КАНАТ СТРАХОВОЧНО-СПАСАТЕЛЬНЫЙ СПИРАЛЬНОГО ПЛЕТЕНИЯ
SAFETY AND LIFE-SAVING ROPE OF SPIRAL PLAITING

Изобретение относится к текстильной промышленности и касается производства плетеных канатов, которые предназначены для комплектования противопожарного, горноспасательного, альпинистского и яхтенного снаряжения, используемого при аварийно-спасательных работах для страховки людей, работающих на высоте, или в качестве грузового каната для ручного перемещения людей и грузов в вертикальной, горизонтальной или наклонной плоскостях. Кроме того, изобретение может быть использовано в качестве яхтенных канатов и тягово-приводных элементов ручных полиспастов и талей.
Известен канат для аварийно-спасательных работ, содержащий несущий сердечник, состоящий из пучка прямолинейно расположенных нитей, находящихся внутри защитной оболочки. Защитная оболочка выполнена в виде нитевидного тела трубчатой формы и образована двухпрядным переплетением четного числа нитей оплетки, разделенных на две равные части, в каждой из которых нити оплетки расположены по спиралям правого и левого направлений. Поверхность шнура состоит из элементов рисунка переплетения «саржа 2/2». Канат имеет высокую прочность по всей длине и свободное свисание без скручивания. Устойчивость защитной оболочки (поверхности) каната к истиранию эталонным абразивом равна 1800 циклов [авторское свидетельство №793012, кл. D07В 1/00; А62В 1/16, 1980 г.].
Указанный канат для аварийно-спасательных работ в основном соответствует целевому назначению, однако обладает существенными недостатками - низкой устойчивостью к истиранию поверхности защитной оболочки (до 1800 циклов), обусловленной двухпрядным переплетением, и высокой жесткостью на изгиб (более 60 гс·см) из-за наличия в несущем сердечнике пучка прямолинейно расположенных нитей.
Известен также канат для аварийно-спасательных работ, содержащий несущий сердечник, состоящий из пучка прямолинейно расположенных нитей, находящихся внутри защитной оболочки. Защитная оболочка выполнена в виде нитевидного тела трубчатой формы и образована однопрядным переплетением четного числа нитей оплетки, разделенных на две равные части, в каждой из которых нити оплетки расположены по спираралям правого и левого направлений. Канат имеет высокую прочность по всей длине и свободное свисание без скручивания.
Указанный канат для аварийно-спасательных работ в основном соответствует целевому назначению, однако обладает существенными недостатками - низкой устойчивостью к истиранию поверхности защитной оболочки (до 1900 циклов), обусловленной однопрядным переплетением, и высокой жесткостью на изгиб (более 70 гс·см) из-за наличия в несущем сердечнике пучка прямолинейно расположенных нитей.
Технической задачей настоящего изобретения является создание плетеного страховочно-спасательного каната, обладающего высокой степенью износостойкости поверхности к истиранию (не менее 2000 циклов) и повышенной гибкостью на изгиб (не более 50 гс·см).
Поставленная цель достигается тем, что канат страховочно-спасательный создан на базе плетеного шнура спирального плетения и содержит несущий сердечник, расположенный внутри защитной оболочки, выполненной в виде плетеного шнура-чулка. Все нити оплетки защитной оболочки, переплетаясь, располагаются по спиралям одного направления, одновременно перекрывая две соседние нити, после чего перекрываются этими же нитями. В качестве несущего сердечника использован однокруточный шнур с круткой в направлении, противоположном направлениям углов наклона спиралей нитей оплетки защитной оболочки, причем угол наклона витков крученого сердечника равен углу наклона спиралей нитей оплетки защитной оболочки. Величина крутки шнура несущего сердечника определяется уравнением:
с
ш
ш
c
ш
ош
с
ош
К=1000·D/t·D=15·D·П/D·n,
с
где К - величина крутки сердечника каната на метр длины;
ш
D - наружный диаметр каната, мм;
ш
ш
ош
ош
t - шаг нитей оплетки защитной оболочки каната, мм (t=200·n/3·П);
c
c
ш
ош
D - наружный диаметр несущего сердечника каната, мм (D=D-2,83·d);
ош
П - плотность плетения оплетки наружного защитного слоя каната на 10 см.
oш
n - общее число нитей наружной оплетки каната (класс плетельной машины);
ош
d - диаметр нити оплетки защитной оболочки каната, мм;
В предлагаемом канате присущая конструкциям канатов спирального плетения скручиваемость полностью устранена путем взаимного уравновешения круток несущего сердечника и углов наклона спиралей нитей оплетки защитной оболочки.
