Правила приёмки и хранения тросов на судне. Тросы и сопутствующие изделия Виды канатов и тросов
Общие сведения. На судах морского флота используют растительные, стальные, комбинированные и синтетические тросы. Основными эксплуатационными характеристиками тросов являются их прочность (разрывная и рабочая), эластичность, гибкость и масса, а также устойчивость к воздействию внешних факторов – воды, микроорганизмов, химических веществ, солнца и т. п.
Разрывная прочность троса R (кгс) определяется минимальным усилием растяжения, при котором трос начинает разрушаться (рваться). В судовых условиях такую прочность можно рассчитать по эмпирической формуле
где k – коэффициент прочности (табл. 1);
C – окружность троса, мм.
Рабочей прочностью троса называется максимальная нагрузка, при которой трос способен работать в конкретных условиях в течение длительного времени. В практике рабочая прочность троса принимается равной в зависимости от условий эксплуатации и назначения троса, от 1/6 до 1/10, а для подъемных машин (стальной трос) – до 1/20 разрывной прочности.
Эластичностью , или упругостью троса называют его способность удлиняться под нагрузкой и возвращаться к первоначальному состоянию без остаточных деформаций после снятия нагрузки. Эластичность сохраняется в тросах при относительно небольших нагрузках по сравнению с его разрывной прочностью. При значительных же нагрузках, даже после их снятия, у тросов остается определенное удлинение – остаточная деформация , которая снижает прочность троса. В этой связи для троса устанавливается максимальная рабочая нагрузка, в большинстве случаев не превышающая 1/6 разрывной прочности.
Растительные тросы (рис. 1) изготавливают из волокон стеблей, листьев или коры. На судах морского флота применяют растительные тросы – пеньковые (из волокна конопли), манильские (из волокна прядильного банана), сизальские (из волокон листьев агавы).
Рис. 1. Структура растительных тросов:
1 – каболка; 2 – прядь; 3 – трос тросовой работы; 4 – трос кабельной работы; 5 – трос трехпрядный; 6 – трос четырехпрядный с сердечником; 7 – стрендь; 8 – волокна
Для изготовления троса волокна свивают в нити (по часовой стрелке – слева направо), называемые каболками. Из нескольких каболок свивают в прядь (справо налево). Свивая между собой три и более прядей (слева направо), получают так называемый трос тросовой работы прямого спуска; трос тросовой работы обратного спуска свивают в обратном порядке. Если свить между собой несколько тросов тросовой работы (каждый из которых в этом случае называют стрендью), то получают трос кабельной работы, прочность которого ниже на 25% троса тросовой работы той же толщины, но он более эластичен и лучше просыхает.
В технической терминологии тросы тросовой работы называют обыкновенными, а кабельные – отворотными.
Толщина растительных тросов измеряется по их окружности в миллиметрах. Тросы кабельные от 100 до 150 мм называют перлинями, от 150 – 350 мм – кабельтовами, а свыше 350 мм – канатами.
Растительные тросы окружностью 25 мм и менее называют линями. Пряди в лине принято называть нитями. Линь в две нити, изготовленный из низкосортной бородочной пеньки, называют шкимушкаром; он используется на тканье матов и другие такелажные работы. К линям специального назначения относятся льняные, плетеные шнуры, из которых изготавливают лотлини, лаглини, сигнальные фалы и др.
Пеньвовые тросы, изготовленные из непросмоленных каболок пеньки, называют бельными, а из просмоленных – смолеными. Просмолка троса делается для предохранения его от гниения.
Пеньковые тросы тросовой работы (обыкновенные) изготавливают бельными и смолеными, а кабельной работы (отворотные) – только смоленые. Смоленый трос слабее бельного примерно на 5%, а масса больше на 11-18%; срок его службы продолжительнее бельного. При нагрузке пеньковые тросы могут удлиняться на 8-10% без нарушения их прочности. Пеньковые бельные тросы тросовой работы рекомендуется использовать для изготовления бегучего такелажа шлюпок, лееров, стропов. Смоленые тросы тросовой работы применяют в качестве швартовов, а также для изготовления грузовых сеток.
Манильские тросы, как правило, выпускаются бельными; при нагрузке, равной половине разрывной, эти тросы могут удлиняться на 15-17%. Они намокают медленнее и потому длительное время не тонут в воде, не теряя эластичности и гибкости под давлением влаги. Манильские тросы применяются для бегучего такелажа, швартовов, грузовых шкентелей, буксиров, бросательных концов.
Сизальские тросы выпускают, как правило, также бельными. По прочности они уступают пеньковым и манильским. При разрывной нагрузке их относительное удлинение – около 20%. Такой трос плавает в воде, но легко впитывает ее. Сизальские тросы используют для изготовления лееров, швартовов, оттяжек и т.д.
Примерный срок службы растительного троса кабельной работы – три года, перлиней – два года, прочих тросов – около одного года.
Стальные тросы, используемые на судах морского флота, изготавливают из углеродистой, оцинкованной или неоцинкованной проволоки толщиной от 0,4 до 3,0 мм.
Стальные тросы состоят из прядей, которые образуются путем свивки проволок в один или несколько рядов вокруг одной центральной проволоки либо вокруг пенькового промасленного сердечника, предохраняющего прядь от ржавчины и обеспечивающего ей большую гибкость. Стальные тросы в зависимости от количества прядей в них бывают одинарной, двойной и тройной свивки. Тросы одинарной свивки состоят из одной пряди; двойной свивки – подобно растительным тросам тросовой работы состоят из нескольких прядей, чаще всего из шести, свитых вокруг одного общего сердечника (растительного или металлического); тройной свивки – из нескольких тросов двойной свивки, свитых между собой.
