Основным гибким тяговым (несущим) элементом практически любого грузоподъемного крана является стальной проволочный канат, назначение которого преобразовывать вращательное движение барабана лебедки механизма подъема груза крана в поступательное движение перемещаемого груза. Для соединения груза с захватным органом крана также применяют стальные канаты или цепи.
В сравнении с цепями стальные канаты менее трудоемки в изготовлении, имеют высокую прочность (высокое разрывное усилие каната в целом), долговечность и гибкость, удобнее в работе, себестоимость их изготовления в 8… 10 раз ниже себестоимости изготовления стальных цепей. Стальной проволочный канат работает практически бесшумно, уменьшает динамические нагрузки и обладает большей надежностью, так как разрушается не внезапно, как цепь, а число оборванных проволок в канате нарастает постепенно, что позволяет следить за его состоянием и выбраковывать задолго до разрушения.
Стальной канат состоит из определенного количества проволок, как правило, круглых диаметром 0,1…2,0 мм, получаемых волочением из высокоуглеродистой канатной стали марок 60, 80 по ГОСТ 1050—74, перевитых между собой и образующих элемент каната прядь (рис. 16). Несколько прядей, также перевитых между собой и расположенных на центральном сердечнике 3, образуют собственно канат. Специальная обработка канатной проволоки обеспечивает ее высокие механические свойства. Так, маркировочная группа (временное сопротивление разрыву) проволок изменяется в широком диапазоне 1372… 2352 МПа. На практике применяют значения 1568… 1862 МПа. В зависимости от количества проволок в пряди, прядей в канате, их конструкции и формы, сочетания направлений свивки элементов каната, наличия и типа сердечника и других факторов возможны самые различные конструктивные формы стальных проволочных канатов.
Основные технические требования к стальным проволочным канатам регламентирует ГОСТ 3241—80, предусматривающий выпуск различных типов стальных канатов:
1. По форме поперечного сечения: круглые и плоские; плоские канаты не предназначены для работы в полиспастах, поэтому в грузоподъемных кранах их не применяют.
2. По конструкции (круглые канаты): одинарной, двойной и тройной свивки. Канаты одинарной спиральной свивки (рис. 16, а) представляют собой перевитые по спирали в один или несколько концентрических слоев проволоки. При изготовлении канатов двойной свивки сначала из проволок свивают канат одинарной свивки, называемый в данном случае прядью, а затем из прядей свивают сам канат. Пряди в канатах двойной свивки расположены также по спирали в один (несколько) концентрических слоев вокруг центрального формирующего сердечника (рис. 16, б, в, г, д). В свою очередь, канаты двойной свивки бывают одно-, двух- (рис. 16, ж) и трехслойные; два последних называют многослойными (многопрядными).
3. По форме поперечного сечения прядей: круглопрядные и фасоннопрядные (трехгранной, овальной или другой формы).
4. По типу свивки прядей и канатов одинарной свивки: типа ЛК с линейным касанием проволок между слоями (рис. 17, а), типа ТК с точечным касанием проволок между слоями (рис. 17, б), типа ТЛК (ЛТК) с комбинированным точечно-линейным (линейно-точечным) касанием проволок между слоями, типа ПК с полосовым касанием проволок между слоями.
Пряди типа ТК состоят из проволок одного диаметра и их свивают за несколько технологических операций (по числу слоев проволок в пряди), тогда как пряди типа ЛК состоят из проволок разного диаметра и их свивку выполняют за одну технологическую операцию, что является существенным преимуществом.
В свою очередь, пряди типа ЛК изготовляют из одинаковых по диаметру проволок в слоях пряди ЛК-0 (см. рис. 16, б), из разных по диаметру проволок в наружном слое пряди ЛК-Р (см. рис. 16, в), с промежуточными проволоками заполнения между слоями пряди ЛК-3 (см. рис. 16, г), с проволоками одного диаметра в одном слое и разного диаметра в другом слое пряди ЛК-РО (см. рис. 16, д).
Пряди типа ПК получают методом пластической деформации обычных прядей в специальных обжимных плашках (волоках), в результате чего линейный контакт проволок в прядях преобразуется в полосовой, что обусловливает уменьшение внутренних контактных напряжений, повышает прочность и благоприятно сказывается на работоспособности стальных канатов (см. рис. 16, е).
5. По материалу сердечника: с крученым сердечником из растительных волокон (пенька, джут, кенаф, манила, сизаль и др., см. рис. 16, б…ж) — органический сердечник (о. е.), с витым сердечником из канатных проволок — металлический сердечник (м. с.) и с сердечником из искусственных синтетических волокон (и. е.).
6. По способу свивки: на раскручивающиеся (Р) и нераскручивающиеся (Н). Проволоки и пряди в канатах типа Н сохраняют после разрезания свое первоначальное положение в канате, а в канатах типа Р — не сохраняют, концы их раскручиваются, образуя «метелки».
7. По направлению свивки: канаты правого и левого (Л) направления свивки. Направление свивки элементов каната определяют по направлению свивки прядей наружного слоя канатов двойной свивки. У канатов правой свивки элементы располагаются справа вниз налево (см. рис. 16, з…к), а у канатов левой свивки — наоборот — слева вниз направо. Отечественная промышленность выпускает преимущественно канаты правой свивки.
8. По сочетанию направлений свивки элементов каната: односторонней свивки (О) с одинаковым направлением свивки проволок в наружном слое прядей и прядей в канате (см. рис. 16, з), крестовой свивки с противоположными направлениями свивки (см. рис. 16, и), комбинированной свивки (К) с сочетанием указанных направлений свивки (см. рис. 16, к).
9. По степени крутимости: крутящиеся под действием растягивающей нагрузки, в которых все элементы каната имеют одинаковые направления свивки, и малокрут ящие с я (МК) — многослойные с противоположным направлением свивки прядей в канате.
10. По механическим свойствам проволоки каната: высшей марки В, первой марки I и второй марки II (изготовление с согласия потребителя), отличающиеся чистотой химического состава и физико-механическими свойствами по ГОСТ 7372—79.
11. По назначению: грузолюдские (ГЛ), грузовые (Г) и бензельные (Б). Для подъема людей и опасных грузов типа расплавленного металла применяют только канаты ГЛ, свитые обязательно из проволок высшей марки В. Канаты типа Б применяют для наложения бензельных обвязок на концы канатов (вместо мягкой отожженной проволоки) перед резкой, закреплением или запасовкой в полиспасты.
12. По виду покрытия поверхности проволок: из светлой проволоки (без покрытия) для легких условий эксплуатации (Л), из проволоки с тонким слоем цинкового покрытия (оцинкованные) для средних условий эксплуатации в агрессивных средах (С), из проволоки с цинковым покрытием средней толщины для жестких условий эксплуатации (Ж) и из проволоки с толстым слоем покрытия для очень жестких условий эксплуатации (ОЖ).
