверхности которых, например, оказались совмещенными в вырезанном образце.

Затем находят сдвинутую прядь на преформаторе и производят дополнительную регулировку ее усилия натяжения и параметров преформации и одновременно производят дополнительную регулировку усилий натяжений и параметров преформа(5) 10 или упругорастянутых структурных элемен- . тов, 15

25 каната конструкции 3 х 27(3+9+15)диамет- .— ром, например, 18 мм на канатовьющей машине, оснащенной трехлопастным, преформирующим устройством с пронумерованными лопастями для каждой пряди 30 центрического слоя прядей конструкции 3+ 35 одну прядь, например, веревочным узелком, что соответствует, например, первой 45 лопастй преформирующего устройства, вы50 дет снижена на величину микронапряжения структурных элементов, а длина вы резанного образца 4 будет короче длины мерного образца, а именно:

Тогда из анализа выражений (4) и (5) вытекает, что конструктивное удлинение от свивочных микронапряжений сжатия или растяжения структурных элементов в канате будет отсутствовать, если канат будет изготовлен только из недеформированных

В таком канате вырезанный образец всегда будет короче или равен по длине мерному образцу, предназначенному к вырезке из изготавливаемого каната, а работа указанного каната в процессе эксплуатации под нагрузкой, будет протекать в области упругой деформации материала структурных элементов.

Осуществление изобретения рассмотрим на примере изготовления трехпрядного цифрами 1, 2, 3 с целью поиска нужной пряди, flo предварительно отмеченной одной пряди в вырезанном образце, Указанный канат состоит из одного кон9+ 15, при этом каждая прядь выполнена только из концентрических слоев проволок с одинаковой их длиной в смежных концентрических слоях.

После заправки машины и,подбора параметров свивки известными способами, изготавливают 1,0 — 1,5 м каната и останавливают машину, на канате производят разметку образца мерной длины, отмечают резают размеченный образец, замеряют его и осматривают одну из плоскостей сечения вырезанного образца.

И при совмещении торцовых поверхностей всех прядей с плоскостью сечения образца и при длине вырезанного образца, равной или короче длины мерного образца, машину включают на окончательную свивку равнонапряженного трехпрядного каната без конструктивного удлинения, ции всех прядей и, при длине вырезанного образца, равной или короче длины мерного образца и совмещении торцовых поверхностей всех прядей с плоскостью сечения вы- резанного образца, машину включают на окончательную свивку каната.

При этом при изготовлении нераскручивающего каната величину усилий натяжения и параметры преформаций всех элементов регулируют до обеспечения равенства длин мерного и вырезанного образцов.

Формула изобретения

1. Способ изготовления стального каната, включающий свивку элементов одинаковой номинальной длины в несколько концентрических слоев с их натяжением и преформацией, отличающийся тем, что, с целью повышения качества за счет устранения конструктивного удлинения, на канате производят разметку образца мерной длины, вырезают его и после упругой отдачи его элементов сравнивают длину вырезанного образца с его длиной до вырезки, при этом величину усилий натяжения"и преформации регулируют в процессе настройки до обеспечения совмещения в одну . плоскость торцовых поверхностей всех элементов вырезанного образца и обеспеченйя ему меньшей или одинаковой длины по сравнению с его же длиной до вырезки, 2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью нейтрализации свивочных микронапряжений сжатия или растяжения в структурных элементах ненагруженного каната, величину усилий натяжений и параметры преформаций всех структурных элементов регулируют до обеспечения равенства длин вырезанного и мерного образцов.

1811543

Составитель Ю.Гурьяйов

Техред М.Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1463 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5