RU212331U1 - STEEL ROPE WITH ORGANO-METALLIC CORE - Google Patents

STEEL ROPE WITH ORGANO-METALLIC CORE Download PDF

Info

Publication number
RU212331U1
RU212331U1 RU2022111457U RU2022111457U RU212331U1 RU 212331 U1 RU212331 U1 RU 212331U1 RU 2022111457 U RU2022111457 U RU 2022111457U RU 2022111457 U RU2022111457 U RU 2022111457U RU 212331 U1 RU212331 U1 RU 212331U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rope
core
diameter
steel
strands
Prior art date
Application number
RU2022111457U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Петрович Канаев
Алексей Юрьевич Столяров
Дмитрий Сергеевич Творогов
Сергей Евгеньевич Носков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" (ОАО "ММК-МЕТИЗ")
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" (ОАО "ММК-МЕТИЗ") filed Critical Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" (ОАО "ММК-МЕТИЗ")
Application granted granted Critical
Publication of RU212331U1 publication Critical patent/RU212331U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к канатному производству и может быть использована на грузоподъемном оборудовании. Техническая задача заключается в увеличении срока эксплуатации каната за счет увеличения износостойкости, сопротивления к поперечным деформациям, гибкости, коррозионной стойкости и плотной свивки каната. Поставленная задача решается тем, что канат стальной с металлоорганическим сердечником, включающий шесть обжатых наружных прядей с полосовым касанием проволок конструкции 6×26(1+5+5/5+10), свитых вокруг металлоорганического сердечника. Канат стальной с металлорганическим сердечником состоит из металлоорганического сердечника конструкции 3×19(1+9+9)+3о.з. - 1, состоящего из стальных прядей 2 с линейным касанием (тип ЛК-О) проволок в наружном слое одинакового диаметра 3 и органическим заполнителем межпрядного пространства 4, вокруг которого по винтовой линии навиты шесть наружных прядей 5 с пластическим круговым обжатием. Диаметр металлорганического сердечника составляет Dмос=0,396⋅Dн.к., где D н.к. - номинальный диаметр каната, диаметр органического заполнителя межпрядного пространства выбираем равным do.з.=(0,5÷0,6)⋅dп.c., где dп.с. - диаметр стальной пряди сердечника. В качестве органического заполнителя межпрядного пространства использовано полипропиленовое волокно. При этом наружные пряди каната пластически деформированы со степенью обжатия 4-6%.

Figure 00000006
The utility model relates to rope production and can be used on lifting equipment. The technical problem is to increase the service life of the rope by increasing wear resistance, resistance to transverse deformations, flexibility, corrosion resistance and tight laying of the rope. The problem is solved by the fact that a steel rope with an organometallic core, including six compressed outer strands with a strip contact of wires of the design 6×26(1+5+5/5+10), twisted around the organometallic core. A steel rope with an organometallic core consists of an organometallic core of the design 3×19(1+9+9)+3o.z. - 1, consisting of steel strands 2 with a linear touch (LK-O type) of wires in the outer layer of the same diameter 3 and an organic filler of the interstrand space 4, around which six outer strands 5 are wound along a helical line with plastic circular compression. The diameter of the organometallic core is D mos =0.396⋅D n.c. , where D n.c. - the nominal diameter of the rope, the diameter of the organic filler of the inter-strand space is chosen equal to d o.z. =(0.5÷0.6)⋅d p.s. , where d p.s. is the diameter of the steel strand of the core. Polypropylene fiber was used as an organic filler of the interstrand space. In this case, the outer strands of the rope are plastically deformed with a degree of compression of 4-6%.
Figure 00000006

Description

Полезная модель относится к канатному производству и может быть использована на грузоподъемном оборудовании.The utility model relates to rope production and can be used on lifting equipment.

Известен стальной канат двойной свивки с органическим сердечником конструкции 6×31(1+6+6/6+12)+1 о.с. и с металлическим сердечником конструкции 6×31(1+6+6/6+12)+7×7(1+6). (ГОСТ 16853-88 «Канаты стальные талевые для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения. Технические условия» Введен - 01.07.89 М.: Государственный комитет СССР по стандартам).Known steel rope double lay with an organic core design 6×31(1+6+6/6+12)+1 o.s. and with a metal core construction 6×31(1+6+6/6+12)+7×7(1+6). (GOST 16853-88 "Steel tackle ropes for operational and deep exploratory drilling. Specifications" Introduced - 07/01/89 M .: USSR State Committee for Standards).

