Наличие мягкой сердцевины (органического сердечника) делает канат гибким, так как отдельные пряди получают возможность смещения внутрь каната.

Канаты, применяемые на кранах, имеют крестовую или одностороннюю (параллельную) свивку.

При крестовой свивке проволока в прядях имеет направление свивки, обратное направлению свивки самих прядей.

При односторонней (параллельной) свивке направление свивки проволок соответствует направлению свивки прядей.

Чем меньше диаметр проволок, тем более гибок канат. Канат с крестовой свивкой менее гибок по сравнению с канатом односторонней (параллельной) свивки. Но канаты с односторонней свивкой имеют склонность к самораскручиванию при свободной подвеске, в связи с чем эти канаты применяют только там, где подвеска имеет жесткие направляющие (краны для раздевания слитков, колодцевые краны и т. д.).

Длительная безаварийная эксплуатация канатов возможна только при надлежащем уходе за ними. Канаты необходимо периодически очищать от грязи, старой смазки и смазывать свежей смазкой.

Канаты кранов, работающих на открытом воздухе, необходимо смазывать не реже трех раз в месяц, а канаты кранов, работающих в закрытом помещении,—не реже двух раз в месяц.

Смазка мокрых канатов беаполезна. Чтобы смазка хорошо пропитала канат, ее следует перед употреблением подогреть.

Для обеспечения безаварийной эксплуатации крана большое значение имеет ежедневный осмотр канатов с целью выявления дефектов и своевременной замены дефектных канатов. Характерными дефектами канатов является обрыв отдельных проволок или прядей, износ или окисление (ржавление) проволок каната.

Шаг свивки определяют следующим образом. На поверхности пряди каната наносят метку, затем отсчитывают вдоль оси каната столько прядей, сколько их имеется в сечении каната. На следующей после отсчета пряди (в данном случае на седьмой) ставят вторую метку. Расстояние между метками и будет шагом свивки.

В обозначении конструкции каната первая цифра обозначает число прядей в канате, вторая — число проволок в одной пряди и третья — число проволок в канате. Четвертая цифра и буквы о. с. свидетельствуют о наличии в канате органического сердечника.

При поверхностном износе или сильном разъедании ржавчиной проволок число обрывов проволоки на длине шага свивки должно быть уменьшено в соответствии со следующими данными:

При износе или коррозии проволок, в результате которых диаметр их уменьшился на 40% и более от первоначального диаметра, канат должен быть забракован независимо от количества обрывов.

При обрыве пряди канат бракуют независимо от числа проволок, составляющих прядь.

Петлю на конце каната следует выполнять с применением коуша заплеткой свободного конца каната или постановкой зажимов.

Рис. 2. Крепление каната при помощи коуша и зажимов

Рис. 3. Крепление каната к барабану:
а — диаметр каната меньше 20,5 мм’, б — диаметр каната больше 20,5 мм

В зависимости от диаметра каната устанавливают от 3 до 5 зажимов. Расстояние между зажимами должно быть равно 6 диаметрам каната.

К грузовому барабану канат обычно крепят при помощи нажимных планок.

Канаты диаметром менее 210,5 мм крепят к барабану шестью двусторонними планками, при этом конец каната загибается в обратную сторону. В месте изгиба каната в барабане устраивают переходный желобок. Как видно из рис. 3, возможны два способа крепления нажимных планок к барабану.

При креплении каната диаметром более 20,5 мм последний виток каната прижимают к барабану вспомогательной односторонней планкой и канат переводят в канавку, расположенную через один шаг нарезки на барабане, для чего в месте перехода каната срезают часть гребешка между канавками. Два последних витка каната крепят к барабану шестью или восьмью нормальными двусторонними планками.

—

Грузоподъемные машины, в том числе краны, оснащаются стальными канатами. Пеньковые и хлопчатобумажные канаты допускаются к применению в качестве ча-лочных (для обвязки груза и подвешивания его к крюку), а также для оснащения монтажных полиспастов, используемых совместно с ручными лебедками.

Возможность и условия применения для изготовления стропов синтетических и других материалов устанавливаются предприятием (организацией), применяющим такие стропы. На расчет, изготовление, испытание и браковку этих стропов должны быть утверждены технические условия.

