Особенности конструкции и сферы применения стального троса

Трос металлический – это основной элемент тросового такелажа. Несмотря на то, что конструкция троса напоминает обычный канат, само изделие считается сложным инженерным предметом. Все стальные тросы классифицируются по двум стандартам ГОСТ — 3066-80 и 3067-80. В них можно найти информацию о механических особенностях троса, его свойствах, составе и других важных моментах.

Свойства каната зависят от его размера, конструкции, качества, типа сердечника и отделки. Также канаты делятся по размеру диаметра. В данном обзоре мы рассмотрим основные группы классификации стальных канатов, определим плюсы, недостатки тросов и придем к выводу, когда лучше всего использовать стальные канаты.

Конструкции стальных тросов

Конструкция троса включает следующие компоненты: сердечник, прядь, проволока, центральная проволока. Чаще всего каждая отдельная проволока расположена вокруг центральной проволоки, образуя жилу проволоки.

Пряди формируются вокруг центрального сердечника, образуя трос. В зависимости от количества прядей определяют толщину тросов. Их достаточно много, но существует предельное количество нитей – 25. Размер и количество проволок в каждой пряди, а также размер и количество прядей в канате сильно влияют на характеристики каната.

Преимущественно большое количество проволоки и прядей небольшого размера образовывают гибкие тросы, обладающие с хорошим сопротивлением при сгибании. Такие варианты подходят для организации спусковых механизмов.

Меньшее количество более толстых проволок и прядей присущи менее гибкому канату с хорошей коррозийной стойкостью и долговечностью. Такой вариант подходит для применения в статических условиях. Конструкция каната также важна для оценки тросов на стойкость к коррозии, уровень износа.

Применение в зависимости от типа

Прочностные, физико-механические характеристики стального троса и область использования во многом зависят от его конструкции, вида.

Металлополимерные тросы используются для обвязки грузов, прокладывания воздушных линий связи и монтажных работ. Талевые канаты ГОСТ 16853-88 нашли применение в газо- и нефтедобывающей отрасли во время бурения. ЛК-О отличаются превосходной износостойкостью, поэтому их используют в большинстве подъемных механизмов. ЛК-Р устойчивы к температурным скачкам, повышенной влажности, осадкам, благодаря чему их можно использовать практически в любых условиях природной среды. С помощью специальных буксировочных тросов получается тянуть легковые авто, автопоезда и огромные фуры, весом более 40 тонн.

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.

Разрушающая нагрузка в зависимости от характеристик тросов

Рабочая нагрузка составляет порядка 25% от того усилия, после которого наступает разрушение изделия (частичное или полное) и дальнейшее его использование не обеспечивается прочностью. Используя таблицу ниже, можно подобрать трос по диаметру сечения и предельной нагрузке.

Это интересно: Анкерный болт с гайкой: параметры, монтаж, ГОСТ

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.

Виды касания в сплетении тросов

• Линейные. В данном виде плетения канатов тросы наматываются циркуляционно. В данном случае надежность и вид троса зависят от диаметра проволоки, из которой он скручен. Такие тросы обладают различной способностью выдерживать нагрузки. Рекомендуется выбирать модели с максимальной нагрузкой.
• Точечные. В данных моделях тросов плетение не повторяется. Такие стропы – универсальны, и желательно использовать их в различной сфере деятельности с разными нагрузками. В противном случае – канат быстро придет в негодность, растянется. Правильный выбор троса – залог его долгой службы и надежности. Различные модели изделий и их модификации можно применять для любой деятельности, связанной с большими нагрузками и перемещением грузов или материалов.

Наша компания предлагает оптовые поставки тросов и канатов различной конфигурации и моделей. На нашем сайте представлен каталог различным моделей, предназначенных для разной деятельности и нагрузки. Популярными являются стальные тросы с ПВХ покрытием. Дополнительная оболочка – защита каната, что позволяет его использовать в разных условиях и для разной деятельности. Металлополимерный трос, который также представлен в нашем каталоге – основа для оград. Для защиты от погодных условий тросы покрываются цинком, что увеличивает его износостойкость и срок эксплуатации.

