1.Обзор существующих вариантов (1222696), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

гибкость и эластичность;

влагостойкость;

стойкость к химическим веществам и растворителям;

отсутствие процессов гниения.

Недостатки синтетических канатов:

Боится абразивной грязи (песка). Это может привести к разлохмачиванию волокон. Если трос сильно загрязнится в процессе работы, его потом нужно будет промыть.

Боится задиров на барабане и роликах тросоукладчика. Ролики категорически рекомендуется заменить на алюминиевый клюз.

Высокая цена. В несколько раз дороже металлического.

Синтетические канаты.

Синтетический канат – это изделие со структурой из плетеных или крученых искусственных волокон. Этот продукт имеет свойство увеличенной разрывной нагрузки, высокого уровня стойкости к износу и защиту от неблагоприятного воздействия среды. Канатная продукция такого вида является незаменимым элементом грузоподъемных механизмов длительного пользования в промышленности, морском промысле, строительстве и транспортном секторе.

Виды синтетических канатов.

Синтетические канаты имеют большие преимущества перед растительными. Они значительно прочнее и легче последних, более гибки и эластичны, влагостойки, в большинстве своем не теряют прочности при намокании и не подвержены гниению. Такие канаты стойки к растворителям (бензину, спирту, ацетону, скипидару).

Рисунок 1.5. Канат из полимера.
В зависимости от марки полимера эти канаты подразделяются на полиамидные и полипропиленовые.


Канаты полиамидные

К полиамидным относятся канаты, изготовленные из капрона, найлона (нейлона), перлона, силона и других полимеров.

Рисунок 1.6. Канат из полиамида.
Полиамидные канаты сохраняют все свои свойства при изменении температуры воздуха от - 40 до + 60C, что позволяет использовать их при работе судна в различных климатических условиях. Синтетические канаты очень эластичны. Так, при нагрузке, равной половине разрывного усилия, относительное удлинение плетеных восьмипрядных канатов следующее: полипропиленовых - 21 - 23%, полиамидных - 35 - 37%. Кроме того, они более стойки к истиранию, обладают лучшей гибкостью, сохраняют структуру и форму даже при обрыве двух прядей, выдерживая при этом нагрузку, составляющую 75% разрывного усилия. Отсутствие крутящего момента у плетеного каната, находящегося в напряженном состоянии, делает его более удобным в эксплуатации.

Выпускаются двух видов - канаты тросовой свивки (трехпрядные) и плетеные репсового переплетения (восьмипрядные). Полиамидные (капроновые) канаты имеют наибольшее распространение среди синтетических. Полиамидные (капроновые) канаты диаметром 8 … 19 мм применяются в основном в рыболовстве и строительстве; диаметром 20 … 40 мм и более в качестве швартовых и буксировочных тросов.

Рисунок 1.6. Канат из капрона.
Отличительной чертой полиамидных канатов является их высокая способность выдерживать ударные нагрузки, они обладают отличной прочностью и очень хорошей износостойкостью. Стандартно используются в судоходстве, рыболовстве и строительстве. Канаты изготовлены из светостабилизированного высокопрочного капрона в соответствии ГОСТом 30055-93

Следует учитывать, что у полиамидных (капроновых) канатов при намокании, разрывная нагрузка снижается приблизительно на 20%, номинальная линейная плотность возрастает на 5% за счет впитывания влаги. При температуре 140 град.С теряется прочность, а после 215 град.С они расплавляются. Под влиянием солнечной радиации полиамидные (капроновые) канаты стареют и становятся хрупкими, однако канаты в основном изготавливаются только из светостабилизированной нити и не подвержены старению под влиянием солнечной радиации. Полиамидные (капроновые) канаты не поддаются воздействию органических кислот, нефти, не подвергаются гниению и воздействию плесени, при температуре ниже нуля сохраняют прежнюю эластичность.

Рисунок 1.7. Канат из капрона.
При эксплуатации в сухом виде полиамидные (капроновые) канаты, благодаря способности образовывать на поверхности защитный слой ворса, - самые износостойкие из всех видов канатов, изготовленных из синтетических материалов. В мокром виде эта способность снижается.
Полиамидные (капроновые) канаты отличаются сравнительно невысоким коэффициентом трения (по стали 0,11…0,17), который для каната в мокром состоянии увеличивается на 40…80%. Полиамидные (капроновые), канаты отличаются стабильностью коэффициента трения при заданной нагрузке в сухом или мокром состоянии каната. Первые 2-3 часа эксплуатации полиамидный (капроновый) канат имеет нулевую плавучесть, то есть держится близко к поверхности воды.

Канаты полипропиленовые

Материалами для изготовления полипропиленовых канатов служат пленки или мононити полипропилена, типтолена, бустрона, ульстрона.