Недостатком каната с органическим сердечником является плохое сопротивление к поперечным деформациям от высоких нагрузок в период эксплуатации каната. Канат теряет круглую форму, неравномерно укладывается в ручьи барабана лебедки, в результате чего происходят преждевременные обрывы проволок. Регламентированный допуск фактического диаметра каната превышает более 5%, что не удовлетворяет размеру ручьев барабана лебедки. Рабочий ресурс каната снижается.The disadvantage of organic core rope is poor resistance to transverse deformations from high loads during the operation of the rope. The rope loses its round shape, unevenly fits into the winch drum streams, as a result of which premature wire breaks occur. The regulated tolerance of the actual rope diameter exceeds more than 5%, which does not satisfy the size of the winch drum grooves. The working life of the rope is reduced.

Недостатком каната с металлическим сердечником является конструкция сердечника 7×7(1+6), которая состоит из семи совершенно одинаковых по своим диаметрам прядей, вследствие чего между центральной прядью сердечника и его наружными прядями образуется радиальный зазор и снижается плотность свивки, что приводит к западанию отдельных прядей в местах их тангенциального контакта, нарушению круглой формы поперечного сечения сердечника. Прямая центральная прядь в сердечнике испытывает перегрузку при работе каната: растяжение в сочетании с кручением каната на шкивах грузоподъемного оборудования. Это приводит к обрыву, выходу наружу центральной пряди в межпрядное пространство каната, что влечет за собой снижение безопасности выполняемых грузоподъемных работ и уменьшение технического ресурса каната.The disadvantage of a rope with a metal core is the design of the core 7 × 7 (1 + 6), which consists of seven strands of absolutely identical diameters, as a result of which a radial gap is formed between the central strand of the core and its outer strands and the density of the twist decreases, which leads to sinking individual strands in the places of their tangential contact, violation of the round shape of the cross section of the core. The straight central strand in the core experiences overload during the operation of the rope: stretching combined with torsion of the rope on the pulleys of the lifting equipment. This leads to breakage, outward exit of the central strand into the interstrand space of the rope, which entails a decrease in the safety of the lifting operations performed and a decrease in the technical life of the rope.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является стальной канат двойной свивки конструкции 6×26(1+5+5/5+10)+3×19(1+6+6/6)+3 о.з. с линейным касанием проволок разного диаметра в наружном слое стальных прядей металлоорганического сердечника (патент РФ на изобретение №2731238, МПК D07B 1/00, Е21В 19/00).The closest analogue to the claimed device is a steel rope double lay construction 6×26(1+5+5/5+10)+3×19(1+6+6/6)+3 oz. with a linear touch of wires of different diameters in the outer layer of steel strands of an organometallic core (RF patent for invention No. 2731238, IPC D07B 1/00, E21B 19/00).

Недостатком данного каната является снижение эксплуатационного ресурса. Это связано с тем, что наружный слой стальных прядей металлоорганического сердечника состоит из чередующихся проволок двух диаметров - малого (тонкого) и большого диаметра. При увеличении нагрузки на канат возрастает давление сжатия между канатом и шкивом грузоподъемного оборудования, которое передается от наружных прядей каната на проволоки сердечника, возрастает трение и давление между прядями каната и сердечника, смежными проволоками тонкого и большого диаметров в стальных прядях сердечника, что провоцирует быстрое разрушение тонкой проволоки. Кроме того проволоки тонкого диаметра относительно проволок большего диаметра быстрее разрушаются от коррозии. Находящиеся внутри каната изношенные и оборванные проволоки сердечника скрыты от визуального осмотра, нарушается конструктивная целостность металлоорганического сердечника.The disadvantage of this rope is the reduction of service life. This is due to the fact that the outer layer of steel strands of the organometallic core consists of alternating wires of two diameters - small (thin) and large diameter. With an increase in the load on the rope, the compression pressure between the rope and the pulley of the lifting equipment increases, which is transmitted from the outer strands of the rope to the core wires, friction and pressure between the rope and core strands, adjacent wires of thin and large diameters in the steel strands of the core, which provokes rapid destruction thin wire. In addition, thin-diameter wires corrode faster than larger-diameter wires. The worn and broken wires of the core inside the rope are hidden from visual inspection, the structural integrity of the organometallic core is violated.

Кроме того, пластическое обжатие прядей данного каната производят со степенью обжатия 13-20%. Известно, что при обжатии свыше 8% существенно теряется прочность и снижается гибкость прядей каната.In addition, the plastic compression of the strands of this rope is carried out with a compression ratio of 13-20%. It is known that when compression exceeds 8%, the strength is significantly lost and the flexibility of the rope strands is reduced.

