Проволочный канат

 

.i. И пса i е ц,.4

„G,4

Союз Советсммх

Соцмалмстммвскм»

Реснубпмк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свиа-ву г (51) М. Кл. (22) Заявлено 01.09.76(21} 2397738/28-02 с присоеднненнеы заявки № (23) Приоритет

Р 07 В 1/06

Гееудэрстаеиимй иеютет

СССР ив делам изабратвии» и атхрытий

Опубликовано 25.03.79.Бюллетень № 11 (5З2 fLK 677.72 (088,8)

Дата опубликования описания 28.03;79 (722 Авторы изобретения

М. Ф. Глушко, B. А. Малиновский, Ю. В. Кобяков, В. М. Овчаренко и Б. Е. Шкарупин (71) Заявитель ° Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности (54) ПРОВОЛОЧНЫЙ КАНАТ р - радиус свивки проволок в прядь;

Р - шаг свивки проволок в прядь;

} - радиус свивки прядей и стренгде гу; т1 - шаг свивки прядей s се рент"у;

R - радиус свивки стренг в канат;

И - шаг свивки стренг в канат.

Изобретение относится к сталепроволочноканатному производству, а именно к конструкциям канатов тройной (или двойной) свивки.

Известен проволочный канат, содержащий свитые между собой стренги, каждая из которых выполнена в виде навитых в несколько слоев прядей, состоящйх из свитых проволок (1).

Недостатком конструкции проволочного каната является неравномерное распределение напряжений по слоям проволок и, как следствие, большие потери агрегатной прочности по сравнению с суммарной. Особенно это проявляется

1 при совместном растяжении и кручении каната.

Целью изобретения является создание канатов, обладающих повышенной прочностью в. условиях растяжения и кручения с равномерным распределением напряже

/ ний между проволоками.

Это достигается тем, что проволоки прядей, составляющих наружный слой каждой стренги, свиты с шагом равным 1/81/2 шага свивки прядей наружного слоя в стренгу, а шаг свивки проволок прядей каждого из внутренних. слоев стренги, включая центральную йрядъ, короче шага проволок внешнего с ним слоя на 5-20%.

Для обеспечения структурной устойчивости и прочности каната при растяжении в сочетании с кручением шаги свивки прядей в стренги и стренг в канат по слоям для всех провалок выбраны в соответствии с условием не отличаться более чем на половину алгебраической суммы

Ф RÐ !

% е и е ъ н

65332l

Физический смысл подбора шагов свив ки прядей основан на том, что модуль упругости пряди, в отличие от сплошной проволоки, не постоянен, а зависит от шага ее свивки (чем меньше шаг свивки, тем меньше модуль упругости), т,е. прядь более податлива. Для равномерного распределения напряжений нужно, чтобы в слоях каната, испытывающих большие деформации находились пряди с меньшими шагами свивки (более податливые), а в слоях, испытывающих меньшие деформации, наоборот, должны быть пряди с большими шагами свивки (более жесткие) .

На фиг. 1 показано сечение отдельной стренги; на фиг. 2 — схема свивки стренги; на фиг. 3 - сечение каната тройной свивки; на фиг. 4 — схема свивки ,каната тройной свивки.

Стренга, которая может использоваться в качестве самостоятельного каната двойной свивки, состоит из внутреннего слоя 1 пряцей, наружного слоя 2 прядей и центральной пряди 3. Внутрен ний слой прядей имеет радиус свивки

Р и шаг свивки h, наружный слойсоответственно t и Ъй. Проволоки

4 в центральной пряди 3 имеют шаг свивки Ра, проволоки 5 в прядях внутреннего слоя 2 имеют шаг свивки 0у, а проволоки 6 в пряпих наружного слояшаг 3й, который равен 1/8 - 1/2 шага свивки прядей наружного слоя, т.е. : ($ - $) Qg . При этом шэг свивки 8 на 5-20% меньше шага

Рй, т. е, 0q - (0,80 - Оэ95) 4

Аналогично Ro а (0,80 - 0,95) Р1

Кроме того, шаги свивки прядей в стренгу hg и Ъй выбраны так, чта алгебраические суммы ог

+—

6 h опеределенные для всех проволок в прядях, отличаются не более чем на половину, где J3 — радиус свивки проволоки в прядь {в случае односторонней свив-ки знаки слагаемых совпадают, а в случае крестовой противоположны).

