RU2543400C1 - Арматурный канат и способ его изготовления - Google Patents
Арматурный канат и способ его изготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2543400C1 RU2543400C1 RU2013137341/12A RU2013137341A RU2543400C1 RU 2543400 C1 RU2543400 C1 RU 2543400C1 RU 2013137341/12 A RU2013137341/12 A RU 2013137341/12A RU 2013137341 A RU2013137341 A RU 2013137341A RU 2543400 C1 RU2543400 C1 RU 2543400C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rope
- wires
- wire
- reinforcing
- outer layer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 47
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 29
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 16
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 11
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 claims description 8
- 238000002788 crimping Methods 0.000 claims description 8
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 7
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 abstract description 22
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 84
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229930091051 Arenine Natural products 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
- D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
- D07B1/0693—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core having a strand configuration
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B5/00—Making ropes or cables from special materials or of particular form
- D07B5/005—Making ropes or cables from special materials or of particular form characterised by their outer shape or surface properties
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
- E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
- E04C5/02—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance
- E04C5/03—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance with indentations, projections, ribs, or the like, for augmenting the adherence to the concrete
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2201/00—Ropes or cables
- D07B2201/20—Rope or cable components
- D07B2201/2001—Wires or filaments
- D07B2201/2002—Wires or filaments characterised by their cross-sectional shape
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2201/00—Ropes or cables
- D07B2201/20—Rope or cable components
- D07B2201/2001—Wires or filaments
- D07B2201/2007—Wires or filaments characterised by their longitudinal shape
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2201/00—Ropes or cables
- D07B2201/20—Rope or cable components
- D07B2201/2001—Wires or filaments
- D07B2201/201—Wires or filaments characterised by a coating
- D07B2201/2011—Wires or filaments characterised by a coating comprising metals
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2201/00—Ropes or cables
- D07B2201/20—Rope or cable components
- D07B2201/2015—Strands
- D07B2201/2016—Strands characterised by their cross-sectional shape
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2201/00—Ropes or cables
- D07B2201/20—Rope or cable components
- D07B2201/2015—Strands
- D07B2201/2016—Strands characterised by their cross-sectional shape
- D07B2201/2017—Strands characterised by their cross-sectional shape triangular
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2201/00—Ropes or cables
- D07B2201/20—Rope or cable components
- D07B2201/2015—Strands
- D07B2201/2021—Strands characterised by their longitudinal shape
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2201/00—Ropes or cables
- D07B2201/20—Rope or cable components
- D07B2201/2015—Strands
- D07B2201/2038—Strands characterised by the number of wires or filaments
- D07B2201/204—Strands characterised by the number of wires or filaments nine or more wires or filaments respectively forming multiple layers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2205/00—Rope or cable materials
- D07B2205/30—Inorganic materials
- D07B2205/3021—Metals
- D07B2205/3071—Zinc (Zn)
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2501/00—Application field
- D07B2501/20—Application field related to ropes or cables
- D07B2501/2015—Construction industries
- D07B2501/2023—Concrete enforcements
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B3/00—General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Ropes Or Cables (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при производстве преднапряженной и закладной канатной арматуры. Арматурный канат состоит из центральной проволоки и расположенных вокруг нее по спирали повивочных проволок внутреннего слоя и повивочных проволок внешнего слоя, каждая из которых имеет участок поверхности, являющийся частью наружной поверхности каната. Расстояние между поверхностями повивочных проволок внешнего слоя составляет не менее половины их радиального размера сечения, при этом на обращенных друг к другу участках поверхности смежных проволок выполнены непрерывные по длине спиральные грани, а участок поверхности каждой из повивочных проволок внешнего слоя, являющийся частью наружной поверхности каната, имеет, по меньшей мере, одну обжатую часть, непрерывную по всей длине указанных проволок. Представлен также способ изготовления такого каната, состоящий из этапов, на которых изготавливают проволоки круглого сечения, свивают проволоки с помощью канатовьющей машины с вращающимся ротором, осуществляют пластическое обжатие свитого каната путем деформации повивочных проволок в по меньшей мере одном роликовом калибре, вращающемся относительно оси каната, подвергают обжатый канат термомеханической обработке. Существенно увеличивается выносливость каната, при одновременном обеспечении высокого сцеплением с бетоном в продольном направлении и в направлении ввинчивания. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 10 ил.
Description
Изобретение относится к канатному производству и может быть использовано при производстве напряженной и закладной арматуры, предназначенной для армирования монолитных строений и других изделий из бетона.
Известен арматурный семипроволочный канат по ГОСТ Р 53772-2010, состоящий из центральной проволоки с гладкой поверхностью и шести проволок с гладкой поверхность наружного слоя, свитых по спирали. Недостатком данной конструкции является относительно низкое сцепление с бетоном. Данный фактор обусловлен низким сцеплением бетона с гладкой поверхностью проволок, а также незначительным размером промежутков между описанной вокруг сечения каната окружностью и поверхностью наружных проволок, не оставляющим пространства для формирования прочных гребней бетона под образующей каната и, кроме того, малым наклоном этих промежутков к оси каната. В сочетании с гладкой поверхностью проволок это провоцирует эффект ввинчивания каната в бетон по собственному оттиску.
