Вступ

Основою конструкції і головним резервом покращання надійності усіх підвісних канатних систем є несучий канат, який несе основне навантаження під час роботи. Вартість несучого канату становить 30–40 % вартості всієї установки. За термін служби інших вузлів канатне оснащення доводиться змінювати декілька разів.
Виявлення і усунення причин, що негативно впливають на зношування несучих канатів, спричиняє вдосконалення проектування нових підвісних систем з мінімальною металоємністю і вартістю.
Основний вплив на довговічність несучих канатів мають вантажні каретки. Від конструкції рухомого складу і типу несучого канату, матеріалів контактуючої пари (канат–колесо), а також режимів їхньої спільної роботи залежить довговічність їхніх конструктивних елементів, механічна надійність і безпека роботи всієї системи.
У разі значної довжини і малої жорсткості, які мають канати, під час згину їх можна вважати абсолютно гнучкими і використовувати для розрахунку положення теорії гнучкої нитки [1–6].
У технічній літературі відомі роботи, присвячені дослідженню гнучких ниток, які належать ще до XIX століття. Автором перших досліджень гнучких ниток стосовно до висячих мостів був Нав’є (1830).
Пізніше розрахунком гнучких ниток займалися Петер Усов (1864), Регаль (1885), Л.Ф. Нікалі (1893), С.П. Тимошенко (1911), Н.Н. Читинський (1911), Лейнекугель-Лекон (1911) та ін.
Перший правильний розв’язок задачі розрахунку гнучкої нитки під дією власної ваги і одиничного вантажу належить проф. А.І. Дукельському (1932), який потім опублікував фундаментальні праці, присвячені розрахунку підвісних канатних доріг і кабельних кранів (1938–1951 рр.) До робіт того часу в галузі теорії розрахунку гнучких ниток, як несучих елементів висячих систем, належать роботи Г.П. Передерія (1933) С.А. Чапліна (1937), Р.Н. Мацелінського (1950) та інших.
Значний внесок у розвиток теорії розрахунку канатів як гнучких ниток зробив акад. Г.М. Савін (1950–1970 рр.). Найдокладнішу загальну теорію розрахунку гнучких ниток розробив
проф. В.К. Качурін (1942–1962 рр.) який зазначає, що не передбачував створення теорії для розрахунку гнучких ниток у конкретній галузі, а формулював задачу розроблення загальної теорії розрахунку гнучких ниток для її подальшого розвитку стосовно різних галузей техніки.
Перші роботи в галузі дослідження канатів півпідвісних пасажирських і лісотранспортних установок були опубліковані з початком інтенсив ного їх впровадження в гірських районах. До них належать роботи Б.Г. Гулісашвілі (1949–1952 рр.) Н.С. Тодорова (1953), В.Н. Данілова (1956).
Монтаж і експлуатація підвісних канатних установок в Італії, а також аналітичний і графічний метод розрахунку несучих канатів розглянуті в роботах проф. Г. Джордано (1956–1959 рр.)
Потім були опубліковані перші результати експериментальних і теоретичних досліджень багатопрольотних підвісних канатних установок Н.М. Бєлої і А.Г. Прохоренка (1957–1965 рр.) У галузі дослідження несучих канатів відомі роботи В.І. Аляб’єва (1958–1963 рр.), Д.А. Абрамова (1959–1961 рр.), С.І. Рахманова (1962) та інших авторів [7–16].
У своїх роботах [17, 18] В.В. Скобей і Д.А. Абрамов запропонували враховувати вплив динамічних зусиль і тягового канату на зміну натягу несучого каната.
Подальший розвиток і уточнення методики розрахунку несучих канатів висвітлені в роботах, виконаних учнями проф. Н.М. Бєлої [19–22].
Започаткували дослідження довговічності несучих канатів проф. Р. Верле і проф. О.І. Дукельський, основні результати яких опубліковані в роботах [23–27].
Широкий цикл досліджень довговічності несучих канатів лісотранспортних систем проводили в науково-дослідній лабораторії кафедри прикладної механіки Національного лісотехнічного університету України під керівництвом проф. Н.М. Бєлої і доц. А.Г. Прохоренка [28–33]. Виконані дослідження значно розширили наявні відомості про методи дослідження канатів на довговічність і дали змогу науково обґрунтувати низку практичних висновків для вибору оптимальних конструкцій несучих канатів та збільшити термін їх служби.
Згідно з відомими методиками розраховують несучі канати на міцність з врахуванням тільки статичних навантажень. Тому під час дослідження силових режимів їх роботи автори не враховували вплив динамічних навантажень на зміну зусиль та деформацій, і відповідно не було розроблено математичних моделей для їх визначення. Однак динамічні навантаження істотно впливають, особливо, на коливання канатів [34], які визначають надійність роботи багатопрольотних підвісних систем у зоні опорного башмака. І, отже, визначають надійність установки, загалом, а також безпеку її роботи.
Під час дослідження довговічності несучих канатів у відомих роботах не враховувано вплив башмака проміжної опори. Недостатньо також досліджено вплив динамічних навантажень на довговічність дротин канатів. Про все це йдеться у цій монографії.
Розділ 1 написали спільно М.П. Мартинців, Б.В. Сологуб, розділи 2, 3 – М.П. Мартинців, М.В. Матіїшин.