Стальные тросы широко используются в самых различных отраслях человеческой деятельности. Наиболее широко эти приспособления используются в грузоподъемных механизмах, где являются одним из самых важных и ответственных элементов. Стальные тросы изготавливаются из высококачественной проволоки, но имеют огромное количество различных конструкций и могут иметь различное сечение. Также канаты различаются по своим эксплуатационным характеристикам, которые во многом зависят от физико-механических свойств использованных для их изготовления материалов.
Классификация канатов
Современные стальные канаты подразделяются по виду свивки на следующие типы: · Одинарные простые; · Двойного типа; · Тройные; · Прошивные. По сечению канатных прядей различают: · С плоскими прядями; · Трехгранные; · С прядями овального сечения. Кроме этого канаты бывают прямые или обратные – эта характеристика зависит от направления свивки прядей.
Сердечник стального каната
У всех стальных канатов есть общий признак – они изготавливаются методом спиральной свивки проволоки из различных сортов стали вокруг сердечника. Сердечник служит для того, чтобы внутри каната не было пустоты и помогает изделию сохранять правильную форму. Встречаются как стальные сердечники, так и изготовленные из синтетики или из пропитанной смазкой манильской пеньки или джута. Пенковые и джутовые сердечники пропитывают не только для того, чтобы оградить их от гниения, но и с целью обеспечить антикоррозийную защиту внутренних слоев троса – при изгибе изделия, смазка просачивается в существующие между проволоками пустоты, обеспечивая их равномерное смазывание.
В канатах сердечник работает как отличный амортизатор, удерживая пряди в проектном положении и если говорить инженерными терминами, сердечник противостоит радиальным нагрузкам, которые неизбежно возникают при эксплуатации, препятствуя деформации изделия. Как мы уже говорили, встречаются сердечники органического происхождения, пеньковые и джутовые и сердечники из неорганических материалов – стальные и синтетические. В качестве материала для синтетических элементов троса, чаще всего применяют полипропилен – прочный, стойкий к внешним воздействиям и недорогой материал. Пеньковые и джутовые сердечники подлежат обязательной пропитке смазкой, доля которого составляет от 35 до 50% от массы самого органического материала. Для смазывания канатов используют самые высококачественные материалы, так как от выбора смазки во многом зависит долговечность троса.
Как выбрать канат?
Канат (трос) грузоподъёмной техники – это не простой «расходник», работающий на блоках лебёдки, тали или тельфера. Специалисты рынка спецтехники знают, что канат – конструктивно достаточно сложное изделие, которое обычно подбирает для подъёмного механизма только человек с соответствующей подготовкой.
Базовые знания для выбора и маркировка
Канаты, используемые как грузовые, стреловые или как стропы крюковых обойм, различаются типоразмером и особой конструкцией, которая видна в их поперечном сечении. Все особенности тросов прописываются в стандартах (ГОСТ) и находят отражение в маркировке каждого из них. По маркировке каната можно определить многое:
— диаметр, который обязан соответствовать технической документации на подъёмную машину; — функциональное назначение троса; — предел прочности на разрыв (каната в целом и его проволок), который относит трос к той или иной маркировочной группе; — способ свивки и тип касания проволок, наличие гибкого сердечника (что влияет на гибкость троса при закреплении на блоках машин); — наличие антикоррозионного покрытия проволок.
К примеру, маркировка каната 16.5-Г-1-С-К-1670 (170) по ГОСТ 2688-80 показывает, что его диаметр составляет 16,5 мм, назначение – грузовой, стальные проволоки без цинкового покрытия, свивка правая, по направлению прядей – комбинированная, нераскручивающаяся. Маркировочная группа этого каната – 1670 Н/кв. мм.
Канат выбирается по всем вышеуказанным характеристикам, исходя из параметров грузоподъёмного оборудования.
Основные параметры подбора каната
Ни при каких условиях канат не должен лопнуть при подъёме груза, вес которого равен максимально допустимому для той или иной модели подъёмной техники (крана, лебёдки, тельфера), и не должен сорваться с креплений на блоке (полиспасте).
Основными параметрами выбора являются:
— Соответствие маркировочной группы каната (то есть предела прочности каната на разрыв) максимальной грузоподъёмности машины. — Соответствие диаметра каната размеру паза на ободе блока машины. Если в паспорте на лебёдку (таль) прописано, что она работает с канатами диаметром 6,3 мм, другие канаты однозначно не подходят. — Агрессивность среды, в которой будет работать трос (атмосферные осадки, морская вода и т. п.), что влияет на необходимость применения каната с оцинкованными проволоками.