С целью достижения большей гибкости в качестве несущего сердечника предлагаемого каната используется плетеный шнур-чулок, выполненный в виде нитевидного тела трубчатой формы, образованного взаимным переплетением под углом скрещивания от 40° до 80° четного числа нитей оплетки, кратного четырем. Нити оплетки разделены на две части в соотношении 3 к 1 таким образом, что 75% нитей оплетки расположены по спиралям, противоположным направлению спиралей нитей оплетки защитной оболочки, с углом подъема винтовой линии, равным углу наклона спиралей защитной оболочки, а 25% нитей оплетки расположены по спиралям встречного направления. Нити оплетки несущего сердечника образуют на его поверхности элементы рисунка переплетения «репс 3/1». Шаг витков и плотность плетения нитей оплетки плетеного сердечника определяются уравнениями:
c
ш
c
ш
t=t·D/D;
ос
ш
ос
c
ош
П=1,125·D·n/D·n,
c
где t - шаг витков нитей оплетки плетеного сердечника, мм;
ш
t - шаг нитей оплетки защитной оболочки, мм
c
c
ш
ош
D - наружный диаметр несущего сердечника, мм (D=D-2,83·d);
ш
D - наружный диаметр каната, мм;
ос
П - плотность плетения нитей оплетки плетеного сердечника на 10 см;
oc
n - общее число нитей оплетки плетеного сердечника (класс плетельной машины).
oш
n - общее число нитей наружной оплетки каната (класс плетельной машины);
При такой конструкции нити оплетки образуют на поверхности несущего сердечника элементы рисунка переплетения «репс 3/1».
На чертеже представлена совмещенная схема строения и развертки поверхностей оплетки защитной оболочки и несущего сердечника предлагаемого шнура. На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - несущий сердечник, 2 - защитная оболочка,
ш
c
ш
c
ш
c
D, D - наружный диаметр шнура и несущего сердечника, π·D, π·D - длина развертки поверхности защитной оболочки шнура и несущего сердечника, t, t - шаг спиральных витков нитей оплетки защитной оболочки и крученых или оплеточных нитей несущего сердечника.
Предлагаемый плетеный канат страховочно-спасательный изготавливают на шнуроплетельных машинах спирального плетения преимущественно 12, 18 и 21 классов.
Несущий однокруточный сердечник изготавливается на крутильных или канатовьющих машинах.
Несущий плетеный сердечник изготавливают на двухходовых шнуроплетельных машинах типа ШП с расстановкой веретен: 3 окна в направлении, противоположном направлениям витков оплетки защитной оболочки каната, заняты и 1 окно свободно, а в обратном направлении наоборот - 1 окно занято и 3 окна свободны.
Для подтверждения технического результата изобретения были изготовлены экспериментальные образцы канатов страховочно-спасательных предложенной конструкции. Основные технические характеристики канатов предлагаемых структур приведены в таблице 1.
Данные таблицы 1 показывают, что предлагаемые канаты соответствуют целевому назначению: они более устойчивы к истиранию эталонным абразивом (2000-4500 циклов при 1900 и менее у аналогов) и менее жестки на изгиб под действием собственной массы (25-46 гс·см при более 60 гс·см у аналогов).
Опытные образцы канатов страховочно-спасательных заявляемой структуры (ПКСС-8/КК, ПКСС-10/КК, ПКСС-12/КК) рекомендованы для комплектации пожарного, горноспасательного и альпинистского снаряжения. Канат марки ПКСС-8/ПП из полипропиленовых комплексных нитей (с удельным весом меньше 1 мг/мм) рекомендован для использования на маломерных судах в качестве «плавающего» спасательного шнура. На канаты марок ПКСС-8/ПП, ПКСС-8/КК, ПКСС-10/КК, ПКСС-12/КК составлены, согласованы и утверждены технические условия ТУ 8153 - 055 - 00302379 - 2007 «Канаты плетеные страховочно-спасательные спирального плетения», а на процесс их производства - технологический регламент.