СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕРАСКРУЧИВАЮЩИХСЯ ВИТЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2007 года по МПК B07B7/02 

Изобретение относится к метизной и кабельной промышленности, а именно к технологии изготовления нераскручивающихся витых изделий (канатов, кабелей).

Известен способ изготовления нераскручивающихся витых изделий, преимущественно канатов и кабелей, путем натяжения свиваемых элементов (проволок, прядей), свивки и обжима, причем натяжение свиваемых элементов осуществляют в пределах упругой зоны проволоки при нагрузке, равной 10-20% разрывного усилия для каждой проволоки, а после свивки и обжима изделие подвергают изгибу с радиусом изгиба, определяемым по формуле:

где δ - диаметр проволоки, мм,

r_ср. - средний радиус слоя каната, мм,

α - угол свивки проволок в канат,

ε - относительное удлинение проволоки.

При этом изгиб изделия производят на роликах в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, и абсолютную величину радиуса изгиба можно изменять на ±8÷10% (патент RU №2230144, кл. D07B 7/02, 2004).

Недостатком способа является то, что в нем не оговорена величина прогиба каната при изгибе его на роликах в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, что приводит к несоответствию параметров спирали проволоки параметрам свивки ее в канат.

Целью изобретения является повышение качества витого изделия за счет получения более точной спирали проволоки, а это, в свою очередь, ведет к увеличению работоспособности и срока службы витого изделия в производственных условиях и удобству обращения с ним при навеске и эксплуатации на канатно-блочной системе.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления нераскручивающегося витого изделия, включающем натяжение свиваемых элементов (проволок) в пределах упругой зоны проволоки при нагрузке, равной 10-20% от разрывного усилия самой проволоки, свивку, обжим, изгиб в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с радиусом изгиба величиной

причем изгиб осуществляют с прогибом витого изделия, определяемым из соотношения:

где f - прогиб витого изделия, мм,

L - расстояние между центрами осей неподвижных роликов, мм,

ε - относительное удлинение проволоки,

r_cp. - средний радиус слоя каната, мм,

α - угол свивки проволок в канат, °,

δ - диаметр проволоки, мм.

Сущность изобретения заключается в том, что при изгибе витого изделия на роликах в двух взаимно перпендикулярных плоскостях можно устанавливать в разных положениях подвижный ролик относительно неподвижных, и, следовательно, витое изделие получает разную величину прогиба и, как следствие, колебания качественных показателей готового изделия.

На фиг.1 представлена схема осуществления предлагаемого способа изготовления нераскручивающегося каната (кабеля) на канатовьющей машине, содержащей зарядную катушку 1, свиваемую проволоку 2, обжимное устройство 3, изгибающие ролики 4 в вертикальной и горизонтальной плоскостях, вытяжной механизм 5 и приемную катушку 6. Фрагмент изгибающих роликов с разной величиной прогиба f₁ и f₂ представлен на фиг.2а и 2б.

Как видно из фиг.2а при изгибе витого изделия на ролике 7 диаметром 26 мм прогиб его составляет 6 мм, а угол обхвата β₁ канатом подвижного ролика - 90°, а на фиг.2б при том же диаметре ролика прогиб равен 11 мм, а угол обхвата β₂ - 120°. Угол обхвата влияет на величину контактных напряжений между канатом и роликом, с увеличением угла обхвата контактные напряжения уменьшаются, а это изменяет параметры спирали проволоки в составе витого изделия. Кроме того, угол обхвата влияет на процесс смещения составляющих проволок относительно друг друга. При большом угле обхвата составляющие проволоки находятся в более стесненном состоянии, чем при малом угле обхвата, и поэтому испытывают более увеличенные изгибные, сжимающие и растягивающие напряжения, а это, в свою очередь, влияет на образование спирали проволоки в составе витого изделия.

Таким образом, возникает необходимость - изгиб витого изделия на ролике определенного размера производить при определенной величине прогиба, чтобы получить спираль заданного размера и витое изделие в нераскручивающемся исполнении.

Учитывая, что внутренние напряжения (изгибные, растягивающие, сжимающие) влияют на относительное удлинение проволоки и зависят от параметров свивки, предлагается формула для определения прогиба витого изделия на ролике. Она имеет вид:

Например, для каната диаметром 4,6 мм конструкции 1×7, имеющего r_cp.=1,55 мм, угол свивки α=13°, относительное удлинение проволоки диаметром δ=1,5 мм, с временным сопротивлением разрыву 140÷150 кгс/мм², 1370-1470 мПа, изготовленной по ГОСТ 7372-79 «Проволока стальная канатная», равно 0,03 и расстояние между центрами осей неподвижных роликов L=110 мм, прогиб каната равен:

f=8,15 мм

Результаты экспериментов по обработке указанного каната при использовании ролика диаметром 30 мм, определенного по формуле из патента 2230144, и прогиба, равного 8 мм, рассчитанного по предложенной в заявке формуле в сравнении с данными, полученными по патенту 2230144, приведены в таблице.

ТаблицаСпособ изготовленияРазмер спирали проволоки в составе каната, ммРазмер спирали проволоки в свободном состоянии, извлеченной из каната, ммОтклонение, %диаметршагдиаметршагпо заявке4,641,44,6541,80+1по патенту 22301444,641,44,8343,47+5

Как видно из данных, отклонение размеров спирали проволоки в свободном состоянии, извлеченной из каната, от размеров спирали проволок в составе каната составляет всего 1%, в то время как для способа, отраженного в патенте 2230144, отклонение составляет более 5%.

Повышение точности получения спирали проволоки ведет к увеличению работоспособности и срока службы витого изделия в производственных условиях и удобства обращения с ним при навеске и эксплуатации на канатно-блочной системе.

Способ относится к технологии изготовления нераскручивающихся витых изделий и позволяет повысить качество витого изделия. Свиваемые элементы натягивают при нагрузке 10-20% от их разрывного усилия. Свивку, обжим и изгиб свиваемых элементов осуществляют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с радиусом изгиба величиной , и прогибом, определяемым по формуле: , где

R - радиус изгиба, мм, f - прогиб витого изделия, мм, L - расстояние между центрами осей неподвижных роликов, мм, ε - относительное удлинение проволоки, r_cp. - средний радиус слоя каната, мм, α - угол свивки проволок в канат, δ - диаметр проволоки, мм. 2 ил.

Способ изготовления нераскручивающихся витых изделий, преимущественно канатов, кабелей, включающий натяжение свиваемых элементов при нагрузке, равной 10-20% от разрывного усилия элемента, свивку, обжим, изгиб в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с радиусом изгиба величиной

отличающийся тем, что изгиб витого изделия на роликах в двух взаимно перпендикулярных плоскостях производят с осуществлением прогиба, определяемого из соотношения

где R - радиус изгиба, мм;

f - прогиб витого изделия, мм;

L - расстояние между центрами осей неподвижных роликов, мм;

ε - относительное удлинение проволоки;

r_cp. - средний радиус слоя каната, мм;

α - угол свивки проволок в канат;

δ - диаметр проволоки, мм.