В зависимости от толщины проволоки и характера свивки стальные тросы могут быть жесткими и гибкими.
Жесткий трос выделывают из толстых проволок без сердечника или с одним органическим сердечником; это самый крепкий из стальных тросов; он употребляется для стоячего такелажа.
Гибкий трос – эластичный, его изготавливают из тонких проволок; каждая прядь имеет сердечник из растительных волокон; употребляют для бегучего такелажа, швартовов, буксиров, тралов, подъемных устройств.
Толщина стального троса определяется по его диаметру. По требованию заказчика стальные тросы могут выпускаться бухтами любой длинны; обычная же длинна бухты стального троса – 250, 500, 750 м. Относительное удлинение стальных тросов невелико, не более 3%.
Преимущество стальных тросов перед растительными заключается в том, что они легче и тоньше, но быстрее портятся от крутых изгибов и менее гибкие.
Комбинированные тросы изготавливают из проволочных прядей, покрытых пеньковой пряжей. К ним относятся тросы типа “Геркулес”, которые применяют в качестве швартовов и буксиров.
Синтетические тросы свивают из нитей различных искусственных волокон: капрона, нейлона, лавсана, полипропилена и др. По своему внешнему виду и конструкции они напоминают растительные. В последнее время стали применять полипропиленовые плетеные тросы. Синтетические тросы легче, более эластичны и в 2 - 2,5 раза прочнее, чем пеньковые той же толщины; к тому же они не подвержены гниению, коррозии. К числу недостатков синтетических тросов следует отнести то, что при разрыве они подобно резине, сокращаются с большой силой, отлетают назад и создают большую опасность для людей, работающих с ними; при трении синтетические тросы способны накапливать заряд статического электричества, при разряде которого искрообразование может привести к порче троса, а так же к возникновению пожара.
Синтетические тросы применяют на морском флоте в качестве буксиров, швартовов и других случаях, когда может быть использована их высокая эластичность. Сравнительные данные стального, пенькового и капронового тросов приведены в табл. 2.
Такелажные цепи – цепи, предназначенные для судового такелажа. Их звенья делают без контрфорсов из круглого железа, по диаметру которого определяется размер цепи. Бывают короткозвенные и длиннозвенные такелажные цепи; последние применяют, как правило, для стопоров у топенантов стрел.
Такелажная цепь примерно в три раза прочнее стального троса того же диаметра и в восемь раз прочнее пенькового. К ее недостаткам следует отнести большую массу и незначительную эластичность при натяжении, а также опасность разрыва при низких температурах воздуха. Величину рабочего усилия P (кгс), допускаемого на такелажную цепь, можно приближенно определить по формуле:
где d – диаметр круглого железа, мм.
Цепь, у которой износ венцов достиг 10% и более от первоначального диаметра, считается негодной.
Для производства стальных тросов, требования к которым оговаривает ГОСТ 2688-80, применяется специальная проволока, предварительно подвергаемая термической обработке, что придает ей высокую прочность. Трос стальной активно используется в различных отраслях промышленности: нефтепереработке, добыче угля, строительстве, при эксплуатации морского и речного транспорта и др.
Назначение троса из стали
Изделие чаще всего применяется при выполнении такелажных, буксировочных и грузоподъемных работ. Такой прочный и одновременно гибкий элемент является неотъемлемой деталью оснащения подъемных кранов, экскаваторов и буровых установок. Кроме того, он используется в механизмах подъема и опускания пассажирских и грузовых лифтов, с его помощью армируют бетон, придавая ему требуемые механические характеристики. Наиболее широкое применение такие тросы получили при выполнении грузоподъемных работ, ведь высокая прочность и гибкость, которыми обладают эти изделия, позволяет изготавливать из них грузозахватные приспособления, способные выдержать значительные механические нагрузки.
Учитывая сложность работ, для выполнения которых используют стальные тросы, следует уделять очень серьезное внимание вопросам их выбора. На современном рынке представлены различные виды канатов и тросов, изготовленных из стали, что делает их выбор очень затруднительным для несведущего человека. В таких случаях лучше обратиться к профессионалам, способным подобрать изделие в соответствии с теми задачами, для решения которых его планируется использовать.
Строгие требования по соответствию оговоренным эксплуатационным характеристикам предъявляются не только к металлическим тросам, но и к дополнительным элементам, в сочетании с которыми они используются. Такие изделия перед выпуском их в эксплуатацию подвергаются специальным испытаниям и проверкам, после чего на них выдаются сертификаты и разрешения на использование по их прямому назначению.
Основными параметрами, по которым эти тросы и выбираются потребителем, являются гибкость, прочность и грузоподъемность, а также предельные значения их натяжения. Чтобы повысить устойчивость стальных тросов к воздействию агрессивных сред, в которых они будут эксплуатироваться, их в отдельных случаях могут подвергать дополнительной обработке. Вес проволочного троса может быть одним из наиболее значимых параметров, если говорить об отдельных сферах использования этого изделия.
Особенности конструкции тросов
Стальные тросы сегодня изготавливаются по разным технологиям, но есть общие особенности их устройства, на которых и следует остановиться подробнее. Основу конструкции любого такого троса составляет множество стальных проволок, переплетенных вокруг общего сердечника. Сердечник может быть изготовлен из различных материалов, в том числе и неметаллических. Основным назначением такого элемента является формирование модели готового изделия и предохранение его поверхности от продавливания, которое может возникнуть под воздействием значительных механических нагрузок. Если в качестве материала изготовления сердечника используется металл, то его поверхность обязательно защищают от коррозии, для чего ее покрывают цинком или алюминием.