Стальные канаты (тросы), применяемые в качестве грузовых, стреловых, вантовых, несущих, тяговых и чалочных, должны соответствовать действующим государственным стандартам и иметь сертификат (свидетельство) завода-изготовителя об их испытании. Изготовление и испытание стальных канатов производятся в соответствии с ГОСТ 3241—66 «Канаты стальные. Технические требования».

В соответствии с этим ГОСТом канаты подразделяются по назначению на следующие типы:
ГЛ — грузолюдские, применяемые в устройствах, служащих для транспортирования людей; эти канаты должны изготовляться только из проволоки марки В, обладающей наилучшими механическими свойствами;
Г — грузовые, применяемые в устройствах, служащих для транспортирования грузов и других целей;
Б — бензольные, служащие для перевязок.

Кроме того, стальные канаты подразделяются:
а) по форме поперечного сечения на круглые и плоские (форма поперечного сечения близка к форме прямоугольника);
б) по конструктивному признаку — одинарной свивки (спиральные), состоящие из проволок, свитых по спирали в один или несколько концентрических слоев; двойной свивки, состоящие из прядей, свитых в один или несколько концентрических слоев; тройной свивки, состоящие из свитых стренг (канатов двойной свивки);
в) по форме поперечного сечения прядей — круглопрядные и фасонно-прядные с формой поперечного сечения, отличающейся от круглой (трехгранной, овальной и т. п.);
г) по типу прядей и спиральных канатов:
ТК — с точечным касанием проволок между слоями (проволоки одного слоя касаются проволок смежных слоев в одной точке);
ЛК-0 — с линейным касанием проволок между слоями и одинаковым диаметром по слоям пряди (проволоки одного слоя касаются проволок смежных слоев по всей длине проволоки);
ЛК-Р — с линейным касанием проволок между слоями и равным диаметром проволок в наружном слое пряди;
ЛК-3 — с линейным касанием проволоки между слоями и проволоками заполнения;
ЛК-РО—с линейным касанием проволок между слоями и имеющие в пряди слои с проволоками одинакового диаметра и слои с проволоками разных диаметров;
ТЛК-0 и ТЛК-Р—с комбинированным точечно-линейным касанием проволок;
д) по материалу сердечника —с органическим сердечником (ОС); с металлическим мягким сердечником из проволоки, имеющей временное сопротивление разрыву не более 90 кгс/мм2 (МСМ); с металлическим сердечником из канатной проволоки (МС); с сердечником из искусственных материалов (пластмасс и пр.);
е) по способу свивки раскручивающиеся (Р) и нераскручивающиеся (Н). У не-раскручивающихся канатов пряди и проволоки сохраняют свое положение после снятия перевязок с конца каната, а у раскручивающихся не сохраняют;
ж) по направлению свивки — правого и левого направления;
з) по сочетанию направления свивки элементов каната — крестовой и односторонней (О) свивки. В канатах односторонней свивки направление прядей в канате и проволок в прядях наружного слоя одинаковое. В канатах крестовой свивки направление свивки прядей-стренг в канате, прядей в стренгах и проволок в прядях противоположное. Канаты односторонней свивки обладают меньшей жесткостью и лучшей сопротивляемостью износу, чем канаты крестовой свивки. В то же время они более склонны к раскручиванию, вследствие чего непригодны для поднятия грузов, подвешенных к одному концу каната. Установлено, что у канатов крестовой свивки каждая проволока на протяжении одного шага свивки появляется на поверхности каната четыре раза, а у канатов параллельной свивки — только два раза. В связи с этим при браковке канатов по числу оборванных проволок на шаге свивки допускаемое количество оборванных проволок канатов параллельной свивки принимается в два раза меньше, чем для канатов крестовой свивки;
и) по степени крутимости — крутящиеся, с одинаковым направлением свивки всех прядей и малокрутящиеся, многопряд-ные с противоположным направлением свивки прядей по слоям каната (МК);
к) по механическим свойствам проволоки: В — из проволоки марки В; I — из проволоки марки I, II—из проволоки марки II и Б — из бензельной проволоки. Механические свойства проволоки принимаются по ГОСТ 7372—66;
л) по виду покрытия проволок и каната — из светлой проволоки, оцинкованной проволоки и с покрытием искусственными материалами всего каната или прядей. Канаты из оцинкованной проволоки различают: J1C — с тонким цинковым покрытием для легких условий работы, СС — со средним цинковым покрытием для средних условий работы и ЖС — с толстым цинковым покрытием для жестких условий работы.

