Методы расчета и браковки крановых канатов с металлическим сердечником с учетом воздействия высоких температур

• Автор: Коваленко, Олег Александрович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 134 с. : ил.

1 Современное состояние проблемы влияния высоких температур и волнистости на прочность канатов металлургических кранов, постановка задач исследования
2 Математическая модель напряженно-деформированного состояния стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур его винтовых элементов разных слоев
2.1 Приближённый метод определения температурных напряжений в проволоках стального каната
2.2 Линейные уравнения статики прямого каната двойной свивки с металлическим сердечником, учитывающие различие температур проволок разных слоёв

2.2.1 Вывод коэффициентов жёсткости для частных случаев /? = 0 и

2.3 Определение относительного изменения радиусов свивки слоёв проволок и прядей вследствие воздействия высоких температур
2.4 Метод расчёта нормы браковки крановых канатов по критерию волнистости с учётом температурных напряжений
2.5 Определение предела прочности материала канатной проволоки при воздействии высоких температур

Выводы по разделу

3 Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на напряжённо-деформированное состояние стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях
3.1 Влияние высоких температур на напряжения, деформации и допустимый радиус волнистости стального каната
3.2 Влияние углов и направлений свивки на температурные напряжения
3.3 Влияние натяжения стального каната на растягивающие напряжения в его проволоках с учётом различия температур проволок разных слоёв
3.4 Влияние кручения стального каната на напряжения в его проволоках
с учётом различия температур проволок разных слоёв
Выводы по разделу
4 Экспериментальные исследования стальных канатов с металлическим сердечником при воздействии высоких температур
4.1 Определение деформации кручения стального каната в процессе его нагревания
4.2 Исследование образца каната, эксплуатировавшегося на литейном кране
4.3 Исследование изменения температур элементов стального каната в процессе его нагревания
4.4 Сравнение результатов теоретического и экспериментальных исследований
Выводы по разделу
5 Методика расчёта нормы браковки стального каната по критерию волнистости с учётом воздействия высоких температур
5.1 Определение растягивающих напряжений в проволоках стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур его проволок разных слоёв
5.2 Расчёт нормы браковки кранового каната по критерию волнистости с учётом температурных напряжений
5.3 Метод браковки стальных канатов металлургических кранов
Выводы по разделу
Заключение
Список используемой литературы
Публикации по теме диссертационной работы
Приложение А. Текст компьютерной программы по расчёту растягивающих напряжений в проволоках стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур проволок разных слоёв

Актуальность работы. Грузоподъёмные краны нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе металлургической. Одним из наиболее ответственных элементов грузоподъёмных кранов являются стальные подъёмные канаты. От работоспособности стального подъемного каната во многом зависит безопасность не только крана, но и всего производства.
На металлургических (литейных) кранах в качестве подъёмных используются стальные канаты с металлическим сердечником, поскольку они обладают повышенным разрывным усилием, значительной поперечной жёсткостью, а также устойчивостью к температурным воздействиям [40].
Фундаментальный вклад в теорию, расчёт и конструирование стальных канатов внесли М.М. Федоров, Г.Н. Савин, П.П. Нестеров, Б.С. Ковальский, М.Ф. Глушко, А.И. Дукельский, В.Д. Белый, С.Т. Сергеев, Г.П. Ксю-нин, В.А. Каландадзе, Г.В. Верстаков, А.П. Ветров, Ю.А. Почтовенко, Н.К. Гончаренко, В.И. Дворников, Л.В. Колосов, В.И. Бережинский, В.А. Малиновский, М.Н. Хальфин, В.А. Рыжиков, A.A. Короткий, И.М. Чаюн и др.
НИИМетиз, Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт), Санкт-Петербургский государственный технический университет, ВНИОМШС, Одесский политехнический университет, Волгоградский сталепроволочно-канатный завод (филиал «Волгоградский завод» ОАО «Северсталь-метиз»), Магнитогорский калибровочный завод и другие организации, занимающиеся расчётом и конструированием стальных канатов, внесли большой вклад в совершенствование конструкций стальных канатов, технологию изготовления и повышение безопасности их эксплуатации.
Однако, несмотря на достигнутые успехи в конструировании стальных канатов и технологии их изготовления, практика эксплуатации показывает, что несмотря на большие значения коэффициента запаса прочности,

О 100 200 300 *00 500 ООО 700 800
Температура нагрев», 'С
Рисунок 3.10 - Влияние температуры окружающего воздуха на относительное кручение
каната ГОСТ 7669
Те>шер»гур4 нагрева. ‘С
Рисунок 3.11 - Влияние температуры окружающего воздуха на относительное кручение
каната ТУ 14-4-273-2002
Отрицательные значения относительных кручений на рисунке 3.11 объясняются отрицательным значением угла свивки /? последнего слоя прядей каната ТУ 14 4-273-2002 (таблица 3.2).
Как следует из рисунков 3.8-3.9, для канатов со свободно висящим грузом температурное удлинение каната в целом принимает меньшие значения (поскольку излишняя длина наружных прядей частично расходуется на закручивание каната).