Классификация тросового изделия

Стальной трос широко распространен, на рынке представлен большой выбор изделий. Есть несколько классификаций металлических тросов:

• по назначению;
• по форме сечений;
• количество прядей в канате, что определяет его сферу применения;
• материал основного элемента — сердечника;
• свойства проволок;
• направление прядей в структуре – левостороннее, правостороннее;
• вид обработки проволоки;
• вид и род витья.

Чтобы определить номинальный диаметр троса, нужно сделать замеры в двух сечениях. Между ними должно быть расстояние в 1 м. В сечениях меряют диаметр два раза по линии максимального расстояния между предельными точками.

Назначение изделия

Чаще всего изделие применяется при буксировочных, такелажных и грузоподъемных работах. Прочный и гибкий, трос непременно является частью оснащения экскаваторов, подъемных кранов, буровых установок. Еще он используется в механизмах подъема и опускания грузовых и пассажирских лифтов и для армирования бетона. Наиболее широко тросы применяются при грузоподъемных работах: гибкость и высокая прочность изделий позволяет делать из них грузозахватные приспособления, выдерживающие серьезные механические нагрузки.

С учетом сложности работ, подразумевающих использование стальных тросов, к выбору изделий следует подходить со всей ответственностью. Современный рынок представляет много видов канатов и тросов из стали, поэтому несведущий человек может растеряться из-за всего этого разнообразия. Поэтому в случае затруднений лучше обратиться за консультацией к профессионалу, который поможет подобрать изделие для конкретных задач.

Строгие требования соответствия эксплуатационным характеристикам предъявляются и к металлическим тросам, и к дополнительным элементам, с которыми они используются. Перед эксплуатацией такие изделия подвергаются различным испытаниям и проверкам и в случае успешного прохождения получают сертификаты и разрешения, позволяющие использование по прямому назначению.

Основные параметры

Основные параметры, по которым выбираются тросы, следующие:

1. Прочность;
2. Гибкость;
3. Грузоподъемность;
4. Предельные значения натяжения.

Для повышения устойчивости к агрессивным средам, где будут эксплуатироваться тросы, в отдельных случаях их подвергают дополнительной обработке. Что касается отдельных сфер использования изделия, одним из самых значимых параметров может быть его вес.

Качество и разновидности материала тросов

Качество используемой стали определяет силу прочности при растяжении троса. Современные технологи производства предлагают потребителям долговечные изделия с антикоррозийной стойкостью, устойчивостью к внешним факторам воздействия. Стальные канаты обычно представлены на рынке в диапазонах растяжения от 1570 до 2160 Н/мм квадратный.

Оцинкованные канаты изготавливаются из гальванизированного материала для защиты от коррозии. Для использования тяжелого оборудования (например, лебедки, шахтные машины) появляется спрос на изготовление канатов увеличенного диапазона натяжения канатной проволоки. С другой стороны, поскольку прочность – не единственный критерий при выборе троса, важно оценивать конкретные условия применения канатов.

Нержавеющая сталь – наиболее популярный материал для тросового производства. Поскольку изделия из нее можно использовать в суровых климатических условиях, это говорит о высокой защите от коррозии. Нержавеющая сталь обладает высокой прочностью на разрыв, считается пригодной практически для любой окружающей среды. Современные методы обработки стали означают, что нержавеющую сталь можно резать, сваривать, формировать и производить достаточно легко. Гибкость тросов из данного типа материала означает, что с помощью стали можно производить изделия любого размера и формы.

Существует множество различных марок нержавеющей стали в зависимости от содержания в них легирующих элементов, а также их механических свойств и коррозионной стойкости. Они обозначаются в маркировке по ГОСТу и другим международным стандартам.

При выборе марки нержавеющей стали в составе троса важно учитывать факторы окружающей среды. Существуют методы классификации факторов окружающей среды, которые позволяют выбрать марку для более точного применения.

Разновидности

Существуют разные виды тросов. В первую очередь их квалифицируют по конструкции:

• С одинарной свивкой. Это одно-, двух- и трехслойные изделия из проволоки. Они свиваются в концентрические спирали. Если трос используют для будущего плетения, то его называют прядью.
• Со сдвоенной свивкой. При такой конструкции минимум шесть прядей скручиваются в один слой. Если выполняется дальнейшая свивка каната, то получаются стренги.
• С тройной свивкой. Они состоят из стренг, которые скручиваются в один слой на специальном оборудовании.