Известен арматурный семипроволочный канат по патенту DE 1659265, в котором проволоки имеют дополнительное периодическое профилирование в виде выступов и впадин, охватывающих с трех сторон всю поверхность повивочных проволок. Данная конструкция каната обеспечивает более высокое сцепление поверхности проволок с бетоном. Известный канат имеет дополнительное механическое зацепление в направлении ввинчивания, однако в целом не обеспечивает высокого сцепления с бетоном из-за узких промежутков между описанной вокруг сечения каната окружностью и поверхностью наружных проволок, не оставляющих пространства для формирования прочных гребней бетона под образующей каната. Другим недостатком известного арматурного каната является снижение выносливости и релаксационной стойкости относительно аналогичного каната из гладких проволок. Оно связано с тем, что периодический профиль формирует многочисленные концентраторы напряжений, которые сами по себе снижают механические свойства, и, кроме того, периодический профиль на контактирующих поверхностях обусловливает точечный контакт между смежными проволоками, что дополнительно усиливает концентрацию напряжений, а также снижает релаксационную стойкость из-за локального внедрения смежных проволок друг в друга в точках контакта и вызванных этим смещения на меньший радиус укладки и непосредственного увеличения длины проволок, приводящих к увеличению длины каната при работе в конструкциях, и, как следствие, снижению предварительного натяжения.
Наиболее близким аналогом каната согласно настоящему изобретению является арматурный канат по патенту RU 2431024, содержащий центральную проволоку и навитые вокруг нее по спирали повивочные проволоки с периодическим профилем. Периодический профиль выполнен в виде наклонных выступов над образующей обжатой поверхности каната, а участки поверхности проволок, контактирующие с другими проволоками, выполнены в форме спирально расположенных плоских площадок. Периодический профиль нанесен на наружный участок поверхности повивочных проволок, а промежутки между описанной вокруг сечения каната окружностью и поверхностью наружных проволок имеют увеличенные по сравнению с промежутками в круглопроволочном канате размеры за счет формы сечения наружных проволок и расположения проволок таким образом, чтобы контур, соединяющий по касательной наружные участки проволок повива, был приближен к треугольнику со скругленными углами.
Известный канат имеет высокое сцепление за счет больших промежутков между описанной вокруг сечения каната окружностью и поверхностью наружных проволок, оставляющих пространство для формирования прочных гребней бетона под образующей каната, большого контура обволакивания и механического зацепления в направлении ввинчивания, а также обладает повышенной относительно предыдущего рассмотренного аналога выносливостью за счет поверхностного контакта между проволоками, меньшего количества элементов периодического профиля и их расположения только на наружной поверхности каната и над пластически обжатой поверхностью, что снижает концентрацию напряжений при нанесении.
Недостатком известной конструкции каната является наличие концентраторов напряжений в виде выступов периодического профиля на всех повивочных проволоках. Данные концентраторы напряжений значительно снижают свойства армируемых конструкций при критических нагрузках. Кроме того, выполнение периодического профилирования в виде необжатых выступов над обжатой поверхностью повивочных проволок обусловливает неоднородные по длине свойства обжатых и необжатых участков поверхности. Это также формирует интенсивные растягивающие напряжения на границе между обжатыми и необжатыми участками каната, в частности на поперечных поверхностях периодического профиля, что не позволяет обеспечить максимальную выносливость и релаксационную стойкость.
Известен способ изготовления арматурного каната по патенту RU 2431024, включающий изготовление проволок круглого сечения, свивку проволок в канат фасонного спирального сечения и пластическое обжатие каната с одновременным нанесением периодического профиля путем деформации непосредственно в очаге свивки вдоль наружной поверхности повивочных проволок в фасонном роликовом калибре с наклонными роликами.
Недостатком известного способа является неизбежное формирование концентраторов напряжений при нанесении периодического профиля в виде выступов над обжимаемой поверхностью, что снижает выносливость изготавливаемого каната. Кроме того, при обжатии поверхности и одновременном нанесении периодического профиля одним роликом на проволоках, расположенных на существенно отличающихся расстояниях от оси каната, проволоки двигаются относительно поверхности ролика с различными скоростями. При этом возникают дефекты в виде «смазанных» и «надорванных» участков профиля, усиливающих концентрацию напряжений. Другим недостатком способа является отсутствие термомеханической обработки, дополнительно повышающей эксплуатационные характеристики каната.
Задачей изобретения является разработка арматурного каната и способа его изготовления, благодаря которым канат обладает повышенной выносливостью с уменьшенным количеством концентраторов напряжений в проволоках и при этом высоким сцеплением с бетоном как в направлении продольного перемещения, так и в направлении ввинчивания.