При составлении указанных алгебраических сумм в пределах всего сечения стренги следует принять направление свивки одного из слоев за положительное. Тогда для всех проволок и прядей, свитых в том же направлении, отношения

n - берут с плюсом, а в противоположном — с минусом. Для двухслойной стренги (см. фиг. 1 и 2) реализация этого условия равносильна выполнению с точностью,по 50% приближенного равенства у,,а а,„г г г

Р1 и — радиус и шаг свивки

10 проволок в прядях внутреннего слоя;

И Ъй - радиус и шаг свивки прядей наружного слоя; рр и и - радиус и шаг свивки проволок в прядях наружного слоя.

1З При растяжении стренги центральная прядь, как самая короткая, испытывает самое большое относительное удлинение, а пряди наружного слоя - самое малое.

Однако благодаря подбору шагов свивки проволок в пряди по условию Po< P <0й центральная прядь имеет самую малую жесткость, а прядь наружного .слоя, — самую большую. Поэт му напряжения в стренге распрецеляются равномерно по слоям прядей.

При совместном действии растяже ния и кручения на стренгу в процессе . эксплуатации или прн свивке в канат тройной свивки слой пряцей получают

30 разные цеформации, но радиусы и шаги их свивки поцобраны в соответствии с приведенным математическим условием так, что проволоки в пряцях деформи руются примерно одинаково и, следовательно, напряжения распределяются равномерно по сечению стренгн, благодаря чему увеличивается ее агрегатная прочность.

Подбор радиусов и шагов свивки, удовлетворяюших приведенному условию, во многих случаях определяется конструктивными соображениями, причем, как правило, наиболее свободно варьируемыми параметрами являются шаги свивки проволок в прядях. За счет соответствующего подбора этих шагов возможно построение равнонапряженной стренги, в которой все или часть слоев прядей свиты с одинаковым шагом, например, в стренге, изображенной на фиг. 1 и 2, может быть h * Ъг. Это позволяетсвнвать этн слои прядей в один прием с линейным касанием между прядями.

На фиг. 1 и 2 для упрощения показа5S на двухслойная стренга, состоящая из одинаковых прядей. Однако стренга может иметь и несколько слоев прядей илн один слой прядей и центральную прядь.

653321

Важно, чтобы шаги свивки проволок в прядях слоев стренги уменьшались к центру по укаэанной закономерности, а шаги свивки слоев прядей в стренгу подчинялись приведенному математическому 5 условию.

Канат тройной свивки (см. фиг. 3) состоит из центральной стренги 7, внутреннего S и наружного 9 слоев стренг.

Внутренний слой стренг имеет радиус свивки R и шаг свивки Н, а наружный слой — соответственно и й и Нй

Шаги свивки проволок в прядях подобраны так, как это описано выше для отдельной стренги. Кроме того, шаги свивки слоев прядей в стренгах и слоев стренг в канат выбраны так, что алгебраические суммы, определенные для всех проволок в прядях, отличаются не более чем на половину э2 „2 — + — + — )

Р Ъ H

Где /э и 0 — радиус и ш &Г свиВки про волок в пряди;

Г и Ъ вЂ” радиус и шаг свивки пря25 дей в стренги;

И и Н вЂ” радиус и шаг свивки стренг ь канат.

В случае одностронней свивки прядей и стренг знаки слагаемых совпадают, .

30 в случае крестовой они противоположны.

При составлении алгебраичесгих сумм в пределах всего сечения каната caegyет йринять направление свивки одного

ЗФ из слоев стренг за положительное. Тог» да для всех проволок, прядей и стренг, свитых в том же направлении, берут отношения, .; р с плюсом, а в противоположном - с минусом. gap двухслойного каната, показанного на фиг.