Рисунок 1.8.Канат из полипропилена.
Полипропиленовые канаты предназначены для универсального использования в судоходстве (швартовка, буксировка), рыболовстве, строительстве и сельском хозяйстве. Оптимальное сочетание приемлемой цены и возможности многостороннего применения. Для этих канатов характерны устойчивость к УФ-излучению, хорошая стойкость в химически активной среде и средняя сопротивляемость к истиранию.
Полипропиленовые канаты не впитывают влагу и в связи с этим не меняют разрывной нагрузки и линейной плотности при эксплуатации в водной среде.
При температуре 60, 80 и 100 град. С снижение разрывной нагрузки соответственно составляет 15, 20 и 45%. Низкие температуры почти не оказывают влияния на эти свойства каната. Температура плавления каната 165 град.С.
Полипропиленовые канаты устойчивы к воздействию кислот, щелочей и масел.
Полипропиленовые канаты в сухом состоянии имеют самый высокий коэффициент трения среди синтетических канатов (для стальных барабанов – 0,13… 0,3). При намокании канатов коэффициент трения снижается более чем в 2 раза, колебания коэффициента трения при заданной нагрузке в мокром или сухом состоянии достигают 50%. Вследствие этого полипропиленовые канаты работают на барабанах со срывами, сопровождающимися уменьшением нагрузки рабочего конца на 25… 35%.

Рисунок 1.9. Канат из полипропилена.
Полипропиленовые канаты используются в различных областях народного хозяйства.
Относительное разрывное удлинение полипропиленовых канатов приблизительно равно 36 %. После многократного нагружения (120 раз до 70% разрывной нагрузки) относительное разрывное удлинение составляет приблизительно 16%.
Полипропиленовые канаты являются светостойкими весьма условно. Считается, что без добавки светостабилизаторов применить их во флоте нельзя. Полипропилен с добавлением сажи очень устойчив к воздействию света и атмосферных условий и продолжительное время не теряет прочность.

Узлы на полипропиленовых канатах склонны к расползанию, поэтому их необходимо делать двойными. Прочность полипропиленового каната в узле связывания приблизительно на 50% ниже прочности целого каната.
К сожалению, в настоящее время в России в малых объемах выпускаются канаты из полипропиленовых комплексных (мультифиламентных) нитей из-за их высокой цены.
Износоустойчивость полипропиленового каната значительно хуже полиамидного (капронового).
Основные свойства:
- удельный вес – 0. 91 г/см3 (не тонет в воде)
- температура плавления – 170°C
- нулевая водопоглощаемость
- отличные изоляционные свойства
- цвет на выбор заказчика (широкая цветовая гамма)
- cтандартная длина каната в бухтах – 200 м, 220 м.

Канаты полистиловые

Полистил «Polysteel» является высокопрочным материалом на базе полиолефинов: 75% - полипропилен, 25% - полиэтилен высокого давления.

Рисунок 1.10. Канат полистиловый.
Используются полистиловые канаты главным образом в судоходстве (швартовка, буксировка) и рыболовной промышленности.

Рисунок 1.11. Канат полистиловый.

"Dyneema" - волокно из высокомолекулярного полиэтилена (HPPE).

Волокно "Dyneema" имеет ряд преимуществ над другими высокопрочными волокнами такими, как "Kevlar", а именно:

1. Не впитывает воду, кроме того, вода или влага не оказывают никакого влияния на их основные свойства;

2. Не гниет;

3. Не требует сушки;

4. Противостоит щелочам и кислотам, множеству масел и химикатов;

5. Не боится воздействия УФ;

6. Обладает высокой устойчивостью к нагрузкам не только на разрыв, но и на сжатие.

Волокна "Dyneema" имеют широкий диапазон применения, обеспечивающий максимальную прочность и безопасность при минимальном весе.

Основные свойства волокон "Dyneema":

• До 15 раз прочнее стали при одинаковом весе и на 40% прочнее конкурирующих арамидных волокон;

• Прочность и очень высокая стойкость к разрыву и к растяжению дают волокну способность поглощать сильные внешние воздействия;

• Высокая внутренняя скорость распространения колебаний (≈10 км/с), что позволяет быстро перераспределять энергию удара;

• Положительную плавучесть;

• Повышенная устойчивость к абразивным, химическим и ультрафиолетовым воздействиям.

Таблица 1.1. Характеристики полиэтиленовых канатов марки "Dyneema".

Размер №	Диаметр (мм)	MBL (т)	Вес бухты 220м (кг)	Цена (руб)
				За 1 кг.	За 1 м.	За бухту 220м
1,75	8	6.2	19,8	383	780	171600
2,5	9	8.9	39,6	383	1000	222000
3	11	10.8	57,2	383	1150	253000
4	12	15.4	102	383	1460	321200
5	16	23.9	159	383	2420	532400
5,5	18	29.2	195	383	3300	726000
6	48	39,1	229	383	-	87765
6,5	52	45,4	269	383	-	103094
7	56	51,9	313	383	-	119945
7,5	60	59,5	359	383	-	138035
8	64	67,3	407	383	-	155555
8,5	68	75,9	445	383	-	170425
9	72	84,2	515	383	-	196975
9,5	76	96,3	541	383	-	206465
10	80	103,0	638	383	-	244780

1.3. Анализ проведенных исследований и постановка задачи.

Характеристики

Список файлов ВКР