Указанная задача решается тем, что арматурный канат состоит из центральной проволоки и навитых вокруг нее по спирали в два концентрических слоя повивочных проволок, причем каждая повивочная проволока имеет участок поверхности, являющийся частью наружной поверхности каната, а каждая повивочная проволока внешнего слоя расположена в пазу между двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя, и ее поверхность находится от поверхности ближайшей повивочной проволоки внешнего слоя на расстоянии не менее половины собственного радиального размера сечения, при этом на обращенных друг к другу участках поверхности смежных проволок выполнены непрерывные по длине спиральные грани, а участок поверхности каждой из повивочных проволок внешнего слоя, выходящий на наружную поверхность каната, имеет по меньшей мере одну обжатую часть, непрерывную по всей длине указанных проволок.
При этом понятие «непрерывные по длине спиральные грани» означает участки поверхности центральной и повивочных проволок, расположенные на их поверхности по спирали с шагом, равным шагу свивки каната, и имеющие видимые невооруженным взглядом границы с остальной поверхностью указанных проволок, причем поперечная образующая указанных участков представляет собой прямую линию или дугу с радиусом кривизны, не менее чем вдвое превышающим радиус кривизны остальных участков поверхности.
Выполнение каната в два концентрических слоя и расположение повивочных проволок внешнего слоя со значительным расстоянием между ними формирует выраженный, но при этом плавно изменяющийся профиль поверхности каната, оставляющий промежутки для формирования массивных и прочных гребней бетона под описанной вокруг сечения каната окружностью. Наличие непрерывных по длине обжатых частей на наружной поверхности обеспечивает равномерность по длине механических свойств каната и отсутствие выраженных концентраторов напряжений. Глубокие и протяженные выступы профиля позволяют сформировать массивные гребни бетона под образующей каната, что обеспечивает высокое сцепление с бетоном в продольном направлении. Расположение повивочных проволок внешнего слоя в пазах между повивочными проволоками внутреннего слоя и наличие спиральных граней в местах контакта смежных проволок обеспечивает надежную фиксацию каждой проволоки каната в заданном положении.
Кроме того, арматурный канат может быть выполнен таким образом, что участок поверхности как минимум одной повивочной проволоки внутреннего слоя, являющийся частью наружной поверхности каната, имеет по меньшей мере одну обжатую часть, непрерывную по всей длине указанной проволоки. Такое исполнение увеличивает степень обжатия повивочных проволок внутреннего слоя и центральной проволоки, что позволяет увеличить ширину спиральных граней на них и, тем самым, обеспечить максимально надежную фиксацию проволок в структуре каната.
При этом обжатые части поверхности повивочных проволок на наружной поверхности каната могут быть выполнены прямолинейными в поперечном сечении. Такое исполнение является наиболее технологичным в производстве и при фиксации каната зажимами, также оно наиболее эффективно при использовании арматурных канатов в бетоне с инертными заполнителями крупной фракции.
Кроме того, обжатые части поверхности повивочных проволок на наружной поверхности каната могут быть выполнены выпуклыми или вогнутыми в поперечном сечении. Такое исполнение позволяет увеличить поверхность контакта арматурного каната с бетоном и тем самым повысить адгезионное и фрикционное сцепление в бетонах с инертными заполнителями мелкой фракции.
Также арматурный канат может быть выполнен таким образом, что обжатая часть поверхности по меньшей мере одной повивочной проволоки имеет периодический профиль, представляющий собой фрагменты обжатой части поверхности, имеющие образующую, отличную от образующей остальной обжатой части данной поверхности. Такое исполнение эффективно для условий повышенной вибрационной нагрузки на арматуру, когда для предотвращения эффекта ввинчивания необходимо механическое сцепление арматуры с бетоном в направлении ввинчивания.
Кроме того, арматурный канат может быть выполнен таким образом, что наружная поверхность каната, включая обжатые части, имеет шероховатость, превышающую шероховатость поверхности спиральных граней не менее чем на 1 класс. Такое исполнение обеспечивает повышенное, относительно исходных обжатых в роликовом калибре частей, сцепление с бетоном, а также снижение и выравнивание остаточных напряжений на наружной поверхности каната и в поверхностном слое металла.
Также арматурный канат может иметь антикоррозионное покрытие проволок. Антикоррозионное покрытие может быть выполнено из материала, основным компонентом которого является цинк. Такое исполнение эффективно для применения в железобетонных конструкциях, находящихся под регулярным воздействием воды, соли и иных способствующих коррозии веществ.
По одному из вариантов конструкции арматурный канат может быть устроен таким образом, что внутренний слой состоит из шести повивочных проволок, а внешний слой состоит из трех повивочных проволок, расположенных через равные промежутки друг от друга. В других вариантах исполнения арматурный канат может иметь во внутреннем слое шесть повивочных проволок, а во внешнем слое две или шесть повивочных проволок, во внутреннем слое восемь повивочных проволок, а во внешнем слое две, четыре или восемь повивочных проволок, либо девять повивочных проволок во внутреннем слое и три или шесть повивочных проволок во внешнем слое. Варианты конструкции каната позволяют реализовать различные соотношения абсолютных и удельных прочностных характеристик каната, а также различные соотношения прочностных характеристик и сцепления с бетоном.
