Подъемные канаты и их расчет

Подъемные канаты изготавливаются из стальной высокосортной проволоки марки В (высший сорт) для людских и грузо – людских подъемных установок и марок I и II для грузовых. Для подъемников применяются в основном канаты из проволок диаметром от 0,2 до 4 мми временным сопротивлением разрыву с_в = 1400 – 2000 МПа. В зависимости от условий эксплуатации канаты изготав­ливаются из светлой проволоки (без покрытия) или оцинкованной.

При изготовлении каната определенное количество проволок свивается вокруг центральной проволоки (в некоторых конструкциях вокруг сердечника из органического материала или из мягкой стали) по винтовой линии. Такой пучок называется прядью. Прядь, применяемая как самостоятельный канат, назы­вается канатом простой свивки или спиральным. Если вокруг сердечника каната свить несколько прядей, то получится канат двойной свивки. Когда такой канат является составной частью канатов более сложной конструкции, то он называ­ется стренгой.

По конструктивному признаку различают канаты одинарной, двойной и тройной свивки.

Канаты одинарной свивки (спиральные) состоят из проволок, сви­тых по спирали в один или несколько концентрических слоев. Те же канаты, свитые только из круглой проволоки, называются обыкновенными спиральными. Спиральные канаты, имеющие в наружном слое фасонные проволоки, называются канатами закрытой и полузакрытой конструкции.

Канаты двойной свивки состоят из прядей, свитых в один или несколько концентрических слоев. Канаты двойной свивки могут быть однослой­ные или многослойные. Многослойные канаты наряду с повышенной гибкостью и большой опорной поверхностью обеспечивают возможность получения некрутящихся свойств канатов. Широкое распространение получили однослойные шестипрядные канаты двойной свивки.

Канаты тройной свивки состоят из канатов двойной свивки (стренг), свитых по спирали в один концентрический слой.

По форме поперечного сечения прядей различают канаты круглопрядные и фасоннопрядные и плоские (рис. 7.1).

а б в

а – круглопрядные; б – фасоннопрядные; в – плоские

Рисунок 7.1 – Типы канатов

Для различных видов подъемников рекомендуется применять следующие типы канатов:

а) барабанные подъемники. Для шахт малой и средней глубины (до 600 м) следует применять канаты линейного (типа ЛК) и линейноточечного (типа ТЛК) касания; для шахт большой глубины (свыше 600 м)– круглопрядные линейного касания (типа ЛК-РО), отличающиеся сравнительно большим числом проволок в прядях и обладающие повышенной гибкостью. Наличие в наружном слое этих канатов более толстых проволок позволяет применять их в условиях агрессивных сред; для наклонных шахт и доменных подъемников – кругло­прядные канаты линейного касания (типа ЛК-0 и ЛК-РО), а также канаты из пластически обжатых прядей (типа ПК);

б) подъемники о движущими шкивами трения. Для многоканатных подъем­ных машин, работающих на шахтах большой глубины (свыше 800 м)приме­няются трехграннопрядные канаты, канаты закрытой конструкции, а также многопрядные двойной свивки.

Таблица 7.1 – Запасы прочности подъемного каната

где – максимальная статическая нагрузка в канате, Н;

– масса поднимаемого груза в скипе (клети), кг;

– масса скипа, кг;

– масса вагонетки, кг;

– ориентировочная погонная масса подъемного каната, кг/п.м,

– предел прочности проволочек каната, МПа;

– допускаемый запас прочности каната в верхнем его сечении (табл. 7.1);

– длина отвеса каната от сосуда в нижнем положении до отклоняющего блока, м;

– высота подъема, м;

– превышение шкива под уровнем разгрузки;

– количество канатов, на которых подвешен сосуд.

Требуемое разрывное усилие каната

По найденому значению подбирается по ГОСТам соответствующий диаметр каната. После выбора каната проверяется действительный статический запас прочности в опасном сечении

(7.1)

Если условие не выполняется, то необходимо пересчитать значение с учетом фактического значения .

Расчет канатов вертикальных подъемников с глубиной подъема более 600 м имеет свои особенности.

Динамические нагрузки, действующие на сосуд, при ускоренном или замедлен­ном его движении, при толчках, воспринимаемых им при загрузке и движении в направляющих, или при внезапном приложении веса сосуда к ослабленному канату передаются нижнему концу каната.

В канате под влиянием этих нагрузок возникают динамические колебания, передающиеся его верхнему сечению. Ввиду демпфирующих свойств каната колебательные процессы имеют затухающий характер. Чем больше длина ка­ната, тем меньшими по величине будут динамические напряжения в верхнем сечении.

Поэтому, для такого случая производится запас прочности каната для верхнего сечения по формуле 7.1 и для нижнего сечения по зависимости

где – допускаемый запас прочности каната для нижнего сечения каната (табл. 7.1).