Часто тросы изготавливают с сердечником из органических материалов, в качестве которых используют х/б ткань, манилу, пеньку или сизаль. Органика, как известно, очень подвержена гниению и грибковым поражениям. Чтобы избежать этого явления, сердечники из органики пропитывают специальной смазкой, значительно продлевающей срок службы стального изделия и дополнительно способствующей тому, чтобы минимизировать трение между его составными элементами.
Активно используются также типы канатов, сердечник которых изготовлен из синтетических материалов: полиамидных нитей. Как правило, такие тросы имеют двухслойное устройство, при этом оба слоя, разделенные синтетическими нитями, не трутся друг о друга. Большим преимуществом стальных изделий такой конструкции является их относительно небольшой вес – очень важное свойство во многих ситуациях. В качестве металлических сердечников тросов могут быть использованы изолированные пластины металла, проволока или лента, свитые в спирали.
По уровню своей гибкости тросы из стали подразделяются на три категории: с наименьшей степенью гибкости (сердечник из пеньки и 42 проволок), гибкие (72 проволоки, из которых предварительно выполнены отдельные пряди) и обладающие повышенной гибкостью (сердечник из пеньки и 144 проволоки, предварительно свитые в 6 прядей).
Виды и маркировка изделий
При выборе стального троса для решения определенных задач следует учитывать массу факторов: его устройство, длину и диаметр, а также основные параметры – гибкость и предельную нагрузку, которую он способен выдержать. Нужно обязательно уделить внимание конструкции такого изделия, которая во многом и определяет его основные характеристики. К тому или иному типу конструкции тросы причисляют в зависимости от того, из какого количества свивок они выполнены. Так, стальной трос одинарной свивки состоит из сердечника, на который по спирали накручена проволока. Такие элементы часто используются в качестве отдельных прядей для изготовления более сложных изделий – стальных тросов двойной свивки.
Конструкция таких изделий включает в себя сердечник, на который с соблюдением определенной последовательности и накручивают пряди. Пряди используются для изготовления как однослойных, так и многослойных тросов, которые способны выдерживать значительные нагрузки и могут обладать способностью не закручиваться в процессе работы, что очень важно во многих ситуациях. Самыми сложными по своему устройству являются тросы тройной свивки, для изготовления которых используют так называемые стренги. Стренг – это, по сути, стальной трос двойной свивки, специально изготовленный для того, чтобы в дальнейшем формировать из него более сложные изделия.
Для производства тросов сложной конструкции могут использоваться пряди, выполненные различными способами. Для маркировки и определения типа прядей, из которых выполнен трос, используют обозначение ЛК – линейное касание. Наиболее простые по своему устройству пряди (ЛК-0) характеризуются одинаковым шагом свивки во всех слоях и ее повторяющимся рисунком.
Для формирования слоев пряди может быть использована проволока разного диаметра, в таких случаях она обозначается ЛК-Р. Существуют и смешанные типы прядей, одни слои которых изготовлены из проволоки одного диаметра, а другие – из проволоки разного. Такие пряди обозначаются ЛК-РО. Способ изготовления прядей очень важно учитывать при выборе тросов различного назначения, так как именно он в большей степени определяет те свойства, которыми обладает готовое изделие.
Для производства стальных тросов также используются пряди, изготовленные по принципу не линейного (ЛК), а точечного касания проволоки в них (ТК). Особенности устройства таких прядей заключаются в том, что в каждом их слое используется разный шаг намотки проволоки, кроме того, эти слои перекрещиваются между собой. Следует сразу сказать, что не рекомендуется использовать стальные тросы с такими прядями в тех случаях, когда они будут испытывать значительные динамические нагрузки.
Объясняется это тем, что в связи с невысокой плотностью внутренней структуры таких изделий, их слои под действием динамических нагрузок подвергаются сильному трению, что может привести к быстрому выходу из строя всего троса. Существуют и комбинированные тросы, для изготовления которых использованы пряди ЛК и ТК типов. Обозначаются они соответственно ТЛК. Каждый из приведенных выше типов стальных тросов следует выбирать в зависимости от их назначения, тщательно оценивая те условия, в которых они будут эксплуатироваться.
Стальной канат – конструкции канатов могут содержать одну или много прядей (таблица 5.1), (рис.5.1). Пряди состоят из проволок, которые делятся на одинаково нормальную структуру сечения (все проволоки с одинаковым сечением) и разного диаметра (комбинированная структура сечения). Величина разрывного усилия каната в основном зависит от его диаметра. При одинаковых диаметрах канат с большим числом проволок является более гибким.
Рис. 5.1 Стальной канат двойной свивки
1 - проволока; 2 - прядь; 3 - сердечник
| Название | Изображение |
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
| 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).
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.
Растительные тросы, употребляемые на морских судах, по материалу, из которого они изготовляются, а также по
конструкции и классификации. утвержденными Государственными общесоюзными стандартами (ГОСТ), указаны на предыдущих страницах сайта.
За последнее время на морских судах практикуют употребление
капроновых и нейлоновых тросов,
изготовляемых из синтетического волокна.
Капроновые тросы
отличаются высокой прочностью
на разрыв, малым водопоглощением, большим удлинением при работе на растяжение, хорошей эластичностью и химической устойчивостью. Капроновый трос выдерживает температуру до +220° С.
Нейлон
имеет ценные свойства повышенной технической прочности (например, прочность на разрыв сухого нейлона доходит до 6300 кг/см2). Нейлон эластичен, обладает стойкостью к действию влаги и истиранию, идет на прочные рыболовные снасти.
