СИНТЕТИЧЕСКИЙ КАНАТ
SYNTHETIC ROPE

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано для повышения страховочных свойств статических канатов, используемых для страховочно-спасательных целей в промышленном альпинизме, альпинизме, скалолазанье, а также в других областях.
Известен синтетический канат (см. патент Бельгии №625491, кл. D07, 1962 г.), содержащий сердечник в виде расположенных параллельно оси каната полиамидных нитей и нити оплетки.
Известен также синтетический канат (см. а.с. SU №727720, кл. D07B 1/00, 1980 г.), содержащий сердечник в виде расположенных параллельно оси каната полиамидных нитей и нити оплетки.
Недостатком известного синтетического каната является потеря страховочных свойств в случае разрыва каната.
Задачей предложенного решения является повышение эффективности эксплуатации за счет улучшения страховочно-спасательных свойств.
Эта задача достигается тем, что синтетический канат, содержащий сердечник в виде расположенных параллельно оси каната полиамидных нитей и нити оплетки, между сердечником и нитями оплетки в осевом направлении по всей длине каната размещен, обвивающий сердечник первый слой подкрученного пучка нитей, поверх первого слоя подкрученного пучка нитей обвит второй слой подкрученного пучка нитей, причем первый и второй слои выполнены с взаимно противоположной навивкой с шагом, равным толщине подкрученного пучка нитей, при этом витки слоев с одинаковой навивкой не взаимодействуют друг с другом в осевом направлении, между внутренней поверхностью витков первого слоя и наружной поверхностью витков второго слоя по всей длине каната в диаметральном направлении размещены прямолинейные подкрученные пучки нитей параллельно оси сердечника, диаметральное размещение прямолинейных подкрученных пучков нитей выполнено перпендикулярно диаметральному направлению охвата витков первого слоя витками второго слоя, причем площадь поперечного сечения подкрученного пучка нитей первого слоя равна площади поперечного сечения подкрученного пучка нитей второго слоя, при этом длина витка подкрученного пучка нитей первого слоя равна длине витка подкрученного пучка нитей второго слоя.
По сравнению с известным предложенный синтетический канат позволяет производить торможение свободно падающего груза вследствие разрыва грузонесущего сердечника и оплетки при внезапном превышении допустимой осевой нагрузки путем рывка за счет возникающей силы трения скольжения между элементами каната, повышая эффективность эксплуатации путем улучшения страховочно-спасательных свойств.
На фиг.1 изображен синтетический канат в разрезе (фрагмент); на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.
Синтетический канат содержит сердечник 1 в виде расположенных параллельно оси каната полиамидных нитей и нити оплетки 2. Между сердечником 1 и нитями оплетки 2 в осевом направлении по всей длине каната размещен, обвивающий сердечник 1 первый слой 3 подкрученного пучка нитей. Поверх первого слоя 3 подкрученного пучка нитей обвит второй слой 4 подкрученного пучка нитей, причем первый слой 3 и второй слой 4 выполнены с взаимно противоположной навивкой с шагом, равным толщине подкрученного пучка нитей, при этом витки слоев с одинаковой навивкой не взаимодействуют друг с другом в осевом направлении. Между внутренней поверхностью витков первого слоя 3 и наружной поверхностью витков второго слоя 4 по всей длине каната в диаметральном направлении размещены прямолинейные подкрученные пучки нитей 5 и 6 параллельно оси сердечника 1. Диаметральное размещение прямолинейных подкрученных пучков нитей 5 и 6 выполнено перпендикулярно диаметральному направлению охвата витков первого слоя 3 витками второго слоя 4, причем площадь поперечного сечения подкрученного пучка нитей первого слоя 3 равна площади поперечного сечения подкрученного пучка нитей второго слоя 4. При этом длина витка подкрученного пучка нитей первого слоя 3 равна длине витка подкрученного пучка нитей второго слоя 4.
Синтетический канат работает следующим образом.
При внезапном превышении допустимой осевой нагрузки происходит разрушение и разрыв сердечника 1, нитей оплетки 2 и прямолинейных подкрученных пучков нитей 5 и 6. При этом под действием свободно падающего груза, преодолевая силу трения скольжения охвата между наружной поверхностью витков первого слоя 3 и внутренней поверхностью витков второго слоя 4, между внутренней поверхностью витков первого слоя 3 и наружной поверхностью витков второго слоя 4 с поверхностью прямолинейных подкрученных пучков нитей 5 и 6 соответственно, а также между внутренней поверхностью витков первого слоя 3 и поверхностью сердечника 1, между наружной поверхностью витков первого слоя 3 и внутренней поверхностью оплетки 2 и между наружной поверхностью витков второго слоя 4 и внутренней поверхностью оплетки 2, между внутренней поверхностью витков второго слоя 4 и поверхностью сердечника 1 происходит передача осевой нагрузки и принудительное распрямление в осевом направлении витков подкрученных пучков нитей первого слоя 3 и второго слоя 4. Под действием возникающей силы трения скольжения в элементах каната происходит погашение рывка ускорения и замедление скорости свободно падающего груза.