Для кранов и электроталей применяются канаты из светлой проволоки марок В и 1 с органическим сердечником. В тех случаях, когда канат при работе навивается на барабан в несколько слоев, рекомендуется применять канаты с металлическим сердечником, предохраняющим нижние слои каната от сминания верхними.

У кранов, применяемых для транспортировки расплавленного и раскаленного металла, могут применяться канаты с металлическим или органическим сердечником; в последнем случае требуется более надежная защита каната от действия высокой температуры.

Конструкция каната, тип, направление свивки, вид покрытия, маркировочная группа и назначение указываются в заказе. При отсутствии отдельных указаний канат изготовляется нераскручивающимся или раскручивающимся по усмотрению пред-приятия-изготовителя, крестовой правой свивки, из светлой проволоки марки I, грузового назначения.

Каждый канат, выпускаемый заводом-изготовителем, в соответствии с ГОСТ 3241—66 должен быть снабжен сертификатом с указанием назначения каната, номинального диаметра, длины и массы его, вида покрытия проволоки, направления свивки каната и сочетания направлений свивки его элементов, способа свивки и степени крутимости каната, а также результатов механических испытаний и других сведений. Канаты без свидетельства об их испытании к работе не допускаются.

Канаты обычно поставляются на деревянных барабанах, снабженных ребордами, выступающими над наружным слоем намотанного каната не менее чем на величину, равную двойному диаметру каната при диаметре каната до 25 мм и не менее чем на 50 мм при диаметре каната более 25 мм. Диаметр цилиндра барабана принимается не менее 15-кратного диаметра каната. Канаты грузолюдского назначения поставляются с обязательной опалубкой барабанов.

Каждый канат, помимо сертификата, должен быть снабжен металлической биркой, на которой указываются: наименование или товарный знак предприятия-изготовителя, номер каната в системе нумерации предприятия, условное обозначение каната, длина в метрах, масса каната брутто в килограммах и дата изготовления его. Номер каната в системе нумерации предприятия, указанный на бирке каната и в сертификате на канат, должен совпадать. Канаты должны храниться в закрытом помещении, обеспечивающем сохранность их от коррозии. При длительном хранении их следует периодически осматривать и обязательно смазывать, а ось барабана располагать параллельно полу.

Рис. 4. Измерение диаметра каната

В случае получения канатов, ие снабженных сертификатом, они должны быть подвергнуты испытаниям в соответствии с ГОСТ 3241—66, для чего от каждого каната отрезается образец длиной в 1 м для канатов из светлой проволоки и длиной 1,5 м для канатов из оцинкованной проволоки. Для проверки разрывного усилия всего каната отбирают специальный образец.

Концы раскручивающихся канатов у места отрезки должны быть прочно обвязаны мягкой или бензельной проволокой. Число и ширина перевязок принимаются в зависимости от диаметра каната. Число перевязок концов нераскручивающихся канатов должно быть не менее двух. Диаметр круглого каната проверяется, как указано на рис. 4, на расстоянии не менее 5 м от конца каната или измерением длины окружности каната стальной лентой шириной не более 5 мм.

При проектировании кранов следует выбирать канаты с временным сопротивлением разрыву 160—180 кгс/мм2; при более высоком сопротивлении разрыву канаты будет трудно заменить при износе.

Рекомендуется применение канатов по ГОСТ 7668—69 и ГОСТ 2688—69.

Расчет прочности стальных канатов

Канаты являются наиболее ответственной и в то же время наиболее быстро изнашиваемой деталью грузоподъемной машины.

В тех случаях, когда в сертификате дано суммарное разрывное усилие, усилие Р определяется умножением суммарного разрывного усилия на 0,83 или на соответствующий коэффициент, определенный по государственному стандарту на канат выбранной конструкции. Например, для каната по ГОСТ 3079—59 коэффициент будет равен 0,85 (определяется путем деления разрывного усилия каната в целом на суммарное разрывное усилие проволок в канате).

Проверка каната расчетом должна производиться при проектировании и перед установкой на грузоподъемную машину (ст. 106 Правил по кранам). При установке на кран каната взамен изношенного расчет каната с целью определения фактического запаса прочности его может не производиться, если разрывное усилие нового каната не менее указанного в паспорте крана.

Рис. 5. Схема сдвоенного полиспаста:
а — двукратный полиспаст с верхним расположением уравнительного блока; б — трехкратный полиспаст с нижним расположением уравнительного блока; 1—3 — ветви каната

Количество зажимов определяется при проектировании, но должно быть не менее трех. Шаг расположения зажимов и длина свободного конца каната от последнего зажима должны быть не менее шести диаметров каната.