Уменьшается количество перегибов и скручиваний деформируемых проволок. (Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Лаптевой Т.А. «Повышение работоспособности подвижных канатов на основе применения калибрующего обжатия прядей», Специальность 05.16.05 - Обработка металлов давлением, 2014 г., стр. 88)The number of kinks and twists of deformable wires is reduced. (Abstract of the dissertation for the degree of candidate of technical sciences Lapteva T.A. "Improving the performance of movable ropes based on the use of calibrating compression of strands", Specialty 05.16.05 - Metal forming, 2014, p. 88)

Техническая задача заключается в увеличении срока эксплуатации каната за счет увеличения износостойкости, сопротивления к поперечным деформациям, гибкости, коррозионной стойкости и плотной свивки каната.The technical problem is to increase the service life of the rope by increasing wear resistance, resistance to transverse deformations, flexibility, corrosion resistance and tight laying of the rope.

Поставленная задача решается тем, что в канате стальном с металлоорганическим сердечником, включающем шесть обжатых наружных прядей с полосовым касанием проволок конструкции 6×26(1+5+5/5+10), свитых вокруг металлоорганического сердечника. Конструкция металлорганического сердечника 3×19(1+9+9)+3 о.з. выполнена с линейным касанием проволок одинакового диаметра в наружном слое стальных прядей, при этом диаметр металлорганического сердечника рассчитываем Dмос=0,396⋅Dн.к., где Dн.к. - номинальный диаметр каната, 0,396 - коэффициент, который обеспечивает оптимальный тангенциальный зазор между наружными прядями каната. Данный коэффициент получен рассчетно-опытным путем. Диаметр органического заполнителя межпрядного пространства выбираем равным do.з.=(0,5÷0,6)⋅dп.c., где dп.с. - диаметр стальной пряди сердечника, 0,5÷0,6 - расчетный коэффициент, который обеспечивает полное заполнение пространства между стальными прядями сердечника и структурную целостность каната. В качестве органического заполнителя межпрядного пространства использовано полипропиленовое волокно. При этом наружные пряди каната пластически деформированы со степенью обжатия (nл) 4-6%, при других значениях степени обжатия механические свойства проволоки ухудшаются, снижается пластичность. Результаты испытаний приведены в таблице 1.The problem is solved by the fact that in a steel rope with an organometallic core, including six compressed outer strands with a strip contact of wires of the design 6×26(1+5+5/5+10), twisted around the organometallic core. The design of the organometallic core 3×19(1+9+9)+3 oz. made with a linear touch of wires of the same diameter in the outer layer of steel strands, while the diameter of the organometallic core is calculated D mos \u003d 0.396⋅D n.c. , where D n.c. - nominal diameter of the rope, 0.396 - coefficient that provides the optimal tangential clearance between the outer strands of the rope. This coefficient was obtained by calculation and experience. The diameter of the organic filler of the interstrand space is chosen equal to d o.z. =(0.5÷0.6)⋅d p.s. , where d p.s. - diameter of the steel strand of the core, 0.5÷0.6 - design coefficient, which ensures complete filling of the space between the steel strands of the core and the structural integrity of the rope. Polypropylene fiber was used as an organic filler of the interstrand space. While the outer strands of the rope are plastically deformed with a degree of compression (n l ) 4-6%, at other values of the degree of compression, the mechanical properties of the wire deteriorate, plasticity decreases. The test results are shown in table 1.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings:

на фиг.1 схематично изображен внешний вид заявляемого каната стального с металлорганическим сердечником,figure 1 schematically shows the appearance of the inventive steel rope with a metal-organic core,

на фиг.2 изображено сечение каната, показанного на фиг.1;figure 2 shows a section of the rope shown in figure 1;

на фиг.3 изображен металлоорганический сердечник.figure 3 shows an organometallic core.

Канат стальной с металлорганическим сердечником состоит из металлоорганического сердечника конструкции 3×19(1+9+9)+3 о.з. - 1, состоящего из стальных прядей 2 с линейным касанием (тип ЛК-О) проволок в наружном слое одинакового диаметра 3 и органическим заполнителем межпрядного пространства 4, вокруг которого по винтовой линии навиты шесть наружных прядей 5 с пластическим круговым обжатием.A steel rope with an organometallic core consists of an organometallic core of the design 3×19(1+9+9)+3 oz. - 1, consisting of steel strands 2 with a linear touch (LK-O type) of wires in the outer layer of the same diameter 3 and an organic filler of the interstrand space 4, around which six outer strands 5 are wound along a helical line with plastic circular compression.

