Долговечность стальных канатов

Для обозначения долговечности стальных канатов, работающих на блоках, в технической литературе принят следующий параметр N, который, в общем случае, определяется как количество циклов попеременной нагрузки и разгрузки,... |
Свободное растяжение каната
 Ввиду особенностей изготовления крестовых канатов во время свободного растяжения в них возникает крутящий момент (назовем его М), который обуславливается процессом свивки прядей в канат. В свою очередь в каждой... |
Канаты подвесных канатных дорог
 Канаты подвесных канатных дорог. Для них обтяжка должна быть выполнена до монтажа, чтобы уменьшить ход натяжных устройств и исключить необходимость промежуточных монтажных операций. Совершенно необходимой операция... |
Предварительная обтяжка канатов
 В процессе приработки, особенно в начальный период эксплуатации, происходит уплотнение сердечника и прядей, уменьшение зазоров между прог волоками и прядями, снятие свивочных напряжений в элементах каната.
Поэтому... |
|
|
Долговечность стальных канатов
Увеличение временного сопротивления разрыву проволок при постоянной нагрузке не приводит к увеличению долговечности, а при постоянном запасе прочности, наоборот, уменьшает её, поэтому увеличение ов проволок следует оценивать с учётом этого факта. Следует использовать резерв повышения долговечности, заключающийся в оптимальном выборе отношения шага свивки каната к шагу свивки прядей.
В работе доказано, что зависимость N(H h) имеет волновой характер и долговечность достигает максимумов при целочисленных значениях так называемого характеристического числа Я. Низкие температуры в диапазоне реально существующих в природе приводят к увеличению предела усталости канатной проволоки. Однако при несоответствии канатной смазки температурным условиям долговечность каната резко снижается вследствие замерзания смазки и увеличения дополнительных усилий в проволоках.
Поэтому в условиях Севера канаты следует смазывать морозостойкими смазками или эксплуатировать в зимнее время без смазки. В канатно-бл очных системах долговечность каната определяется циклом переменных напряжений в проволоках, формирующимся при огибании блока, поэтому, как правило, для них нет нужды рассматривать прямолинейные участки каната с позиций усталостной прочности.
Однако в технике имеется достаточно много устройств, в которых канаты эксплуатируются в прямолинейном или слабо изогнутом состоянии (растяжки, ванты, якорные канаты и т.п.). В этих случаях определяющей является долговечность при продольном циклическом деформировании. Для её определения в необходимых случаях проводятся опыты на испытательных машинах, оснащенных пульсаторами. Здесь мы отметим только некоторые специальные исследования.
Особенно актуален вопрос усталостной прочности для канатов, применяемых в морском флоте и океанографических исследованиях ввиду вредного воздействия морской воды. Поэтому в качестве примера приведём результаты исследований усталостной прочности канатов на воздухе и в морской воде из работы. Условия испытаний: канаты конструкции 6x25(1+6;6+12) крестовой и односторонней свивки с двумя типами сердечников - металлический (IWRC) и изолированная жила в полипропиленовой оболочке; диаметр каната 12,7 мм;
Проволока без покрытия; средние нагрузки циклов 20 и 30%; амплитуды циклов - 30 и 40 % от разрывного усилия; воздействие проточной морской воды на образец в течение 48 ч до начала и в процессе испытаний; частота нагружений 70 гц на вибрационной машине типа "Амслер". Также установлено сильное влияние относительной амплитуды цикла нагружений Тамп Та , в отличие от значений средних нагрузок цикла, влияние которых не обнаружено.
Установлено также, что конструкция сердечника сама по себе не влияет на усталостную прочность, но сочетание сердечника и типа свивки каната (односторонняя или крестовая) оказывается достаточно значимым. Отметим также, что при испытаниях в морской воде установлена преимущественная локализация усталостных разрушений проволок в местах междупрядного контакта.
Это свидетельствует о большей активности коррозионных процессов в этих местах. При испытаниях на воздухе повреждения проволок локализованы на внешней поверхности каната. Влияние низких температур исследовалось в работах. В исследованиях установлено, что низкие температуры приводят к более крутому расположению линии усталости, причем выделяются три области:
В области больших нагрузок I долговечность проволок и каната при низких температурах больше, чем при комнатных; в области низких нагрузок II, наоборот, долговечность при низких температурах меньше; в области средних нагрузок III температура не влияет на долговечность. Отметим, что понятие высоких и низких нагрузок здесь является относительным, т.к. данные испытания в целом проводились при очень высоких нагрузках, больше характерных для арматурных канатов.
|