Недостатком капроновых тросов является плавление нитей (волокон) от трения о поверхность барабана лебедки, брашпиля или кнехтов.
Общие сведения
Чаще всего на судах применяется трос трехпрядный. Четырехпрядный трос слабее трехпрядного троса одинаковой с ним толщины на 20-25%.
Тросы кабельной работы применяются как буксиры и швартовы, хотя прочность их на 25% ниже прочности тросов тросовой работы. К положительным их качествам относится лучшее просыхание намокшего троса.
Тросы толщиной от 100 до 150 мм называются перлинями,
от 150 до 350 мм
кабельтовами
и свыше 350 мм
канатами.
Пеньковый трос
изготовляется
белым (несмоленым) и смоленым.
Смоленый трос имеет вес примерно на 12% больше, чем белый, прочность его на 25% ниже прочности белого троса. Срок службы смоленого троса продолжительнее белого благодаря лучшей защите от атмосферного влияния.
Темно-матовый цвет троса означает, что трос лежалый, малопригодный. Такой трос обладает неприятным запахом.
Манильский трос
по сравнению с пеньковым обладает большей гибкостью и легкостью.
Манильский трос мало намокает, плавает на поверхности воды, что является ценным при применении его в качестве буксиров, швартовов и спасательных концов.
Кокосовый трос
эластичен, имеет крепость примерно в четыре раза меньше, а вес в два раза меньше, чем пеньковый смоленый трос одинаковой толщины.
Сизальский трос
плавает на поверхности воды, но по прочности уступает манильскому.
Ликтрос
- мягкий трос пологого спуска, которым обшиваются кромки парусов.
Для буксировок часто применяют трос комбинированной выделки
, как например, «Геркулес», в котором отдельные его пряди состоят из стальных оцинкованных проволок, покрытых пряжей сизалевой пеньки. Свивка прядей производится вокруг мягкого сердечника. Трос «Геркулес» изготовляется четырехпрядным и шестипрядным.
Все растительные тросы должны быть равномерно скручены по всей длине и не иметь пороков в прядях (заломов, узлов н т. п.).
Новый трос вытягивается, не теряя своей крепости, примерно до 8-9 %
своей первоначальной величины.
Сплесень ослабляет трос
примерно на 10-15%. Чем круче спущен трос, тем он слабее. Мокрый трос слабее сухого.
Лини морские пеньковые
Трос растительный окружностью меньше 25 мм называется линем
. Линь в две нити (белый и смоленый) называется
шкимушгар.
Линь в три нити (белый и смоленый) называется
юзень
. К линям специального назначения относятся: лаглинь, лотлинь, диплотлинь, сигнальные фалы
и т. п. Лотлинь белый в 18 нитей, трехпрядный. Диплотлинь спускается кабельной работы и имеет 27 нитей при трех стрендях. Все остальные лини тросовой работы.
Лаглини для механических лагов и сигнальные фалы делаются плетеными и изготовляются из пеньки лучшего качества.
Измерение растительных тросов
Толщина растительных тросов измеряется по окружности. Обычно производят 10 замеров в разных местах троса. Среднее арифметическое этих замеров определит размер окружности троса.
Уход за растительными тросами
Тросы необходимо хранить в сухих, доступных для проветривания помещениях. Растительные тросы боятся огня, жары, дыма, а также разного рода масел и кислот. Намокший трос необходимо просушить, так как недостаточно просушенный трос, уложенный в бухту, будет преть и преждевременно утратит свою крепость. Тросы, во время употребления запачканные илом, до просушки необходимо тщательно обмыть.
Растительные тросы, .намокшие в соленой воде, рекомендуется до просушки промыть пресной водой, для лучшего просыхания хранить их следует на деревянных банкетах.
Расчет растительных тросов
Примерный срок службы (в эксплуатации) растительного троса:
а) кабельной работы-3 года;
б) перлиней - 2 года;
в) прочих тросов - 1 год.
Необходимый для работы трос можно подобрать, рассчитав его разрывную крепость по формуле
R = Pr
(π
d 2 / 4)
(1)
откуда
d = Ö(4R / Pr
*
π)
,
где R
- разрывная крепость, кг;
d
- диаметр троса, см.;
Pr
- допускаемый расчетный предел прочности троса при растяжении (обычно
Pr
принимают не более 100 кг/кв.
см при диаметрах блока 10d троса и не более 80 кг/кв.
см при меньших диаметрах). Обычно при расчетах тросов пренебрегают нагрузкой от собственного веса тросов, силой ускорения масс в начальный период подъема груза и добавочным натяжением при огибании шкивов барабанов.
Для подъема тяжестей подбор необходимого троса может быть произведен по приближенной формуле
Р = nR,
(2)
где Р
- рабочая крепость троса;
n
- коэффициент безопасности (запас прочности);
R
- разрывная крепость троса.
Пример 1.
Подобрать пеньковый трос для поднятия груза весом, равным 1500 кг. Груз
Q
висит при помощи одного свободного блока на двух тросах.
Решение.
Расчет производим по формуле (2), приняв 6-кратный запас прочности. Растягиваюшее усилие, которому подвергается трос, равняется
R = Q / 2 = 1500 / 2 = 750 кг.
Приняв 6-кратный запас прочности, получаем рабочую крепость троса
Р = 750 кг * 6
= 4500 кг.
