Напряжения вторичного изгиба и их влияние на долговечность стальных подъемных канатов

• Автор: Быков, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 05.05.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Севастополь
• Количество страниц: 170 c. : ил

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ ИЗУЧЕНИЯ ВТОРИЧНОГО ИЗГИБА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ исследований напряжений вторичного изгиба

1.2. Обзор исследований долговечности подъемных канатов

1.3. Уравнения механики стального каната

1.4. Цель и задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕМ ВТОРИЧНОГО ИЗГИБА ПРОВОЛОК КАНАТОВ И ЕЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА
2.1. Постановка задачи о вторичном изгибе проволок в прямом спиральном канате при раздавливании

2.2. Потенциальная энергия за счет контактного сжатия проволок

2.3. Решение задачи о раздавливании спирального каната

2.4. Алгоритм расчета напряжений вторичного изгиба

2.5. Экспериментальная проверка математической модели

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3. ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ВТОРИЧНОГО ИЗГИБА В ПОДЪЕМНЫХ КАНАТАХ
3.1. Анализ решения задачи о раздавливании спирального каната
3.2. Вторичный изгиб в пряди на клинчатом желобе под действием сосредоточенной силы
3.3. Изгиб пряди в канате двойной свивки с органическим сердечником

3.4. Напряженное состояние проволок каната двойной свивки при изгибе на плоском шкиве
3.5. Влияние формы желоба шкива на напряжения вторичного изгиба
3.6. Возможности совершенствования конструкций стальных подъемных канатов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
4. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАНАТОВ ДВОЙНОЙ СВИВКИ С
УРАВНОВЕШЕННЫМИ ПРЯДЯМИ
4.1. Теоретические предпосылки к разработке технологии
4.2. Приспособление для подкрутки прядей
4.3. Выбор конструкции каната. Внедрение новой технологии в промышленность, проверка ее эффективности и работоспособности канатов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

В директивных материалах Коммунистической партии и народно-хозяйственных планах СССР предусматривается дальнейшее развитие всех отраслей промышленности и сельского хозяйства, широкое внедрение достижений науки и техники в производство с целью повышения его эффективности. Технический прогресс во всех отраслях народного хозяйства сопровождается, в частности, резким ростом технико-экономических показателей подъемно-транспортных машин, увеличением объема их выпуска и расширением области применения.
Для большинства конструкций грузоподъемных и строительных машин неотъемлемой и важнейшей деталью является стальной канат. Все крановые сооружения - строительные, сталелитейные, грейферные, плавучие; подъемные установки - шахтные, лифтовые, скиповые металлургических заводов; траловые установки рыболовных судов; буровые - геологоразведочные и нефтегазовых скважин; строительно-дорожные машины, экскаваторы и т.д. в качестве гибкого тягового органа имеют стальной канат.
Неуклонный рост отраслей промышленности, в которых применяются стальные канаты, требует значительного увеличения их производства. Однако, потребность народного хозяйства, и прежде всего, подъмно-транспортной техники в стальных канатах возможно удовлетворить не только увеличением объема производства, но и в значительной мере улучшением их качества, повышением срока службы, который в настоящее время весьма невелик: на экскаваторах - исчисляется тремя-четырьмя месяцами, а на различных кранах металлургических комбинатов - не более одного-трех месяцев.
Даже незначительное повышение срока службы канатов дает

где - сила, приходящаяся на один контакт раздавливающей
плоскости с проволокой наружного слоя; - перемещение
проволоки наружного слоя в месте приложения силы в направлении нормали П ; - число точек приложения сил по окружности поперечного сечения каната; У* - угол между точками приложения сил (см.рис.2.1), вычисляемый по формуле:

В выражение для полной потенциальной энергии каната необходимо включить также часть энергии за счет контактного сжатия проволок Псм | соотношение для которой будет получено в 2.2.
С учетом высказанных в данном параграфе соображений выражение (1.36) для полной потенциальной энергии деформациии каната преобразуется к следующему виду:
Пк т

'■1% ІГІ Л
э-ШЖ ^+Н2*8& * н-їг‘:
*•=0 1=1 Бк
+ £ - З^иі)]с!+
♦ Псм - Ц №{(*<-»*]
(2.8)
і=і
Подставляя в (2.8) зависимости для деформаций осей проволок в соответствии с (1.32) получим, что потенциальная энергия деформации может быть представлена посредством неизвестных перемещений осей проволок, дополнительных к гипотезе плоских сечений, и их производных по координате 2 , и рассматриваться как некоторый функционал. В соответствии с принципом минимума потенциальной энергии полная потенциальная энергия в