Указанная задача решается также тем, что в способе изготовления арматурного каната последовательно изготавливают проволоки круглого сечения, свивают проволоки с помощью канатовьющей машины с вращающимся ротором в спиральный канат, таким образом, что вокруг центральной проволоки располагаются два концентрических слоя проволок, причем каждая повивочная проволока внешнего слоя расположена в пазе между двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя и ее поверхность находится от поверхности ближайшей повивочной проволоки внешнего слоя на расстоянии не менее половины собственного радиального размера сечения. Затем осуществляют пластическое обжатие каната путем деформации вдоль наружной поверхности повивочных проволок по меньшей мере в одном роликовом калибре, при этом роликовый калибр вращают относительно оси каната синхронно с вращением ротора канатовьющей машины. Далее обжатый канат подвергают термомеханической обработке. При этом термомеханическая обработка каната может включать в себя натяжение каната и по меньшей мере один цикл нагрев - охлаждение.
Благодаря такому способу изготовления обеспечивается равномерное по длине пластическое обжатие каната, так как каждая взаимодействующая с роликами калибра или последовательных калибров повивочная проволока каната постоянно обжимается одними и теми же роликами, вращающимися совместно с ней относительно оси каната и благодаря этому сохраняющими неизменное угловое и радиальное положение относительно деформируемой проволоки, что обеспечивает со стороны роликов постоянную по величине и направлению приложения нагрузку на каждую проволоку. При этом на наружной поверхности каната формируется непрерывная по длине повивочной проволоки обжатая часть. Соответственно, проволоки, непосредственно взаимодействующие с роликами, воздействуют на другие проволоки также с постоянным по величине и направлению усилием, формируя непрерывные и постоянные по величине спиральные грани на собственной поверхности и поверхности взаимодействующих проволок, включая центральную. При этом непрерывность обжатия обеспечивает равномерность свойств по длине каждой из проволок, а также отсутствие выраженных концентраторов напряжений.
Кроме того, способ изготовления арматурного каната на этапе пластического обжатия в роликовом калибре может включать в себя формирование периодического профиля, представляющего собой отдельные участки обжатой части наружной поверхности каната. Такой вариант способа изготовления каната позволяет обеспечить максимально высокие характеристики его сцепления с бетоном.
При этом пластическое обжатие могут осуществлять непосредственно в очаге свивки. Это позволяет полностью исключить возможность формирования известного в канатном производстве дефекта так называемого «фонаря». Также пластическое обжатие могут осуществлять после свивки. Этот вариант способа изготовления каната упрощает осуществление пластического обжатия, но требует мероприятий по предотвращению дефекта «фонаря».
Кроме того, после пластического обжатия арматурного каната могут осуществлять струйную обработку его наружной поверхности сыпучим материалом. Струйную обработку могут осуществлять после нагрева каната и совместить с его охлаждением в процессе стабилизации. Также струйную обработку могут осуществлять после нагрева каната и перед его охлаждением, после нагрева и охлаждения каната или до нагрева каната. В качестве сыпучего материала могут использовать дробь или стружку из материала, формирующего на поверхности проволок антикоррозионное покрытие. Дополнительная поверхностная пластическая деформация в процессе струйной обработки сыпучим материалом, уменьшая и выравнивая остаточные напряжения, повышает выносливость каната, а попутно способствует поверхностному упрочнению, что также является положительным эффектом. Одновременно за счет увеличения шероховатости поверхности, дополнительно увеличивается сцепление арматурного каната с бетоном.
Также могут формировать антикоррозионное покрытие, нанося его на поверхность проволоки после ее изготовления и до свивки. Такой вариант способа позволяет обеспечить наличие антикоррозионного покрытия на всей поверхности проволок. При этом в любом из вышеуказанных вариантов способа изготовления арматурного каната с антикоррозионным покрытием основным компонентом материала антикоррозионного покрытия может являться цинк.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 схематично изображен внешний вид арматурного каната конструкции 1+6+3;
на фиг.2 схематично изображен внешний вид и взаимное расположение повивочных проволок внутреннего слоя каната конструкции 1+6+3;
на фиг.3 схематично изображен внешний вид и взаимное расположение центральной проволоки и повивочных проволок внешнего слоя каната конструкции 1+6+3;
на фиг.4 схематично изображено поперечное сечение арматурного каната конструкции 1+6+3;
на фиг.5 схематично изображено поперечное сечение арматурного каната конструкции 1+6+3 с периодическим профилем на наружных поверхностях повивочных проволок внутреннего слоя;
на фиг.6 схематично изображен внешний вид арматурного каната конструкции 1+6+3 с периодическим профилем на наружных поверхностях повивочных проволок внутреннего слоя;
на фиг.7 схематично изображено поперечное сечение арматурного каната конструкции 1+6+3 с антикоррозионным покрытием поверхности (без соблюдения масштаба);
на фиг.8 схематично изображено поперечное сечение арматурного каната конструкции 1+6+2;
на фиг.9 схематично изображено поперечное сечение арматурного каната конструкции 1+8+4;
на фиг.10 схематично изображено поперечное сечение арматурного каната конструкции 1+9+3.
