Стальной канат: классификация и критерии выбора троса

Стальной канат является одним из самых распространенных видов проволочных изделий, которые изготавливаются различными методами свивки. Более того, является основным элементом грузоподъемных конструкций и механизмов, который несет в себе всю грузонесущую нагрузку. Такие конструкции применяются в различных отраслях промышленности, например, в горнодобывающей, угольной, нефтедобывающей, машиностроении, сельскохозяйственной и в других. И в связи с этим существует множество видов изделий из стальных прядей и проволок. Более подробно о видах будет рассмотрено в классификации.

Основная разновидность канатов и тросов из стали

Существует очень много классификаций стальных канатов в зависимости от классифицирующего признака. Если в качестве такого признака взять структуру, то стальные канаты могут подразделяться на одинарные, двойные и тройные.

1. Одинарные представляют собой канаты, свитые из одной или нескольких слоев по спирали. Или иначе их называют спиральные канаты, название которых происходит от метода свивки. Одинарные канаты предназначены для свивки тросов. Тросы изготавливаются из одинарных прядей круглого сечения.
2. Двойные — изготавливаются методом концентрической свивки прядей в 1 или несколько слоев. Они предназначены для изготовления более прочных тросов, которые также называются стренгами.
3. Канаты тройной свивки изготавливаются из стренг, методом однослойной концентрической свивки по спирали.

Помимо, структуры существуют и другие основные классифицирующие признаки. Например, форма сечения, тип плетения, материал сердечника, метод и направление свивки, механические свойства, точность изготовления и предназначение. Тросы стальные могут иметь как плоскую, так и круглую форму сечения. Стальные пряди, из которых плетут тросы также подразделяются по форме сечения на круглые и фасоннопрядные, а вторые, в свою очередь, бывают плоскопрядными и трехгранопрядными.

По типу плетения канаты классифицируются как:

• изделия из проволок, в которых слои касаются точечным методом, такой тип плетения называется точечное касание (ТК);
• изделия, состоящие из слоев проволок касающихся между собой линейным методом, такой тип плетения называется линейным касанием и обозначается как ЛК;
• в таких изделиях используются проволоки одинакового диаметра, условно они обозначаются как ЛК-О;
• тип плетения, при котором, проволоки в последнем слое, имеют разный диаметр, условное обозначение ЛК-Р, указывает на линейной касание;
• ЛК-З, тип плетения при котором, проволоки касаются линейно и между собой и с проволоками заполнения;
• ЛК-РО — как видно из, аббревиатуры такие проволоки включают в себя пряди плетенные линейно, имеющие разный диаметр.
• ТЛК — представляют собой комбинацию первых двух видов. То есть, проволки соприкасаются линейно-точечным методом.

По материалу сердечника различают — с органическим сердечником, то есть, в центре прядей изготовлен из синтетических либо натуральных волокон как манила, пенька, хлопок, капрон, лавсан, вискозы и т. д.

По методу плетения выделяются раскручивающиеся и нераскручивающиеся, которые отличаются друг от друга тем, что вторые сохраняют первоначальное положение прядей, после использования. Плетение может быть как по направлению вправо, так и влево. Чтобы определить направление нужно посмотреть на последний слой, в зависимости от структуры он может состоять из проволок или прядей, например, в одинарной свивке наружный слой состоит из проволок, а в двойной — из прядей, и в тройной свивке из из стренг.

По механическим свойствам канаты делятся на три типа исходя из качества изделия, соответственно на нормальное, высокое, повышенное качество. Все три типа имеют свои условные обозначения марка1, марка ВК и марка В.

Существует классификация еще по одному немаловажному признаку — точность изготовления. По точности канаты бывают нормальной точности и соответственно повышенной точности, которое обозначается как Т. Повышенная точность от нормальной отличается наличием предельного отклонения по диаметру троса.

Конструкция

Металлические канаты могут иметь отличную друг от друга конструкцию, но основа у всех изделий одинаковая. В основе каната лежит сердечник, вокруг него переплетается проволока. Сердечник изготавливается не только из стали, но и из неметаллических материалов. Стальной сердечник необходим для моделирования будущего каната, для защиты его поверхности от прогибания. Чаще всего защищается антикоррозийным покрытием из цинка, реже для этих целей используют полимеры.