Для проверки этого расчета из таблицы ГОСТ 483-41 подбираем пеньковый белый трос, подыскивая в графе «разрывная крепость троса» число, близкое к 4500 кг. Для троса повышенной прочности такая разрывная крепость равна 4477 кг и соответствует тросу, для которого
d = 31,8 см
. Тогда, обозначив допускаемый расчетный предел прочности троса при растяжении в кг/кв.
см, через
Pr
, по формуле (1)
Pr
= R / (π
d 2 / 4) = 750 / (π
* 3,18 2 / 4)
получаем расчетный предел прочности, равный 93 кг/кв.
см, что вполне допустимо.
Разрывная и допускаемая рабочая крепость растительных тросов может быть ориентировочно подсчитана по формуле
R = k С 2
,
(3)
где R
-разрывная крепость, кг;
k
- коэффициент прочности (табл. 2);
С
- окружности троса, мм.
Таблица 2
Коэффициент прочности для растительных тросов
Таблица 3
Определение веса растительного троса
| Наименование троса | Вес погонного метра | Примечание |
| Пеньковый окружностью более 10 см | Q = C 2 / 112 | Q - вес 1
погонного метра троса, кг
С - окружность троса, см |
| Пеньковый окружностью менее 10 см | Q = C 2 / 106 | |
| Манильский | Q = C 2 / 137 | |
| Сизальский | Q = C 2 / 145 |
Таблица 4
Тросы (канаты) отворотные, кабельной работы
(ГОСТ 483-55)
|
Размер каната, мм |
Повышенные |
Нормальные |
|||||
| по окружности | по диаметру | общее число каболок в канате | вес 1 метра каната, г | общее число каболок в канате | вес 1 метра каната, г | суммарная крепость каболок каната, кг | |
| 150 | 47,8 | 201 | 1710 | 11658 | 201 | 1710 | 10653 |
Таблица 5
Тросы (канаты) сизальские и манильские, приводные трехпрядные, тросовой работы
|
Размер троса, мм |
общее число витков всех прядей троса в погонном метре | число каболок в тросе | вес 1 метра троса при влажности 12%, г | среднее разрывное усилие 1 каболки троса, кг | суммарная крепость троса по каболкам, кг | разрывная крепость троса в целом, кг | |
| по диаметру | по окружности | ||||||
| 25 | 78,5 | 42 | 66 | 420 | 73 | 4818 | 3760 |
| 30 | 94,5 | 35 | 96 | 610 | 73 | 7008 | 5250 |
| 35 | 110 | 30 | 132 | 840 | 73 | 9636 | 6830 |
| 40 | 126 | 26 | 174 | 1100 | 73 | 12702 | 8510 |
| 45 | 141 | 24 | 216 | 1370 | 73 | 15768 | 10550 |
| 50 | 157 | 21 | 270 | 1700 | 73 | 19710 | 12800 |
| 55 | 173 | 19 | 327 | 2070 | 73 | 23871 | 15050 |
Таблица 6
Тросы (канаты) манильские обыкновенные трехпрядные тросовой работы
(ГОСТ 1088),
|
Размер, мм |
Повышенные |
Нормальные |
||||||||||
|
по окружности |
по диаметру |
число каболок в тросе |
число каболок в тросе |
вес 1 метра троса при влажности 12%, г |
среднее разрывное усилие 1 каболки троса, кг |
суммарная крепость троса по каболкам, кг |
разрывная крепость троса в целом виде, кг |
|||||
Таблица 7
Тросы (канаты) сизальские обыкновенные трехпрядные тросовой работы
|
Размер, мм |
общее число витков всех прядей троса в погонном метре |
Повышенные |
Нормальные |
|||||||||
|
число каболок в тросе |
вес 1 метра троса при влажности 12%, г |
среднее разрывное усилие 1 каболки троса, кг |
суммарная крепость троса по каболкам, кг |
разрывная крепость троса в целом виде, кг |
число каболок в тросе |
вес 1 метра троса при влажности 12%, г |
среднее разрывное усилие 1 каболки троса, кг |
суммарная крепость троса по каболкам, кг |
разрывная крепость троса в целом виде, кг |
|||
Таблица 8
| Основные характеристики нейлоновых тросов | |||
| Размеры троса, мм | Вес 10 пог. м троса, кг | Разрывная крепость, кг | |
| по окружности | по диаметру | ||
| 12.7 | 4.0 | 0,13 | 294,6 |
| 19,1 | 6.4 | 0,26 | 543,6 |
| 25.4 | 7,9 | 0,45 | 906,8 |
| 31,8 | 10,3 | 0,66 | 1451,4 |
| 33,1 | 11.1 | 1, 0 | 2087,9 |
| 44.5 | 14,3 | 1,34 | 2834.6 |
| 50.8 | 15,9 | 1, 78 | 3657.6 |
| 57,2 | 18.2 | 2,13 | 4572,0 |
| 63,5 | 20,6 | 2,77 | 5588, 0 |
| 69,8 | 22,2 | 3,27 | 6807.2 |
| 76.2 | 23.8 | 3,92 | 8128,0 |
| 82.6 | 27.0 | 4,56 | 9448,8 |
| 88,9 | 28.6 | 5.39 | 10972,8 |
| 95.3 | 30.2 | 6,14 | 12700,0 |
| 101,6 | 31,8 | 7,03 | 14427,2 |
| 114,3 | 36.5 | 8.80 | 18288,0 |
| 127,0 | 39,7 | 10,94 | 22555,2 |
| 139,7 | 44.5 | 13,28 | |
Приведенная ниже информация по классификации канатов далеко не нова, и мы практически ничего нового добавить не сможем. Аналогичные материалы вы легко сможете найти на прочих ресурсах, так зачем мы размещаем её у себя? Взглянув на нижепредставленную классификацию вы поймете, что видов каната большое количество и порой даже специалисту бывает достаточно сложно разобраться что такое Канат 12-ГЛ-ВК-Л-О-Н-1770 ГОСТ 2688–80.