Необходимые документы
Для подбора характеристик каната (троса) необходимы два документа — паспорт подъёмной машины и стандарт (ГОСТ) на сам трос. За канаты «отвечают» ГОСТ 3071-88, 2688-80, 3063-80, 7668-80, 7667-80, 3077-80, 7669-80 и т. д.
Физические свойства канатов
Стальные канаты могут иметь различную гибкость, которая зависит как от свойств использованной при изготовлении проволоки, так и от ее количества в свивке. Наименее гибкие канаты состоят из 42 проволок, а более гибкие – из 72 проволок, расположенных по 12 в каждой пряди. Выпускаются также канаты повышенной гибкости, которые состоят из 144 проволок, которые располагаются вокруг сердечника по 24 штуки в каждой пряди. Для применения в условиях повышенных температур или в агрессивной среде, используют тросы со стальным сердечником. Также такой тип каната идеально подходит в том случае, если изделие навивается на барабан многочисленными слоями – стальной сердечник не дает канату деформироваться под действием нагрузки, которую оказывают вышележащие витки. Стальной сердечник делает канат более стойким к деформации, но практически не влияет на грузоподъемность. Канаты с синтетическими и пеньковыми сердечниками обладают большей гибкостью и обеспечивают равномерную смазку, так как в них смазочный материал поступает в пряди не только снаружи, при плановом обслуживании, но и изнутри, из пропитанного материала сердечника.
Конструкция стальных канатов и виды деформаций, необходимые знания при работе на мягкой кровле
Рис. 5.1 Стальной канат двойной свивки 1 — проволока; 2 — прядь; 3 — сердечник
Tаблица 5.1 Виды прядей
| Название | Изображение |
| Однопрядный | |
| Трехпрядный | |
| Пятипрядный (1 — проволока, 2 — прядь, 3 — сердечник) | |
| Шестипрядный | |
| Восьмипрядный | |
| Восемнадцатипрядный | |
| Закрытой конструкции с двумя слоями клиновидной проволоки, одним слоем Z-образной проволоки и сердечником типа ТК |
По конструкции различаются канаты
Одинарной свивки (спиральные) — состоящие из одного, двух или трех слоев проволоки, свитых в концентрические спирали (рис. 5.2)
Рис. 5.2 Одинарная свивка (спиральные)
Двойной свивки — состоящие из шести и более прядей, свитых в один концентрический слой (рис. 5.3).
Рис.5.3 Двойноая свивка
Тройной свивки — состоящие из стренг, свитых по спирали в один концентрический слой (рис. 5.4).
Рис. 5.4 Тройная свивка
По типу касания проволок между слоями различают канаты:
С точечным касанием (тип ТК) — свивки проволок имеют разные шаги по слоям пряди, а проволоки между слоями перекрещиваются. Такое расположение элементов увеличивает их износ при сдвигах в процессе эксплуатации, создает значительные контактные напряжения, способствующие развитию усталостных трещин в проволоках, и уменьшает коэффициент заполнения сечения каната металлом.
С линейным касанием (тип ЛК) — такие пряди изготавливают за один технологический прием, при этом постоянство шага свивки проволок во всех слоях пряди сохраняется. Для получения линейного касания диаметры проволоки и пряди выбирают в зависимости от конструкции последней. Так, в верхнем слое прядей каната типа ЛК-0 применяются проволоки одинакового диаметра по слоям, пряди типа ЛК-Р имеют в наружном слое проволоки различного диаметра, а в пряди типа /7/С-З используют проволоки, заполняющие пространство между проволоками различных диаметров. Существует тип каната с линейным касанием проволоки между слоями и имеющий в пряди слои с проволоками как разных, так и одинаковых диаметров-ЛК-РО. В трехслойных прядях линейного касания имеют место различные сочетания указанных выше типов прядей. Следует отметить, что работоспособность канатов с линейным касанием проволок в прядях при правильном выборе конструкции каната значительно выше, чем работоспособность канатов с точечным касанием проволок.