Если применяется сердцевина из органических материалов, это может быть, например, пенька или сизаль, то она пропитывается специальной смазкой. Это позволяет избежать ее преждевременного гниения, уменьшает трение между составными частями. Часто применяют сердечники из полиамидных нитей. Важное преимущество всех канатов с неорганическими сердечниками — малый вес и высокая гибкость.

• Вообще, по уровню гибкости различают такие виды стальных канатов:
• С низкой степенью. Этому уровню соответствует изделие с 42 проволоками и пеньковым сердечником.
• Со средней степенью. Такому типу соответствует канат с 72 проволоками, свитыми в пряди.
• С высокой степенью. Этому уровню принадлежит трос с пеньковым сердечником и стальной проволокой в количестве 144 штук, свитыми в 6 прядей.

Перед выбором троса необходимо учитывать ряд его свойств. Основная характеристика стальных канатов, о которой мы уже упомянули — гибкость. От нее во многом зависит, в какой области будут использовать канат. Необходимо также учитывать прочность, предельную величину натяжения, грузоподъемность. Прочность на разрыв зависит от коэффициента запаса прочности и диаметра троса. Часто важным параметром является устойчивость к воздействию агрессивной среды, при повышенных требованиях изделие проходит дополнительную обработку. Иногда важно учитывать вес каната.

Предназначение стальных канатов

Как уже было сказано выше, тросы из стали являются основными грузонесущими элементами любого грузоподъемного механизма. Например, подъёмного крана, буровой установки, экскаваторов, грузовых и пассажирских лифтов и других. Помимо этого, стальные тросы применяются в качестве материала для изготовления грузозахватных и других прочных приспособлений, способных выдержать огромные механические нагрузки. Поэтому важно подходить к выбору таких изделий с большой ответственностью. На сегодняшний день на рынке представлен широкий ассортимент тросов и канатов изготовленных из стали, и в связи с этим покупатель сталкивается с проблемой выбора.

Чтобы не ошибиться с выбором, необходимо разбираться во всех особенностях и нюансах, на изучение которых могут уйти годы. Поэтому специалисты рекомендуют обращаться к профессионалам при покупке стальных изделий. Но тем не менее существуют критерии, которых придерживаются и профессионалы, и стоит придерживаться рядовым покупателем.

Свивка в стальных тросах

Свивка в металлических тросах определяет, как проволока в прядях формирует структуру каната. Простыми словами, пряди проволоки имеют алгоритм скручивания, обеспечивающий плотно сформированную структуру. Понятие «свивка» используют для описания направления скрученной проволоки по отношению прядей в готовом тросе. При правильной свивке пряди наматываются вокруг сердечника каната по часовой стрелке, при левосторонней или правосторонней — против часовой стрелки.

Обычный вид свивки означает, что проволока в пряди укладывается в направлении, противоположном направлению, в котором пряди уложены в конечном канате. Направление свивки тросового каната не влияет на разрывную силу троса. Однако сочетание свивки прядей и свивки каната сильно влияет на характеристики троса. Например, если речь идет о структуре каната, где вращение предотвращается при задействованных правосторонних и левосторонних прядей.

Критерии выбора тросов

Критерии могут зависеть от признака, который берётся за основу. Однако существует и общепризнанные правила выбора по качеству и предназначению, эти правила называются ГОСТ. В ГОСТе представлена более точная и подробная классификация всех известных видов стальных тросов и изделий. В соответствии с этой классификацией различают основные параметры, на которые стоит обратить внимание при покупке:

• предназначение, канаты и тросы бывают разные и предназначаются для разных целей, поэтому важно уточнить этот параметр;
• тип конструкции, которая определяется количеством прядей в канате;
• метод и направление свивки;
• прочность;
• материал сердечника;
• характеристики и свойства проволоки и другие.