Работая с одними и теми же канатами расшифровать все достаточно просто, но если клиент хочет купить нестандартный канат? Вот тут и начинается «Где посмотреть? Где взять? Что означает эта буква в наименовании?». Ранее мы уже публиковали материал о канатах , но подробно не описывали классификацию, поэтому мы надеемся что и данная статья будет вам полезна.
Классификация, технические требования, методы испытаний, правила приемки, транспортировки, и хранения стальных канатов изложены в ГОСТ 3241-91 «Канаты стальные. Технические условия».
Классификация стальных канатов
1. По основному конструктивному признаку:
- одинарной свивки или спиральные состоят из проволок, свитых по спирали в один или несколько концентрических слоев. Канаты одинарной свивки, свитые только из круглой проволоки, называют обыкновенными спиральными канатами. Спиральные канаты, имеющие в наружном слое фасонные проволоки, называют канатами закрытой конструкции. Канаты одинарной свивки, предназначенные для последующей свивки, называют прядями.
- двойной свивки состоят из прядей, свитых в один или несколько концентрических слоев. Канаты двойной свивки могут быть однослойные или многослойные. Широкое распространение получили однослойные шестипрядные канаты двойной свивки. Канаты двойной свивки, предназначенные для последующей свивки, называют стренгами.
- тройнойсвивки состоят из стренг, свитых по спирали в один концентрический слой.
2. По форме поперечного сечения прядей:
- круглые
- фасоннопрядные (трехграннопрядные, плоскопрядные), имеют значительно большую поверхность прилегания к шкиву, чем круглопрядный.
3. По типу свивки прядей и канатов одинарной свивки:
- ТК - с точечным касанием проволок между слоями,
- ЛК - с линейным касанием проволок между слоями,
- ЛК-О - с линейным касанием проволок между слоями при одинаковом диаметре проволок по слоям пряди,
- ЛК-Р - с линейным касанием проволок между слоями при разных диаметрах проволок в наружном слое пряди,
- ЛК-З - с линейным касанием проволок между слоями пряди и проволоками заполнения,
- ЛК-РО - с линейным касанием проволок между слоями и имеющих в пряди слои с проволоками разных диаметров и слои с проволоками одинакового диаметра,
- ТЛК - с комбинированным точечно-линейным касанием проволок в прядях.
Пряди с точечным касанием проволок изготовляют за несколько технологических операций в зависимости от числа слоев проволок. При этом необходимо применять разные шаги свивки проволок для каждого слоя пряди и повивать следующий слой в противоположном направлении предыдущему. В результате проволоки между слоями перекрещиваются. Такое расположение проволок увеличивает их износ при сдвигах в процессе эксплуатации, создает значительные контактные напряжения, способствующие развитию в проволоках усталостных трещин, и уменьшает коэффициент заполнения сечения каната металлом.
Пряди с линейным касанием проволок изготовляют за один технологический прием; при этом сохраняется постоянство шага свивки, и одинаковое направление свивки проволок для всех слоев пряди, что при правильном подборе диаметров проволоки по слоям, дает получение линейного касания проволок между слоями. В результате значительно снижается износ проволок и резко возрастает работоспособность канатов с линейным касанием проволок в прядях в сравнении с работоспособностью канатов типа ТК.
Пряди точечно-линейного касания применяют при необходимости замены в прядях линейного касания центральной проволоки семипроволочной прядью, когда на однослойную семипроволочную прядь типа ЛК укладывается слой проволок одинакового диаметра с точечным касанием. Пряди могут обладать повышенными некрутящимися свойствами.
4. По материалу сердечника:
- ОС - с органическим сердечником - в качестве сердечника в центре каната, а иногда и в центре прядей, используются сердечники из натуральных, синтетических и искусственных материалов - из пеньки, манилы, сизали, хлопчатобумажной пряжи, полиэтилена, полипропилена, капрона, лавсана, вискозы, асбеста.
- МС - с металлическим сердечником - в качестве сердечника, в большинстве конструкций, применяется канат двойной свивки из шести семи проволочных прядей, расположенных вокруг центральной семи проволочной пряди, в канатах по ГОСТ 3066-80, 3067-88,3068-88 в качестве МС применяется прядь той же конструкции, что и в повиве. Их целесообразно применять тогда, когда надо повысить структурную прочность каната, уменьшить конструктивные удлинения каната при растяжении, а также при высокой температуре среды, в которой работает канат.
5. По способу свивки:
- Нераскручивающихся канатах - Н - пряди и проволоки сохраняют заданное положение после снятия вязок с конца каната или легко укладываются в ручную при незначительном раскручивании, что достигается предварительной деформацией проволок и прядей при свивке проволок в прядь и прядей в канат.
- Раскручивающихся канатах - проволоки и пряди предварительно не деформированы или недостаточно деформированы перед их свивкой в пряди и в канат. Поэтому пряди в канате и проволоки в прядях не сохраняют своего положения после снятия вязок с конца каната.
6. По степени уравновешенности:
- Рихтованный канат - Р - не теряет своей прямолинейности (в пределах допустимого отклонения) в свободном подвешенном состоянии или на горизонтальной плоскости, т.к. после свивки прядей и шпата соответственно напряжения от деформации проволок и прядей сняты рихтовкой.
- Нерихтованный канат - не обладает таким свойством, свободный конец нерихтованного каната стремится образовать кольцо, за счет напряжений деформации проволок и прядей полученных в процессе изготовления каната.