С точечно-линейным касанием (тип ТЛК) — пряди точечно-линейного касания получают при замене центральной проволоки в прядях линейного касания семипроволочной прядью: в этом случае на двухслойную прядь типа ЛК укладывается слой проволок одинакового диаметра с точечным касанием. Конструкции этих прядей обеспечивают возможность их изготовления на прядевьющих машинах со сравнительно небольшим числом шпуль. Кроме того, пряди ТЛК при соответствующем выборе параметров свивки обладают повышенными некрутящимися свойствами;
По материалу сердечника различают канаты:
С органическим сердечником (ОС). В большинстве конструкций канатов для обеспечения требуемой гибкости и упругости в качестве сердечника в центре каната, а иногда и в центре прядей, используют пропитанные смазкой органические сердечники из пеньки, манилы, сизаля или хлопчатобумажной пряжи. Допускается также применение сердечников из асбестового шнура и искусственных материалов(полиэтилена, капрона, нейлона и др.).
С металлическим сердечником (МС). Металлический сердечник целесообразно применять в тех случаях, когда требуется повысить структурную прочность каната при многослойной навивке его на барабан, уменьшить конструктивные удлинения каната при растяжении, а также при эксплуатации каната в условиях повышенной температуры. Одной из наиболее распространенных конструкций такого типа является канат двойной свивки из 6-7 проволочных прядей, расположенных вокруг центральной семипроволочной пряди. Металлический сердечник может быть изготовлен из обычной канатной или мягкой проволоки с временным сопротивлением разрыву не более 900 Н/мм2.
По сочетанию направлений свивки прядей и каната:
Канат односторонней свивки — с одинаковым направлением свивки проволок в прядях и прядей в канате (рис. 5.5).
Рис. 5.5 Канат односторонней свивки
Канат крестовой свивки — с противоположным направлением свивки прядей и каната (рис. 5.6).
Пряди в канатах (прядь ЛК, прядь ТК)
Внешне канат крестовой свивки отличается тем, что проволоки на его поверхности располагаются параллельно оси каната. Проволоки каната односторонней свивки располагаются под углом к его оси.
Канаты односторонней свивки менее жесткие, но склонны к раскручиванию. В крановых механизмах, а также для изготовления стропов применяют ка
наты крестовой свивки, более жесткие, но не склонные к раскручиванию под нагрузкой. Нераскручивающиеся канаты, свитые из предварительно деформированных проволок описание которых пойдет ниже.
По способу свивки канаты делятся:
Раскручивающимися — проволоки не освобождены от внутренних напряжений, возникающих в процессе свивки проволок в пряди и прядей в канат. Стренги, пряди и проволоки в этом случае не сохраняют своего положения в канате после снятия перевязок с его концов;
Нераскручивающиеся (Н) — при свивке проволок в прядь и прядей в канат внутренние напряжения снимаются рихтовкой и предварительной деформацией таким образом, что после снятия перевязок с конца каната пряди и проволоки сохраняют заданное положение. Нераскручивающиеся канаты по сравнению с раскручивающимися имеют ряд преимуществ: несколько большую гибкость и более равномерное распределение растягивающих усилий на пряди и проволоке, повышенную сопротивляемость усталостным напряжениям, отсутствие стремления нарушить прямолинейность при раскладывании.
По степени крутимости канаты делятся:
Крутящиеся;
Малокрутящиеся (МК). Эти канаты следует отличать от нераскручивающихся. В малокрутящихся канатах, благодаря подбору направлений свивки отдельных слоев проволок (в спиральных канатах) или прядей (в многослойных канатах двойной свивки), устраняется вращение каната вокруг своей оси при свободном подвешивании груза. Малокрутящийся канат может быть изготовлен как нераскручивающимся, так и раскручивающимся. Обязательным условием изготовления мало — крутящихся канатов является расположение прядей в двух или трех концентрических слоях с противоположным направлением свивки каждого концентрического ряда прядей. В этом случае моменты вращения всех прядей каната уравновешиваются, что предотвращает общее вращение каната вокруг своей оси.
Дополнительные материалы:
Условное обозначение стального каната и признаки деформации стальных канатов
Капроновый и растительный канат
Подъемные механизмы при производстве работ на мягкой кровле
Каталог гидроизоляционных кровельных материалов компании “Технониколь”
Каталог кровельных наплавляемых материалов завода производителя ЗАО “Оргкровля”
Упаковка стальных канатов
К потребителю стальные канаты попадают на деревянных или возвратных металлических барабанах, а в некоторых случаях – в бухтах. Намотка на барабаны производится согласно ГОСТ 11127-78, где оговорены правила упаковки. В нормах оговорено, что шейка барабана должна иметь диаметр не меньше чем 15 полных диаметров троса, а борт полностью укомплектованного барабана, при диаметре каната 25 мм, должен выступать на 2 диаметра и не менее чем на 50 мм, если диаметр сечения каната превышает 25 мм.