Арматурный канат согласно одному из вариантов осуществления изобретения представлен на фиг.1-4. По оси каната расположена прямолинейная центральная проволока 1 (фиг.1, 3, 4), вокруг которой по винтовой линии расположены шесть повивочных проволок 2 внутреннего слоя (фиг.1, 2, 4), плотно прилегающих друг к другу и к центральной проволоке 1. В пазах 3 (фиг.2) между повивочными проволоками 2 внутреннего слоя расположены три повивочные проволоки 4 внешнего слоя (фиг.1, 3, 4), плотно прилегающие к повивочным проволокам 2 внутреннего слоя. В изображенном примере с принятыми для данного типоразмера величиной и формой обжатия каната поверхности повивочных проволок 4 внешнего слоя находятся друг от друга на расстоянии l=1,94×d, где d - радиальный размер повивочных проволок 4 внешнего слоя. Участки поверхности повивочных проволок 2 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя, контактирующие с поверхностью центральной проволоки 1 и смежных повивочных проволок 2 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя, а также участки поверхности центральной проволоки 1, контактирующие с поверхностью повивочных проволок 2 внутреннего слоя, выполнены в форме спиральных граней 5 (фиг.1, 2, 3, 4), представляющих собой участки поверхности указанных проволок, представляющие собой в поперечном сечении прямые линии и имеющие видимые невооруженным взглядом границы с остальной поверхностью указанных проволок. На участках повивочных проволок 2 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя, выходящих на наружную поверхность каната, имеются непрерывные обжатые части 6 (фиг.1, 3, 4), при этом на каждой повивочной проволоке 2 внутреннего слоя имеется одна обжатая часть 6, а на каждой повивочной проволоке 4 внешнего слоя имеются две обжатые части 6. В изображенном частном случае исполнения две повивочные проволоки 4 внешнего слоя и расположенные между ними две повивочные проволоки 2 внутреннего слоя имеют обжатые части с общей образующей 7 (фиг.4), имеющей вид прямой линии.
На фиг.5 и 6 изображен вариант выполнения арматурного каната конструкции 1+6+3, согласно которому на поверхности повивочных проволок 2 внутреннего слоя нанесен периодический профиль в виде фрагментов 8 обжатой части 6, имеющих формы образующих, отличные от образующих 7 остальной поверхности обжатой части 6, на которой они выполнены. Кроме того, на поверхности непрерывных обжатых частей 6, а также на остальных участках повивочных проволок 2 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя, выходящих на наружную поверхность каната, имеется шероховатость четвертого класса.
На фиг.7 представлен вариант выполнения арматурного каната конструкции 1+6+3 с антикоррозионным покрытием 9 в виде слоя цинка на поверхности центральной проволоки 1, повивочных проволок 2 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя.
На фиг.8 представлен вариант выполнения каната конструкции 1+6+2. По оси каната расположена прямолинейная центральная проволока 1, вокруг которой по винтовой линии расположены шесть повивочных проволок 2 внутреннего слоя, плотно прилегающих друг к другу и к центральной проволоке 1, а также две повивочные проволоки 4 внешнего слоя, плотно прилегающие к повивочным проволокам 2 внутреннего слоя. В изображенном примере с принятыми для данного типоразмера величиной и формой обжатия каната поверхности повивочных проволок 4 внешнего слоя находятся друг от друга на расстоянии l=2,14×d. Обжатые части 6 повивочных проволок 2 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя имеют общую образующую 7, выполненную в виде прямой линии, при этом на каждой повивочной проволоке 2 внутреннего слоя, непосредственно примыкающей к повивочной проволоке 4 внешнего слоя, имеется одна обжатая часть 6, а на каждой из повивочных проволок 4 внешнего слоя и на каждой из двух повивочных проволок 2 внутреннего слоя, не примыкающих к какой-либо из повивочных проволок 4 внешнего слоя, имеются две обжатые части 6.
На фиг.9 представлен вариант выполнения каната конструкции 1+8+4. По оси каната расположена прямолинейная центральная проволока 1, вокруг которой по винтовой линии расположены восемь повивочных проволок 2 внутреннего слоя, плотно прилегающих друг к другу и к центральной проволоке 1, четыре повивочные проволоки 4 внешнего слоя, плотно прилегающие к повивочным проволокам 2 внутреннего слоя. В изображенном примере с принятыми для данного типоразмера величиной и формой обжатия каната поверхности повивочных проволок 4 внешнего слоя находятся друг от друга на расстоянии l=1,68×d. Обжатые части 6 повивочных проволок 2 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя имеют общую образующую 7 в форме дуги, обращенной выпуклостью к центру каната, при этом на каждой повивочной проволоке 2 внутреннего слоя имеется одна вогнутая обжатая часть 6, а на каждой из повивочных проволок 4 внешнего слоя имеются две вогнутые обжатые части 6.