7. По направлению свивки каната:
- Правой свивки - не обозначается
- Левой свивки - Л
Направление свивки каната определяется: направлением свивки проволок наружного слоя - для канатах одинарной свивки; направлением свивки прядей наружного слоя - для канатов двойной свивки; направлением свивки стренг в канат - для канатов тройной свивки
8. По сочетанию направлений свивки каната и его элементов:
- Крестовой свивки - направление свивки прядей и стренг противоположны направлению свивки каната.
- Односторонней свивки - О - направление свивки прядей в канат и проволоки в прядях одинаковы.
- Комбинированной свивки - К с одновременным использованием в канате прядей правого и левого направления свивки.
9. По степени крутимости
- Крутящиеся - с одинаковым направлением свивки всех прядей по слоям каната (шести - и восьмипрядные канаты с органическим и металлическим сердечником)
- Малокрутящиеся - (МК) с противоположным направлением свивки элементов каната по слоям (многослойные, многопрядные канаты и канаты одинарной свивки). В некрутящихся 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.
10. По механическим свойствам проволоки
- Марка ВК - высокого качества
- Марка В - повышенного качества
- Марка 1 - нормального качества
11. По виду покрытия поверхности проволок в канате:
- Из проволок без покрытия
- Из оцинкованной проволоки в зависимости от поверхностной плотности цинка:
- группа С - для средних агрессивных условий работы
- группа Ж - для жестких агрессивных условий работы
- группа ОЖ - особо жестких агрессивных условий работы
- П - канат или пряди покрыты полимерными материалами
12. По назначению каната
- Грузолюдские - ГЛ - для подъема и транспортировки людей и грузов
- Грузовые - Г - для подъема и транспортировки и грузов
13. По точности изготовления
- Нормальной точности - не обозначается
- Повышенной точности - Т - ужесточенными предельными отклонениями по диаметру каната
14. По прочностным характеристикам
Маркировочных групп временного сопротивления разрыву Н/мм2 (кгс/ мм2) - 1370 (140), 1470 (150), 1570 (160), 1670 (170), 1770 (180), 1860 (190), 1960 (200), 2060 (210), 2160 (220)
Примеры условного обозначения стальных канатов
- Канат 16,5 - Г - I - Н - Р - Т - 1960 ГОСТ 2688 - 80 Канат диаметром 16,5 мм, грузового назначения, первой марки, из проволоки без покрытия, правой крестовой свивки, нераскручивающийся, рихтованный, повышенной точности, маркировочной группы 1960 Н/мм2 (200 кгс/мм2), по ГОСТ 2688 - 80
- Канат 12 - ГЛ - ВК - Л - О - Н - 1770 ГОСТ 2688 - 80 Канат диаметром 12,0 мм, грузолюдского назначения, марки ВК, из проволоки без покрытия, левой односторонней свивки, нераскручивающийся, нерихтованный, нормальной точности, маркировочной группы 1770 Н/мм2 (180 кгс/мм2), по ГОСТ 2688-80
- Канат 25,5 - Г - ВК - С - Н - Р - Т - 1670 ГОСТ 7668 - 80 Канат диаметром 25,5 мм, грузового назначения, марки ВК, оцинкованный по группе С, правой крестовой свивки, нераскручивающийся, рихтованный, повышенной точности, маркировочной группы 1670 Н/мм2 (170 кгс/мм2), по ГОСТ 7668 - 80
- Канат 5,6 - Г - В - Ж - Н - МК - Р - 1670 ГОСТ 3063 - 80 Канат диаметром 5,6 мм, грузового назначения, марки В, оцинкованный по группе Ж, правой свивки, нераскручивающийся, малокрутящийся, рихтованный, маркировочной группы 1670 Н/мм2 (170 кгс/мм2), по ГОСТ 3063 - 80
Каждая конструкция каната имеет преимущества и недостатки, которые необходимо правильно учитывать при выборе канатов для конкретных условий эксплуатации. При выборе следует сохранять необходимые соотношения между диаметрами органов навивки и диаметрами канатов и их наружных проволок, а также необходимый запас прочности, обеспечивающий безаварийную работу.
Канаты одинарной свивки из круглых проволок - обыкновенные спиральные (ГОСТ 3062-80; 3063-80; 3064-80) обладают повышенной жесткостью, поэтому их рекомендуется применять там, где преобладают растягивающие нагрузки на канат (грозозащитные тросы высоковольтных линий электропередач, ограждения, растяжки и т.п.)
Канаты двойной свивки с линейным касанием проволок в прядях при простоте изготовления обладают сравнительно большой работоспособностью и имеют достаточное число разнообразных конструкций Последнее позволяет выбрать канаты для работы при больших концевых нагрузках, при значительном абразивном износе, в различных агрессивных средах, при минимально допустимых отношениях диаметра органа навивки и диаметра каната.
Канаты типа ЛК-Р (ГОСТ 2688-80, 14954-80) следует применять тогда, когда в процессе эксплуатации канаты подвергаются воздействию агрессивных сред, интенсивному знакопеременному изгибу и работают на открытом воздухе. Большая структурная прочность этих канатов позволяет использовать их во многих весьма напряженных условиях работы крановых механизмов.
Канаты типа ЛК-О (ГОСТ 3077-80, 3081-80; 3066-80; 3069-80; 3083-80) устойчиво работают в условиях сильного истирания благодаря наличию в верхнем слое проволок увеличенного диаметра. Эти канаты получили широкое распространение, но для их нормальной эксплуатации требуется несколько повышенный диаметр блоков и барабанов.