Сопротивление каната к поперечным деформациям достигается за счет комбинированного металлоорганического сердечника.The resistance of the rope to transverse deformations is achieved due to the combined organometallic core.

Органический заполнитель предохраняет канат от попадания пыли, влаги, абразивных веществ во внутрь и создает конструктивную целостность каната, что увеличивает гибкость и коррозионную стойкость.Organic filler protects the rope from dust, moisture, abrasive substances inside and creates the structural integrity of the rope, which increases flexibility and corrosion resistance.

В качестве органических заполнителей могут применяться сердечники из химических или натуральных волокон, например, серийно выпускаемые промышленностью органические сердечники двойной свивки из полипропиленового материалаAs organic fillers, cores made of chemical or natural fibers can be used, for example, commercially available organic cores of a double lay of polypropylene material.

Диаметр проволок в верхнем слое прядей сердечника близок к диаметру проволок наружных прядей каната, что увеличивает износостойкость сердечника и каната в целом.The diameter of the wires in the upper layer of the core strands is close to the diameter of the wires of the outer strands of the rope, which increases the wear resistance of the core and the rope as a whole.

Отсутствие в сердечнике центральной пряди способствует равномерному распределению усилий между элементами каната и исключает чрезмерную нагрузку стальных прядей сердечника.The absence of a central strand in the core contributes to an even distribution of forces between the rope elements and eliminates excessive loading of the steel core strands.

Для плотной свивки каната рассчитываем:For a tight lay of a rope, we calculate:

1. Диаметр металлорганического сердечника1. Diameter of the organometallic core

Figure 00000001
Figure 00000001

Dн.к. - номинальный диаметр канатаD n.c. - nominal rope diameter

2. Диаметр стальной пряди металлорганического сердечника2. The diameter of the steel strand of the organometallic core

Figure 00000002
Figure 00000002

2,15 - расчетный коэффициент геометрической зависимости диаметра свитого сердечника из трех стальных прядей от диаметра стальной пряди, определенный геометрически расчетным способом2.15 is the calculated coefficient of the geometric dependence of the diameter of a twisted core of three steel strands on the diameter of the steel strand, determined geometrically by calculation

3. Диаметр органического заполнителя по формуле:3. Diameter of organic filler according to the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

4. Диаметр обжатой пряди каната4. Diameter of the crimped rope strand

Figure 00000004
Figure 00000004

3,06÷3,07 - расчетный коэффициент геометрической зависимости диаметра каната от диаметра наружной пряди при соответствующем шаге свивке, определенный геометрически расчетным способом.3.06÷3.07 - calculated coefficient of geometric dependence of the rope diameter on the diameter of the outer strand with the corresponding lay pitch, determined geometrically by calculation.

На Магнитогорском метизно-калибровочном заводе «ММК-МЕТИЗ» были изготовлены партии канатов диаметром 28 и 38 мм, в соответствии с вышеуказанным описанием.At the Magnitogorsk hardware and calibration plant "MMK-METIZ" batches of ropes with a diameter of 28 and 38 mm were manufactured, in accordance with the above description.

Изготовленные канаты использовались для глубокого бурения на буровой установке в северном регионе России при температурах от +35°С до -45°С, на предприятиях ПАО «НК «Роснефть».The manufactured ropes were used for deep drilling at a drilling rig in the northern region of Russia at temperatures from +35°С to -45°С, at the enterprises of Rosneft Oil Company PJSC.

Заявленные параметры: фактический диаметр каната, гибкость, сопротивление к поперечным деформациям, коррозионная стойкость, показали удовлетворительную технологичность. Срок эксплуатации по сравнению с регламентированным в ГОСТ 16853-88 увеличился на 8-10%.The declared parameters: the actual diameter of the rope, flexibility, resistance to transverse deformations, corrosion resistance, showed satisfactory manufacturability. The service life in comparison with the one regulated in GOST 16853-88 increased by 8-10%.

Таким образом, заявленный канат полностью решает поставленную задачу.Thus, the claimed rope completely solves the problem.