На фиг.10 представлен вариант выполнения каната конструкции 1+9+3. По оси каната расположена прямолинейная центральная проволока 1, вокруг которой по винтовой линии расположены девять повивочных проволок 2 внутреннего слоя, плотно прилегающих друг к другу и к центральной проволоке 1, три повивочные проволоки 4 внешнего слоя, плотно прилегающие к повивочным проволокам 2 внутреннего слоя. В изображенном примере с принятыми для данного типоразмера величиной и формой обжатия каната поверхности повивочных проволок 4 внешнего слоя находятся друг от друга на расстоянии l=2,16×d. Обжатые части 6 повивочных проволок 2 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя имеют общую образующую 7 в форме дуги, обращенной выпуклостью от центра каната, при этом на всех повивочных проволоках 2 внутреннего слоя, непосредственно примыкающих к повивочной проволоке 4 внешнего слоя, обжатые части 6 отсутствуют, на каждой из трех повивочных проволок 2 внутреннего слоя, не примыкающих к какой-либо из повивочных проволок 4 внешнего слоя, имеется одна выпуклая обжатая часть 6, а на каждой из повивочных проволок 4 внешнего слоя имеются две выпуклые обжатые части 6.
Описанное конструктивное выполнение арматурного каната позволяет обеспечить высокую выносливость за счет равномерных и низких остаточных напряжений в наружной поверхности, в том числе на профилированных участках.
Изготавливают арматурный канат следующим образом.
Предварительно изготавливают проволоки 1, 2 и 4 круглого сечения. После изготовления проволоки могут быть покрыты антикоррозионным покрытием, например, на основе цинка. Далее проволоки свивают между собой в канат с помощью любой известной канатовьющей машины, например, бугельного типа. Непосредственно в очаге свивки каната его подвергают обжатию во вращающемся совместно с ротором канатовьющей машины роликовом калибре. В результате обжатия проволоки плотно прижимаются друг к другу и деформируются, при этом на контактирующих поверхностях центральной проволоки 1, а также повивочных проволок 2 и 4 внутреннего и внешнего слоев формируются спиральные грани 5, а на поверхности каната в местах взаимодействия повивочных проволок 2 и 4 с роликами калибра формируются непрерывные обжатые части 6. Одновременно с обжатием каната на наружный участок повивочных проволок 2 внутреннего слоя, либо повивочных проволок 2 и 4 внутреннего и внешнего слоев может быть нанесен периодический профиль в виде фрагментов 8 обжатой части 6, имеющих формы образующих, отличные от образующих 7 остальной поверхности обжатой части 6, на которой они выполнены.
Далее сформированный канат натягивают до усилия, составляющего 50-80% от усилия разрыва, посредством любого известного способа, например, между двумя кабестанами, каждый из которых представляет собой набор из приводного и неприводного шкивов. В промежутке между прохождением первого и второго кабестанов, когда арматурный канат находится под натяжением, осуществляют его нагрев до температуры 370-430 градусов посредством индуктора, после чего осуществляют принудительное охлаждение натянутого каната также в промежутке между первым и вторым кабестанами.
Кроме того, после свивки каната его поверхность может быть дополнительно подвергнута струйной обработке сыпучим материалом с целью одновременного увеличения шероховатости поверхности и сглаживания остаточных напряжений. В качестве сыпучего материала могут использовать металлическую дробь или стружку. Кроме того, в качестве сыпучего материала может использоваться цинковая дробь с целью одновременного нанесения антикоррозионного покрытия. Струйную обработку сыпучим материалом производят после свивки каната, при этом предпочтительной является обработка нагретого каната, позволяющая воздействовать на микроструктуру его наружной поверхности в состоянии, когда подвижность дислокации максимальна. Также данную обработку могут производить после охлаждения каната, чтобы совместить воздействие на микроструктуру его наружной поверхности с механическим удалением остающейся в нем влаги.
По завершении охлаждения канат проходит через второй кабестан и поступает на катушку-накопитель. После того как канатовьющая машина израсходует проволоку хотя бы на одной из установленных в ее роторе или на внешней размотке катушек, технологический процесс прерывают для заправки канатовьющей машины проволокой, одновременно с этим производят замену катушки-накопителя аналогичной пустой катушкой-накопителем, а заполненную катушку-накопитель сдвигают на участок перемотки, где намотанный на катушку-накопитель готовый канат перематывают на тарные катушки или в бухты и упаковывают известными способами.
Claims (21)
1. Арматурный канат, состоящий из центральной проволоки и расположенных вокруг нее по спирали в два концентрических слоя повивочных проволок, причем каждая повивочная проволока имеет участок поверхности, являющийся частью наружной поверхности каната, а каждая повивочная проволока внешнего слоя расположена в пазу между двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя, причем расстояние между поверхностями повивочных проволок внешнего слоя составляет не менее половины их радиального размера сечения, при этом на обращенных друг к другу участках поверхности смежных проволок выполнены непрерывные по длине спиральные грани, а участок поверхности каждой из повивочных проволок внешнего слоя, являющийся частью наружной поверхности каната, имеет по меньшей мере одну обжатую часть, непрерывную по всей длине указанных проволок.