Типы канатов
Как мы выяснили, диаметр каната больше, чем веревки. В связи с этим канат выдерживает большую нагрузку. Еще одно отличие — при изготовлении кроме растительных и синтетических материалов используют металл, масса нагрузки на канаты этого типа может быть выше, чем на другие разновидности. Стальное изделие имеет шесть прядей с сердечником внутри. Пряди состоят из разного количества проволоки — изготовленный канат по ГОСТ может иметь 7, 12, 24 штуки, но это не окончательные значения, их число может меняться.
Из растительных наиболее популярными считаются канаты джутовые и пеньковые. Первые имеют более низкую прочность по сравнению с канатами пеньковыми, но максимальную стойкость к износу. Из синтетических широкое применение нашли канаты полиамидные и кевларовые. Полиамидные отличаются повышенной прочностью, этот показатель превышает даже соответствующие значения для стального троса. Синтетические изделия не гниют, отличаются малым весом, эластичны — в некоторых случаях длина каната при нагрузке может увеличиваться на 30%.
Основные характеристики, на которые необходимо обращать внимание при выборе канатов и веревок:
- Тип и способ свивки.
- Материал сердечника (если он присутствует).
- Направление свивки и степень скручиваемости.
- Материал изготовления.
Эти характеристики канатов влияют на прочность, вес, гибкость, эластичность, другие свойства, которые важны в работе.
Диаметр каната
Диаметр сечения каната является одной из важнейших характеристик этого изделия. Обычно все характеристики изделия указаны на бирке барабана или в сертификате, приложенному к канату производителем, но иногда возникает необходимость проверить диаметр каната, например если возникли какие-либо сомнения или маркировка просто утеряна. Диаметр стального каната измеряют штангенциркулем и производят его в двух различных точках, с расстоянием между ними как минимум 1 метр. В каждой точке производится два измерения толщины, в плоскостях обязательно перпендикулярных друг другу. Диаметр каната определяют, взяв среднеарифметическое значение этих четырех величин, при этом учитывают допуски, принятые для номинального диаметра этого изделия.
Статьи о продукции Обновлено: 03.12.2020 12:35:58
Виды и характеристики веревок
Для того чтобы купить веревку, необходимо определиться с материалом, из которого она изготовлена, а также выбрать диаметр веревки. Важно определиться, для какой цели вы ее будете использовать.
По материалу различают:
- Натуральные.
- Синтетические.
- Комбинированные.
Каждый вид отличается по стоимости и характеристикам.
Натуральные
Изготавливаются из растительного, реже животного материала. В производстве используют лен, пеньку, хлопок, популярны джутовые веревки. Особенности всех натуральных изделий:
- Длительная история. Используют на протяжении тысяч лет, когда о металле и синтетике еще ничего не было известно.
- Дороговизна. Это самый дорогой вид, для его изготовления требуются большие трудозатраты.
- Склонность к гниению. Популярные льняные или пеньковые веревки хорошо впитывают влагу и через время начинают гнить. С этим борются, используя специальные пропитки.
Из животного происхождения отмечаем предметы из шерсти или шелка, они имеют минимальный диаметр, но высокую прочность.
Синтетические
Производятся из искусственных волокон, которые получаются в результате химического синтеза. Распространены полиамидные, полипропиленовые, полиэтиленовые виды. Основные преимущества — низкая стоимость, высокая скорость изготовления, повышенная прочность. Яркий пример — капроновая веревка, которая используется повсеместно.
Комбинированные
По своим характеристикам имеют нечто среднее между натуральными и искусственными, так как в составе присутствуют и те, и другие волокна. Они толще искусственных из-за включения в состав растительных прядей. По цене и трудоемкости также занимают промежуточное положение между двумя типами.
Конструкция
Различают веревки плетенные и крученные. В первом случае используют три пряди, которые сначала закручиваются друг относительно друга в одну сторону, а затем все вместе в обратном направлении. Жесткость зависит от количества скруток. По этой технологии чаще всего изготавливают натуральные изделия.
Технология плетения более сложная, для ее применения требуется сложное оборудование, при этом используются десять и более прядей, в некоторых случаях устанавливают сердечники. Применение сердечников делает веревку более жесткой, при растяжении она не теряет своих свойств.