Канаты стальные ГОСТ изготавливаются по требованиям технологического регламента, утвержденного государственными органами. Поэтому наличие отметки соответствия ГОСТу говорит о качестве изделия. Поскольку каждый вид изделия приведенного в классификации должен быть изготовлен из определенных материалов и по особой технологии которая утверждена в ГОСТ.

Например, трос стальной ГОСТ 5269 , материал сердечника для такого троса должен соответствовать перечню, приведенному в ГОСТ, то есть в качестве материала может использоваться пенька, сизаль и полипропилен, джут, химические и хлопчатобумажные волокна должны соответствовать нормативной документации.

Так же, как и в случае с предназначением каждого из видов, в Госте прописано все до мельчайших подробностей о том, какой канат где применяется. Знание ГОСТ позволяет выбрать качественное и надежное изделие, и этим знанием пренебрегать не стоит.

Типы сердечников в стальных тросах

Тросы бывают с тремя типами сердечников:

1. Сердечник из проволоки, который имеет ту же конструкцию, что и внешние жилы.
2. Волоконный сердечник чаще применяют для такелажа. Такие тросы обладают высокой прочностью на растяжение, а благодаря увеличенному диаметру проволоки более устойчивы к истиранию. Для изготовления таких тросов чаще всего используют сизаль (грубое волокно) или полипропилен. За счет этого удается обеспечить гибкое основание для прядей в структуре каната. Волокнистые сердечники используются для изготовления канатов, где требуется эластичность. Волоконные сердечники непригодны для применения на открытом воздухе.
3. Независимый стальной сердечник троса. Этот тип подходит для изготовления тросов, которые используются на растяжении, подвергаются серьезным сжимающим нагрузкам, высоким рабочим температурам. Данный тип каната тяжелее и прочнее троса с волокнистым сердечником.

Деформации и износ канатов

Чаще всего проволочные соединения разрушаются из-за растяжения, коррозийного или механического воздействия. При обнаружении разрывов при нагрузках на важно обязательно проверить уровень безопасности, особенно, если канат используется для тяжелых й.

Коррозионные повреждения возникают в результате эксплуатации во влажных, соленых, кислотных условиях или при воздействии других химических элементов. В этом случае нужно приложить максимум усилий для устранения проблемы. Как вариант, можно использовать специальную смазку.

Механическое повреждение представляет собой надрезы или надколы. Это происходит из-за неаккуратного обращения с , удара. Также механический разрыв случается из-за резкого освобождения от большого веса.

Разрушение прочности прядей троса часто происходит в результате износа при изгибе. Причинами истирания прядей могут быть:

• перегиб и скручивание канатов из-за нагрузки;
• контактные напряжения между отдельными прядями;
• колебание ветра и другие динамические эффекты. Источник колебания называется «реклаймер».

При выборе троса для конкретных целей важно обратить внимание на качество материала и его свойства. Если намерены применять канат в суровых условиях окружающей среды, обязательно смазывайте изделие. Стальные тросы – это сложный инженерный объект, к выбору которого нужно подходить грамотно.

Область применения

Одним из наиболее примечательных видов стальных тросов, выпускаемых современной промышленностью, является изделие, выполненное из оцинкованной проволоки. Для дополнительной защиты от коррозии такой стальной трос помещен в оболочку из ПВХ. Благодаря этим особенностям своего устройства трос может успешно эксплуатироваться даже в самых неблагоприятных условиях. Так, изделия подобной конструкции используются для обвяза грузов, опускаемых в жидкие среды, с их помощью выполняют монтаж антенн и мачт, линий электропередачи и связи.

Освоили современные производители и выпуск металополимерных тросов, проволока в которых может быть дополнительно оцинкована, что придает изделию еще большую коррозионную устойчивость. Существует и более простой способ защитить трос от возникновения и развития коррозионных процессов, который также используют современные производители. Для этого гибкий стальной трос покрывают слоем специальных смазок либо в его структуру вводят дополнительный слой, сформированный из оцинкованной проволоки.

На современном рынке также можно приобрести тросы, поверхность которых защищена материалом, способным успешно противостоять горению, воздействию высоких температур и температурных перепадов.

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.

Типы плетения стальных тросов

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.