2. Арматурный канат по п.1, в котором участок поверхности как минимум одной повивочной проволоки внутреннего слоя, являющийся частью наружной поверхности каната, имеет по меньшей мере одну обжатую часть, непрерывную по всей длине указанной проволоки.
3. Арматурный канат по любому из пп.1 и 2, в котором обжатые части поверхности повивочных проволок на наружной поверхности каната выполнены прямолинейными в поперечном сечении.
4. Арматурный канат по любому из пп.1 и 2, в котором обжатые части поверхности повивочных проволок на наружной поверхности каната выполнены выпуклыми или вогнутыми в поперечном сечении.
5. Арматурный канат по любому из пп.1 и 2, в котором обжатая часть поверхности по меньшей мере одной повивочной проволоки имеет периодический профиль, представляющий собой фрагменты обжатой части поверхности, имеющие образующую, отличную от образующей остальной обжатой части данной поверхности.
6. Арматурный канат по п.1, в котором наружная поверхность каната имеет шероховатость, превышающую шероховатость поверхности спиральных граней не менее чем на 1 класс.
7. Арматурный канат по п.1, в котором проволоки имеют антикоррозионное покрытие.
8. Арматурный канат по п.7, в котором основным компонентом антикоррозионного покрытия является цинк.
9. Арматурный канат по п.1, в котором внутренний слой состоит из 6 повивочных проволок, а внешний слой состоит из 3, 2 или 6 повивочных проволок.
10. Арматурный канат по п.1, в котором внутренний слой состоит из 8 повивочных проволок, а внешний слой состоит из 2, 4 или 8 повивочных проволок.
11. Арматурный канат по п.1, в котором внутренний слой состоит из 9 повивочных проволок, а внешний слой состоит из 3 или 6 повивочных проволок.
12. Способ изготовления арматурного каната, включающий в себя этапы, на которых изготавливают проволоки круглого сечения, свивают проволоки с помощью канатовьющей машины с вращающимся ротором в спиральный канат таким образом, что вокруг центральной проволоки располагаются два концентрических слоя повивочных проволок, причем каждая повивочная проволока имеет участок поверхности, являющийся частью наружной поверхности каната, а каждая повивочная проволока внешнего слоя расположена в пазу между двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя, и ее поверхность находится от поверхности ближайшей повивочной проволоки внешнего слоя на расстоянии не менее половины собственного радиального размера сечения, осуществляют пластическое обжатие свитого каната путем деформации повивочных проволок вдоль их наружной поверхности в по меньшей мере одном роликовом калибре, при этом роликовый калибр вращают относительно оси каната синхронно с вращением ротора канатовьющей машины, и подвергают обжатый канат термомеханической обработке.
13. Способ по п.12, в котором термомеханическая обработка каната включает в себя натяжение каната и по меньшей мере один цикл нагрев-охлаждение.
14. Способ по п.12, в котором этап пластического обжатия каната в роликовом калибре включает в себя формирование периодического профиля на наружной поверхности каната.
15. Способ по п.12, в котором пластическое обжатие каната осуществляют непосредственно в очаге свивки.
16. Способ по п.12, в котором пластическое обжатие каната производят после свивки.
17. Способ по п.12, в котором после пластического обжатия каната дополнительно осуществляют струйную обработку его поверхности сыпучим материалом.
18. Способ по п.17, в котором струйную обработку поверхности каната осуществляют перед нагревом каната, или между его нагревом и охлаждением, или после его охлаждения при термомеханической обработке.
19. Способ по п.17, в котором струйную обработку поверхности каната производят дробью из материала, формирующего на поверхности проволок антикоррозионное покрытие.
20. Способ по п.12, в котором после изготовления проволоки ее поверхность покрывают антикоррозионным покрытием.