Figure 00000005
Figure 00000005

Claims (3)

1. Канат стальной с металлоорганическим сердечником, включающий шесть обжатых наружных прядей с полосовым касанием проволок конструкции 6×26(1+5+5/5+10), свитых вокруг металлоорганического сердечника, отличающийся тем, что конструкция металлорганического сердечника 3×19(1+9+9)+3о.з. выполнена с линейным касанием проволок одинакового диаметра в наружном слое стальных прядей, при этом диаметр металлорганического сердечника рассчитывают Dмос=0,396⋅Dн.к., где Dн.к. - номинальный диаметр каната, диаметр органического заполнителя межпрядного пространства выбирают равным dо.з.=(0,5÷0,6)⋅dп.c., где dп.с. - диаметр стальной пряди сердечника.1. A steel rope with an organometallic core, including six compressed outer strands with a strip touch of wires of 6 × 26 (1 + 5 + 5/5 + 10) design, twisted around an organo-metallic core, characterized in that the design of an organo-metallic core is 3 × 19 (1 +9+9)+3o.z. made with a linear touch of wires of the same diameter in the outer layer of steel strands, while the diameter of the organometallic core is calculated D mos =0.396⋅D n.c. , where D n.c. - the nominal diameter of the rope, the diameter of the organic filler of the inter-strand space is chosen equal to d oz. =(0.5÷0.6)⋅d p.s. , where d p.s. is the diameter of the steel strand of the core. 2. Канат по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического заполнителя межпрядного пространства использовано полипропиленовое волокно.2. The rope according to claim 1, characterized in that polypropylene fiber is used as an organic filler of the interstrand space. 3. Канат по п. 1, отличающийся тем, что наружные пряди каната пластически деформированы со степенью обжатия 4-6%.3. Rope according to claim 1, characterized in that the outer strands of the rope are plastically deformed with a compression ratio of 4-6%.
RU2022111457U 2022-04-26 STEEL ROPE WITH ORGANO-METALLIC CORE RU212331U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU212331U1 true RU212331U1 (en) 2022-07-18

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012059284A1 (en) * 2010-11-05 2012-05-10 Nv Bekaert Sa Compacted hybrid elevator rope
GB2558654A (en) * 2017-01-16 2018-07-18 Univ Bath Fibre ropes and composite materials containing fibre ropes
EP2940206B1 (en) * 2014-04-29 2019-06-05 Teufelberger Seil Gesellschaft m.b.H. Hybrid cord
RU2731238C1 (en) * 2020-02-11 2020-08-31 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Steel rope with organometallic core
CN212452053U (en) * 2020-04-16 2021-02-02 江苏亚盛金属制品有限公司 High-strength steel rope for ocean oil and gas development industry

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012059284A1 (en) * 2010-11-05 2012-05-10 Nv Bekaert Sa Compacted hybrid elevator rope
EP2940206B1 (en) * 2014-04-29 2019-06-05 Teufelberger Seil Gesellschaft m.b.H. Hybrid cord
GB2558654A (en) * 2017-01-16 2018-07-18 Univ Bath Fibre ropes and composite materials containing fibre ropes
RU2731238C1 (en) * 2020-02-11 2020-08-31 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Steel rope with organometallic core
CN212452053U (en) * 2020-04-16 2021-02-02 江苏亚盛金属制品有限公司 High-strength steel rope for ocean oil and gas development industry

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3598125B2 (en) Steel cord
KR102098417B1 (en) Hybrid rope or hybrid strand
FI109034B (en) Lift Wire
US9506188B2 (en) Torque balanced hybrid rope
US4947636A (en) Metal wire cord for elastomer reinforcement
JP7113004B2 (en) hoist rope
RU212331U1 (en) STEEL ROPE WITH ORGANO-METALLIC CORE
KR102619569B1 (en) Steel cord for rubber reinforcement
RU2731238C1 (en) Steel rope with organometallic core
KR101278567B1 (en) High breaking load wire rope for use of elevetor
RU2740988C1 (en) Eight-strand steel rope
CN103993495B (en) A kind of four strands of truck cranes forge the surperficial crack resistence treatment process of rope
CN215210196U (en) Visual deep well rescue steel wire rope
CN208933725U (en) A kind of anti-fracture aviation rope
JP4153471B2 (en) Rope for operation
GB2517404A (en) Pressure resistant strands
RU186969U1 (en) STEEL ROPE WITH POLYMERIC COATING
RU109112U1 (en) ROPE STEEL MULTI-ORDER SMALL-ROLLING
CN219240132U (en) Polymer wire rope core
RU200807U1 (en) MULTI-STRING STEEL ROPE
RU200899U1 (en) Multi-strand steel rope
RU2765115C1 (en) Excavator rope
RU212236U1 (en) Wire rope
CN219315361U (en) Wear-resistant compacted steel wire rope
RU2762093C1 (en) Double-twisted steel rope with compact metal core