На прямолинейном отрезке каната длина витков подкрученных пучков нитей первого слоя 3 и второго слоя 4 в распрямленном виде больше длины сердечника 1 и хотя суммарная грузоподъемность подкрученных пучков нитей витков первого слоя 3 и второго слоя 4 меньше грузоподъемности сердечника 1, тем не менее, в аварийном режиме витки подкрученных пучков нитей первого слоя 3 и второго слоя 4, распрямляясь, под действием вертикальной нагрузки, обеспечивают более благоприятные условия приземления груза на поверхность.
Первый слой 3 подкрученного пучка нитей обвитый вокруг сердечника 1, обеспечивает возникновение силы трения скольжения между внутренней поверхностью витков с поверхностью сердечника 1 и поверхностью прямолинейных подкрученных пучков нитей 5 и 6 и между наружной поверхностью витков с внутренней поверхностью оплетки 2 в случае разрушения и разрыва последней и сердечника 1.
Второй слой 4 подкрученного пучка нитей обвитый вокруг первого слоя 3 с взаимно противоположной навивкой обеспечивает дополнительное возникновение силы трения скольжения между внутренней поверхностью витков с наружной поверхностью витков первого слоя 3 и поверхностью сердечника 1, и наружной поверхностью витков с внутренней поверхностью оплетки 2 и поверхностью прямолинейных подкрученных пучков нитей 5 и 6 при разрушении и разрыве сердечника 1 и оплетки 2.
Взаимнопротивоположная навивка витков первого слоя 3 и витков второго слоя 4 выполнена с шагом, равным толщине подкрученного пучка нитей, для обеспечения чередования в осевом направлении витков первого слоя 3 с витками второго слоя 4, увеличивая при этом силу трения скольжения при вертикальном осевом распрямлении витков.
Размещение прямолинейных подкрученных пучков нитей 5 и 6 параллельно оси сердечника 1 между внутренней поверхностью витков первого слоя 3 и наружной поверхностью витков второго слоя 4 по всей длине каната в диаметральном направлении направлено, с одной стороны, для увеличения силы трения скольжения между внутренней поверхностью витков первого слоя 3 и наружной поверхностью витков второго слоя 4 с поверхностью прямолинейных подкрученных пучков нитей 5 и 6 соответственно, при вертикальном осевом распрямлении витков, с другой стороны, для достижения одинаковой длины витков первого слоя 3 и витков второго слоя 4 путем укладки в диаметральном направлении части витка первого слоя 3 за пределы витка второго слоя 4, обеспечивая равномерное распрямление в вертикальном осевом направлении витков первого слоя 3 и витков второго слоя 4, без провисания, распределяя вертикальную осевую нагрузку падающего груза равномерно на витки первого слоя 3 и витки второго слоя 4.
Диаметральное размещение прямолинейных подкрученных пучков нитей 5 и 6 выполнено перпендикулярно диаметральному направлению охвата витков первого слоя 3 витками второго слоя 4 для обеспечения одинаковой длины витков первого слоя 3 и витков второго слоя 4.
Толщина прямолинейных подкрученных пучков нитей 5 и 6 выбирается таким образом, чтобы, с учетом деформации под действием радиальных сжимающих сил витков первого слоя 3 в промежутке между витками второго слоя 4, обеспечить одинаковую длину витков первого слоя 3 и витков второго слоя 4.
Площадь поперечного сечения подкрученного пучка нитей первого слоя 3 равна площади поперечного сечения подкрученного пучка нитей второго слоя 4, для обеспечения равномерного распрямления в вертикальном осевом направлении витков первого слоя 3 и витков второго слоя 4.
По мере увеличения количества распрямляемых витков подкрученных пучков нитей первого слоя 3 и второго слоя 4 увеличивается сила трения скольжения в осевом направлении, однако запутывание и закусывание элементов каната в процессе распрямления в осевом вертикальном направлении витков первого слоя 3 и витков второго слоя 4 исключается, так как элементы каната последовательно и равномерно воспринимают осевую нагрузку, распрямляясь в осевом направлении.
Таким образом, предлагаемый синтетический канат обеспечивает торможение свободно падающего груза, вследствие разрыва грузонесущего сердечника и оплетки при внезапном превышении допустимой осевой нагрузки, за счет возникающей силы трения скольжения между элементами каната, повышая эффективность эксплуатации путем улучшения страховочно-спасательных свойств.