21. Способ по любому из пп.19 или 20, в котором основным компонентом антикоррозионного покрытия является цинк.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013137341/12A RU2543400C1 (ru) | 2013-08-08 | 2013-08-08 | Арматурный канат и способ его изготовления |
PCT/RU2014/000594 WO2015020571A1 (ru) | 2013-08-08 | 2014-08-07 | Арматурный канат и способ его изготовления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013137341/12A RU2543400C1 (ru) | 2013-08-08 | 2013-08-08 | Арматурный канат и способ его изготовления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2543400C1 true RU2543400C1 (ru) | 2015-02-27 |
Family
ID=52461757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013137341/12A RU2543400C1 (ru) | 2013-08-08 | 2013-08-08 | Арматурный канат и способ его изготовления |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2543400C1 (ru) |
WO (1) | WO2015020571A1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU177981U1 (ru) * | 2017-11-01 | 2018-03-19 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" | Канат для армирования железобетонных конструкций |
RU2732564C2 (ru) * | 2017-04-17 | 2020-09-21 | Лев Маркович Зарецкий | Арматурный канат открытой конструкции с полимерным покрытием |
RU222364U1 (ru) * | 2023-11-07 | 2023-12-21 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Арматурный канат |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102001319B1 (ko) * | 2016-05-11 | 2019-07-17 | 아사히 인텍크 가부시키가이샤 | 와이어 로프 |
KR20200127194A (ko) * | 2018-03-01 | 2020-11-10 | 악트시오네르노예 오브체스트보 “아르마스틸 테크놀로지스” | 증가된 결합도를 갖는 보강 케이블 |
JP6631979B2 (ja) * | 2018-05-16 | 2020-01-15 | 朝日インテック株式会社 | ワイヤーロープ |
MD4872C1 (ru) * | 2022-07-01 | 2024-05-31 | Николай БОГУСЛАВСКИЙ | Арматура для железобетонных конструкций и способ ее изготовления |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU598989A1 (ru) * | 1977-01-04 | 1978-03-25 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Отдел Стальных Канатов Научно-Исследовательского Института Метизной Промышленности | Способ изготовлени спирального проволочного каната |
RU2020222C1 (ru) * | 1991-04-23 | 1994-09-30 | Арендное общество - Предприятие "СевкавНИПИагропром" | Арматурный канат |
RU2256755C1 (ru) * | 2003-10-27 | 2005-07-20 | Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова | Способ изготовления арматурного каната |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004511683A (ja) * | 2000-01-13 | 2004-04-15 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | コンクリート構造物用補強棒 |
RU2431024C2 (ru) * | 2009-12-07 | 2011-10-10 | Лев Маркович Зарецкий | Арматурный канат и способ его изготовления |
-
2013
- 2013-08-08 RU RU2013137341/12A patent/RU2543400C1/ru active IP Right Revival
-
2014
- 2014-08-07 WO PCT/RU2014/000594 patent/WO2015020571A1/ru active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU598989A1 (ru) * | 1977-01-04 | 1978-03-25 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Отдел Стальных Канатов Научно-Исследовательского Института Метизной Промышленности | Способ изготовлени спирального проволочного каната |
RU2020222C1 (ru) * | 1991-04-23 | 1994-09-30 | Арендное общество - Предприятие "СевкавНИПИагропром" | Арматурный канат |
RU2256755C1 (ru) * | 2003-10-27 | 2005-07-20 | Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова | Способ изготовления арматурного каната |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2732564C2 (ru) * | 2017-04-17 | 2020-09-21 | Лев Маркович Зарецкий | Арматурный канат открытой конструкции с полимерным покрытием |
RU177981U1 (ru) * | 2017-11-01 | 2018-03-19 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" | Канат для армирования железобетонных конструкций |
RU222364U1 (ru) * | 2023-11-07 | 2023-12-21 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Арматурный канат |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015020571A1 (ru) | 2015-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2543400C1 (ru) | Арматурный канат и способ его изготовления | |
JP3598125B2 (ja) | スチールコード | |
KR101491907B1 (ko) | 하이브리드 코어 로프 | |
US6140589A (en) | Multi-wire SZ and helical stranded conductor and method of forming same | |
KR101433985B1 (ko) | 엘라스토머 보강용 단일 꼬임 스틸 코드 | |
WO2006043311A1 (ja) | 高強度繊維複合材からなるケーブル | |
EP3009560B1 (en) | Method of manufacturing a steel cord for a tire reinforcement | |
US8677725B2 (en) | Reinforcement cable | |
WO2016022042A2 (ru) | Арматурный канат с повышенным сцеплением и способ его изготовления | |
JP2013513038A5 (ru) | ||
RU2431024C2 (ru) | Арматурный канат и способ его изготовления | |
WO2019168424A1 (ru) | Арматурный канат с повышенным сцеплением | |
RU186798U1 (ru) | Канат-троллей | |
RU2740988C1 (ru) | Канат стальной восьмипрядный | |
RU2732564C2 (ru) | Арматурный канат открытой конструкции с полимерным покрытием | |
RU177981U1 (ru) | Канат для армирования железобетонных конструкций | |
RU187929U1 (ru) | Канат-троллей | |
RU174518U1 (ru) | Стальной прядевый канат с полимерным материалом | |
RU2730136C1 (ru) | Арматурный канат (варианты) и способ его изготовления | |
RU2692267C1 (ru) | Способ получения каната для обслуживания скважин | |
RU2167968C2 (ru) | Витая проволочная структура | |
JP2010144305A (ja) | 動索用ロープ | |
RU2137869C1 (ru) | Металлокорд и способ его получения, металлокордовая ткань и устройство для деформирования усиливающего элемента металлокорда | |
RU2008148766A (ru) | Арматурный канат и способ его изготовления | |
JP2004308065A (ja) | 高強度繊維複合材ケーブル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150809 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20171013 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210323 |