Рис. 6. Крепление конца каната:

Закрепление и соединение стальных канатов

Канаты должны быть закреплены на подъемном механизме или кране надежными способами, предохраняющими их от перетирания, заедания и выдергивания.

К надежным способам крепления относят следующие:

1. Скрепление свободного конца каната с его основной ветвью заплеткой или постановкой зажимов. Образующаяся при этом петля должна выполняться с применением коуша (стальной изогнутой пластинки). Размеры коушей принимаются по ГОСТ 2224—72. На кранах большой грузоподъемности и металлургических применяются литые коуши из чугуна марки СЧ 18—36 по нормалям заводов-изготовителей.

Число проколов каждой прядью при за-плетке каната должно быть не менее указанного в табл. 5.2. Перед последним проколом следует отрубить половину прядей или у каждой пряди половину проволок. Это необходимо для плавного перехода от утолщенного заплеткой места к основной ветви каната. После выполнения заплетки оставшиеся концы прядей отрубают у самого троса и это место обматывают мягкой проволокой.

Зажим состоит из литой стальной колодки 1 и скобы 2 с гайками 3. При установке зажимов их надо располагать так, чтобы колодка 1 находилась со стороны рабочей ветви каната. Этим обеспечивается наименьшая деформация несущего каната от затяжки зажимов. Установка зажимов горячим (кузнечным) способом не разрешается.

Рис. 7. Зажим аля стального каната
а — зажимами; б — заплзткой; в — коушем е заливкой; г — опрессовкой; д — клиновым зажимом; 1 — коуш; 1 — зажим

2. Крепление клином. При этом способе канат огибается вокруг стального клкна, имеющего канавку, а затем вместе с клином вставляется в плоскую конусную стальную, кованую, штампованную пли литую втулку соответствующей формы и размеров. Под действием натяжения каната клин затягивается во втулку и зажимает канат. Клиновые зажимы надежны лишь в тех случаях, когда диаметр каната соответствует размерам зажимного устройства, а уклон клина и втулки принимается равным 1 : 4.

Втулка и клин не должны иметь острых граней,, о которые мог бы перетереться закрепленный канат. Применение втулок и клиньев из чугуна не разрешается.

Госгортехнадзор СССР разрешил (письмо № 06—13—176/876 от 6 июля 1970 г.) Министерству строительного, дорожного и коммунального машиностроения изготовление опытной партии сварных втулок (коушей) для крепления концов каната на кране. Изготовление производится по утвержденным техническим условиям, разработанным ЦКБ «Строймаш».

3. Заливка конца каната легкоплавким сплавом (баббитом, цинком, свинцом) в стальной кованой, штампованной или литой конусной втулке. Применять чугунные конусные втулки не разрешается. Размеры втулок определяются расчетом. Перед заливкой канатов с органическим сердечником последний удаляют, а концы проволок обезжиривают и загибают.

Крепление каната к барабану может выполняться различными способами. Наибольшее распространение имеет крепление, выполненное при помощи накладных планок, количество которых должно быть не менее двух.

Длина свободного конца каната от последнего зажима на барабане должна быть не менее двух диаметров каната. Изгибать свободный конец каната под прижимной планкой возле нее не разрешается.

Канаты кранов, транспортирующих расплавленный или раскаленный металл и жидкий шлак, должны защищаться от действия теплового излучения и брызг металла: брызги металла пережигают проволоки в канате, а от высокой температуры выгорает органический сердечник.

Канаты литейных кранов защищают, устраивая отражательный щит корытообразной формы, укрепляемый снизу траверсы. Кроме того, на нижних блочных обоймах устанавливаются кожухи.

Канаты на кране должны располагаться так, чтобы исключались их задевание за элементы конструкций и возможность спадания с барабанов или блоков. В местах пересечения канатов различных полиспастов (например, грузового и стрелового у башенных кранов) они не должны соприкасаться между собой, так как это может привести к перетиранию каната и обрыву его.

Рис. 8. Крепление каната на барабане:
а — клиновое; б — хомутами; в — планками

Расчет соединения производится из условия работы болтов на растяжение и изгиб с учетом разгружающего действия 1,5 запасных витков каната на барабане при коэффициенте трения между барабаном, канатом и планкой, равном 0,16.