3 н 4 реализация этого условия равносильна выполнению с точностью до 50% приближенного равенства

Ре о Р» " < Рй "2. 3 <5

— + — Oy — + — — Ъ +

b Eq Ъ Н1 Р2 Ъй Н2 где рО и 0 )»1 и < Pp и 4 радиусы и шаги свивки проволок в пряди соответственно центральной, внутреннего н наружного слоев стренг;

Проволочный канат обладает повышенной прочностью за счет более равномерного распределения напряжений, повышенной структурной устойчивостью при сочетании растяжения с кручением, а также повышенной гибкостью.

Qll30, иЪ, Ря иана. радиусы н шаги свивки прядей в стренги соответственно центральной, внутреннего и наружного слоев;

R и Н -радиусы и шаги свивки р ъ стренг в канат соответственно внутреннего и наружного слоев.

При растяжении и кручении каната слои стренг и прядей получают разные деформации1 но радиусы и шаги их свивки подобраны в соответствии с приведенным условием так, что проволоки деформируются примерно одинаково и, следовательно, напряжение распределяется равномерно по всему сечению каната, благодаря чему увеличивается его агрегатная прочность.

Подбор радиусов и шагов свивки, удовлетворяющих приведенному условию, во многих случаях опеределяетбя конструктивными соображениями, причем, как правило, наиболее свободно варьируемыми параметрами являются шаги свивки проволок в прядях, За счет соответствующего подбора этих шагов возмо1кно построение равнонапряженного каната, в котором все или часть слоев стренг или слой прядей в стренгах свиты с одинаковым шагом, например, в канате, показанном на фиг. Э и 4, может быть Н =} й.

Пряди в предлагаем м канате мтут состоять из произвольного числа проволок, свитых в один или неск1лько слоев. Более просты по конструкции и технологии изготовления однослойные пряди.

Кроме того, для однослойных полых прядей легче варьировать шаги свивки для удовлетворения приведенного условия равнонапряженности. Если проволок в слое больше пяти, целесообразно их свивать вокруг органического илн синтетическо- . го сердечника.

Среди однослойных полых прядей самое высокое заполнение сечения металлом имеют четырех-пяти проволочные пряди, поэтому их применение предпочтительно. Для увеличения заполнения сечения металлом целесообразно применять фасонно-проволочные пряди.

Такие пряди можно получать путем свивки фасонных проволок илн путем пластического обжатия витой круглопроволочной пряди. Такой канат целесообразно применять при малых запасах прочности, особенно когда растяжение каната сочетается с кручением.

653321

Формула изобретения

1. Проволочный канат, содержащий свитые между собой стренги, каждая из которых выполнена в виде навитых в нес- 5 колько слоев прядей, состоящих из свитых проволок, отличающийся тем, что, с целью увеличения прочности, проволоки прядей, составляющих наружный слой каждой стренги, свиты с ша- 10

roM>равным 1/8 - 1/2 шага свивки прядей наружного слоя в стренгу, а шаг свивки проволок прядей каждого из внутренних слоев стренги, включая центральную прядь, короче шага проволок внешнего И с ним слоя на 5-20%.

2. Канат по п. 1, о т л и ч а ющ и и с и тем, что шаги свивки прядей в стренгн и стренг в канат по слоям для всех проволок выбраны в соответствии с условием не отличаться более чем на половину алгебраической суммы рР 2 — + — +— е ъ нгде p — радиус. свивки проволок в прядь;

- шаг свивки проволок в прядь;

Р— радиус свивки прядей в стренгу„

Ь вЂ” шаг свивки прядей в стренгу;

Я вЂ” pan@ye свивки стренг в канат;

Н вЂ” шаг свивки стренг в канат.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Амитин И. И. Производство проволочных канатов. М.-II., 1936, с. 33, фиг. 30.

653321

Составитель И Хоптяная

Редактор Т. Фадеева, Техред И. Асталош Коорректор (), илак

Заказ 1251/23 Тйраж 87 Подписное

LIHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4