Канаты типа ЛК-З (ГОСТ 7665-80, 7667-80) применяют тогда, когда требуется гибкость при условии, что канат не подвергается воздействию агрессивной среды. Применять эти канаты в агрессивной среде не рекомендуется из-за тонких проволок заполнения в прядях, легко поддающихся корродированию.
Канаты типа ЛК-РО (ГОСТ 7668-80, 7669-80, 16853-80) отличаются сравнительно большим числом проволок в прядях и поэтому обладают повышенной гибкостью. Наличие в наружном слое этих канатов относительно толстых проволок позволяет успешно применять их в условиях абразивного износа и агрессивных сред. Вследствие такого сочетания свойств канат конструкции типа ЛК-РО является универсальным.
Канаты двойной свивки с точечно-линейным касанием проволок в прядях типа ТЛК - О (ГОСТ 3079-80) следует применять тогда, когда использование канатов линейным касанием проволок в прядях невозможно из-за нарушения установочных минимально допустимых соотношений между диаметрами органов навивки и диаметрами проволок каната или при невозможности обеспечения рекомендуемого запаса прочности.
Канаты двойной свивки с точечным касанием проволок в прядях типа ТК (ГОСТ 3067-88; 3068-88; 3070-88; 3071-88) не рекомендуются для ответственных и интенсивно работающих установок. Эти канаты можно применять лишь для не напряженных условий эксплуатации, где знакопеременные изгибы и пульсирующие нагрузки не значительны или отсутствуют (стропы, расчалочные канаты, временные лесосплавные крепления поддерживающие и тормозные канаты и т. п.)
Многопрядные канаты двойной свивки (ГОСТ 3088-80; 7681-80) в зависимости от принятых направлений свивки прядей по отдельным слоям изготовляют обыкновенными и некрутящимися. Последние обеспечивают надежную и устойчивую эксплуатацию на механизмах со свободным подвешиванием груза, а большая опорная поверхность и меньшие удельные давления на внешние проволоки позволяют достигать сравнительно большой работоспособности каната. Недостатками многопрядных канатов являются сложность изготовления (особенно предварительной деформации), склонность к расслоению, сложность наблюдения за состоянием внутренних слоев прядей.
Канаты тройной свивки (ГОСТ 3089-80) применяют тогда, когда основными эксплуатационными требованиями являются максимальная гибкость и упругость каната, а его прочность и опорная поверхность не имеют решающего значения. Органические сердечники в стренгах целесообразны тогда, когда канат предназначен для буксировки и швартовки, где требуются повышенные упругие свойства каната. Благодаря использованию проволок малых диаметров по сравнению с проволоками канатов двойной свивки канаты тройной свивки для нормальной эксплуатации требуют шкивы значительно меньших диаметров.
Трехграннопрядные канаты (ГОСТ3085-80) отличаются повышенной структурной устойчивостью, очень большим коэффициентом заполнения и большой опорной поверхностью. Применение этих канатов особенно целесообразно при больших концевых нагрузках и сильном абразивном износе. Рекомендуется использовать эти канаты как на установках со шкивами трения, так и при многослойной навивке на барабаны Недостатком трехграннопрядных канатов являются острые перегибы проволок на гранях прядей, повышенная жесткость каната, трудоемкость изготовления прядей.
Плоские канаты (ГОСТ 3091-80; 3092-80) находят применение в качестве уравновешивающих на шахтных подъемных установках. К достоинствам этих канатов следует отнести их не крутимость. Однако ручные операции, применяемые при сшивке канатов, и относительно быстрое разрушение ушивальника при эксплуатации ограничивают объем использования этих канатов в промышленности.
Классификация канатов по отечественным и зарубежным стандартам
| ГОСТ | DIN | EN | BS | ISO |
| ГОСТ 2688-80 | DIN 3059-72 | EN 12385 | BS 302 6х19 (12/6/1) FC | |
| ГОСТ 3062-80 | DIN 3052-71 | |||
| ГОСТ 3063-80 | DIN 3053-72 | |||
| ГОСТ 3064-80 | DIN 3054-72 | |||
| ГОСТ 3066-80 | DIN 3055-72 | EN 12385 | BS 302 6х7 (6/1)WSC | |
| ГОСТ 3067-88 | DIN 3060-72 | EN 12385 | BS 302 6х19 (12/6/1)WSK | |
| ГОСТ 3068-88 | DIN 3066-72 | |||
| ГОСТ 3069-80 | DIN 3055-72 | EN 12385 | BS 302 6х7 (6/1) FC | |
| ГОСТ 3070-88 | DIN 3060-72 | BS 302 6х19 (12/6/1) WSC | ||
| ГОСТ 3071-88 | DIN 3066-72 | BS 302 6х37 (18/12/6/1) FC | ||
| ГОСТ 3077-80 | DIN 3058-72 | EN 12385 | BS 302 6х19 (9/9/1) FC | ISO 2408 |
| ГОСТ 3079-80 | ||||
| ГОСТ 3081-80 | DIN 3058-72 | EN 12385 | BS 302 6х19 (9/9/1) WRC | ISO 2408 |
| ГОСТ 7668-80 | DIN 3064-72 | EN 12385 | BS 302 6х36 (14/7&7/7/1) FC | ISO 2408 |
| ГОСТ 7669-80 | DIN 3064-72 | EN 12385 | BS 302 6х36 (14/7&7/7/1) IWRC | ISO 2408 |
| ГОСТ 14954-80 | DIN 3059-72 | EN 12385 | BS 302 6х19 (12/6+6F/1) IWRC |
