Канат

(a. Rope, line, cable. Н. Seil. Ф. Cable. И. Cable, maroma) - гибкое изделие из проволоки или органических волокон.Органич. К. Начали применять в горн. Деле задолго до н.э., металлические - с кон. 18 в. Осн. Материал для изготовления К., используемых в горн деле, - сталь, реже капрон и др. Синтетич. Материалы. Из пеньки и волокон алоэ иногда изготовляют сердечники стальных К. Проволоку К., предназначенных для работы в агрессивных средах, покрывают цинком. Свивают проволоку вокруг сердечника за одну операцию или в неск. Слоёв последовательно. В первом случае получают К. Простой (одинарной) свивки. Используя их в качестве прядей, изготовляют К. Двойной свивки. В свою очередь К. Двойной свивки могут служить прядями (стренгами) для изготовления К.

Тройной (тросовой) свивки - тросов. К., выполняемые из неск. Слоёв прядей, наз. Многослойными. Пряди К. Имеют круглую, а также фасонные формы (рис. 1) - треугольную, овальную и плоскую. Рис. 1. Формы поперечных сечений прядей канатов. А - треугольная. Б - овальная.К., свитые из них, наз. Соответственно круглопрядными, трёхгранно- прядными, овальнопрядными и плоскопрядными. По форме поперечного сечения К. Подразделяются также на круглые и плоские. Плоские К. Изготовляют сшивкой шести или восьми К., свитых из четырёх круглых прядей. Выполняются К. С точечным касанием проволок между слоями прядей, линейным и точечно-линейным (комбинация первых двух вариантов). Стойкость К. Первого типа невелика. При работе в точках касания проволок возникают высокие контактные напряжения, кроме того, происходит перегиб проволок одного слоя вокруг проволок смежного с ним, что приводит к развитию в них усталостных явлений.

В К. С линейным касанием проволок меньше контактные напряжения и вторичный изгиб элементов. В связи с этим они имеют больший срок службы (на 10-15%) по сравнению с К. С точечным касанием, а также дешевле и проще в изготовлении. По направлению свивки прядей выделяют К. Правой и левой свивки. Также направления свивки К. В целом и его отдельных прядей могут быть противоположны (крестовая свивка, рис. 2, а), одинаковы (параллельная свивка, рис. 2, б) и чередоваться (комбинированная свивка). Рис. 2. Канаты крестовой (а) и параллельной (б) свивки.Наиболее распространены К. Крестовой свивки как менее склонные к раскручиванию. По способу свивки К. Делятся на раскручивающиеся и нераскру- чивающиеся. В первых пряди и отдельные проволоки в них не сохраняют своего положения после снятия перевязок с конца К., во вторых оно остаётся неизменным.

Стабильность в нераскручивающихся К. Достигается изготовлением их из прядей, предварительно преформированных по винтовой линии.Свойством мн. К. Является их кручение вокруг собственной оси при приложении или изменении нагрузки. Так, при спуске в ствол К. Со свободным ниж. Концом (напр., в проходческих подъёмных установках) под действием изменяющейся массы свешивающейся части К. Начинает вращаться. Если ниж. Конец К. Прикреплён к подъёмному сосуду, движущемуся по направляющим, он раскручивается в верх. Своей части и закручивается в нижней. При этом в случае многослойных К. Изменяется распределение напряжений между слоями прядей. Одни проволоки перегружаются, другие оказываются недогруженными. Чем глубже шахтный ствол, тем сильнее проявляется кручение К.

Эффект кручения отсутствует у плоских К. Крутящие моменты, возникающие в элементах таких К., уравновешиваются благодаря тому, что половина прядей в них имеет правую, половина - левую свивку. Малокрутящимися могут быть многопрядные К. Недостаток некрутящихся К. - трудность обнаружения обрывов проволок во внутр. Прядях.Большинства недостатков прядевых К. Лишены спиральные К., изготовляемые из мн. Слоёв проволок, внешние из к-рых (один, два) делают такими, чтобы при обрыве элемента он не смог выйти из своего слоя. Для этого во внеш. Слоях проволоки выполняют Z-образными - закрытые К. (рис. 3, а) или чередуют Х-образные и круглые - полузакрытые К. (рис. 3, б). Рис. 3. Поперечные сечения закрытого (а) и полузакрытого (б) канатов.Направления свивки проволок в слоях выбираются так, чтобы крутящие моменты в них уравновешивались.

Закрытые и полузакрытые К. По сравнению с прядевыми имеют макс. Значения поверхностного соприкосновения с блоками и барабанами и коэфф. Заполнения поперечного сечения металлом, они наиболее износоустойчивы и (при прочих равных условиях) имеют наибольшую прочность.Для защиты элементов К. От коррозии используют спец. Фрикционную и др. Смазки (плоские канаты покрывают резиной). Для этих же целей, а также повышения износостойкости стальных К. Применяют покрытия из полиамидных смол.В совр. Горн. Произ-ве К. Широко используются в грузоподъёмных, транспортных и др. Установках. В качестве подъёмных применяют круг-лопрядные К. С линейным и точечно-линейным касанием проволок, а также трёхграннопрядные и закрытой конструкции. Последние благодаря высоким прочностным характеристикам наиболее эффективны.

На много-канатных подъёмных установках используют К. Закрытой конструкции и фасоннопрядные (всё больше распространяются трёхграннопрядные К.). Допускается применение круглопрядных К. С линейным касанием проволок. В качестве канатных проводников и отбойных К. Эксплуатационных шахт используют К. Закрытой конструкции, имеющие в наружном слое проволоки фасонного профиля высотой не менее 5 мм. Для этих целей допускается применение круглопрядных нераскручивающихся однослойных К. Крестовой свивки с металлич. Сердечником и диаметром наружных проволок не менее 2 мм. Канатными проводниками проходческих подъёмов служат однослойные круглопрядные К. Как с металлическим, так и с органич. Сердечником, а также многопрядные К., имеющие наружные проволоки диаметром не менее 1,5 мм.

В качестве амортизационных и тормозных К. Шахтных парашютов применяют нераскручивающиеся круглопрядные К. Крестовой свивки с органич. Сердечником. Диаметр наружных проволок тормозных К. Должен быть не менее 2 мм. Для скреперных, маневровых и откаточных лебёдок используют прядные однослойные К. С органич. Или металлич. Сердечником. Закрытые и полузакрытые К. Служат несущими элементами подвесных канатных дорог. В канатных пилах применяют двух-, трёхпрядные К. Двойной свивки круглого (реже профильного) сечения. Иногда их армируют режущими элементами. Диаметр шахтных подъёмных К. Обычно 19,5-65 мм. Связь прочностных характеристик К. С параметрами его свивки регламентируется ГОСТами. Расчёт шахтных подъёмных К. Производится по статическому запасу прочности.

Определяется необходимая масса одного погонного метра К. Затем по её установленному значению в таблице соответствующего ГОСТа подбирается диаметр К. И проводится проверка запаса его прочности. Срок службы К. Шахтных подъёмов от полутора до трёх лет. Зависит от числа циклов подъёма в сутки, глубины ствола, угла девиации на барабане, динамич. Напряжений при подъёме, состава шахтных вод и др.Литература. Букштейн M. A., Производство стальных канатов, М. (1963. Глушко M. P., Стальные подъёмные канаты, К., 1966. Сергеев С.Т., Стальные канаты, К., 1974.Г. П. Ксюнин..