Виды стальных тросов, отличающихся по касанию:

• С касанием в точках. Маркируется как ТК. Расположение элементов в таких канатах приводит к достаточно серьезным проблемам: при сдвигах в период эксплуатации такой канат быстро изнашивается, в нем появляются усталостные трещины, другие дефекты.
• С линейным касанием. Маркируется как ЛК. Износостойкость, длительность эксплуатации таких тросов выше, чем у канатной продукции ТК.
• С точечно-линейным касанием. Эта конструкция каната предполагает получения изделия с повышенными некрутящими характеристиками.

Кроме того, стальные канаты бывают раскручивающимися и нераскручивающимися. У первых проволоки после свивки не избавлены от внутренних напряжений, а после снятия перевязок они разматываются. Во втором случае напряжения снимаются посредством рихтовки, используют также предварительную деформацию. После этого они не только сохраняют свое положение при снятии перевязок, но и обладают другими достоинствами — становятся гибче, появляется более сильная сопротивляемость усталостным напряжениям.

Рихтованные тросы, находясь в свободном состоянии, не закручиваются в круг на конце, в то время как нерихтованные, за счет напряжения, стремятся к образованию окружности.

В зависимости от того, в каких условиях будет эксплуатироваться канат, подбирают его покрытие. Иногда он не обрабатывается антикоррозийными составами, но это снижает срок службы изделия, даже если он эксплуатируется в сухой среде. Чаще трос обрабатывают цинком, причем с разной степенью. Различают канаты для работы в:

• Средней агрессивной среде, маркируется как «С».
• Жесткой агрессивной среде, маркируется как «Ж».
• Сверхжесткой агрессивной среде, маркируется как «ОЖ».

Достаточно часто тросы обрабатываются полимерами, тогда продукция обозначается буквой «П».

Предназначение стальных тросов

Тросовые изделия предназначены для подъема, перемещения тяжелых конструкций. Подъемный стальной трос также способен выполнить следующие задачи:

• перемещения груза на башенных или контейнерных кранах;
• удержание крановых конструкций;
• монтаж и демонтаж кранов и другие.

Если нужно провести манипуляцию с неуправляемым грузом или поднять его на большую высоту, потребуются канаты, устойчивые к вращению. Только они обеспечивают стабильность груза, поэтому груз способен вращаться. Устойчивые к вращению канаты, прикрепленные к конструкции крана, не передают крутящий момент на точку крепления. За счет этого удается обеспечить безопасность работы. Такие типы канатов имеют требования при производстве, согласно стандартам ГОСТ. Различаются они по уровню сопротивления вращению в зависимости от типа конструкции.

Есть несколько условий, когда использование устойчивых к вращению канатов неуместно и неоправданно. Например, если канаты одной и той же конструкции используются в виде пары, состоящей из правосторонних и левых канатов. В этом случае обеспечивается стабильность вращения, поэтому нагрузка не производит вращение. Объясняется это равновесием крутящего момента.

Устойчивые к вращению канаты не так склонны к сгибанию. Поэтому, если в конкретной ситуации нужны эластичные составы, тогда не стоит останавливаться на данном типе тросов. Оцените условия использования канатов и риски применения разных типов изделий.

Виды и классификация канатов

Стальные канаты – это проволочные изделия, изготавливаемые навивкой. Трос это часть такелажа, воспринимающего массу груза. Такие изделия применяют в судостроении, водном/автомобильном транспорте, энергетике, добыче угля, руды, нефти и т.д. В зависимости от выполняемых задач производится множество разновидностей канатов.

По структуре троса

• Одинарные – состоят из отдельных проволок, сплетенных в виде спираликонцентрическими слоями (один либо более). Канат из круглых нитей в один слой называют спиральным или прядью. Из профильной (Z-/омегообразное, клиновидное сечение) проволоки – закрытого типа.
• Двойные – составлены из прядей, свитых послойно. Эти тросы используются самостоятельно или служат деталью для более прочных канатов – стренг.
• Тройные – набраны из нескольких стренг, спирально свитых в один слой.

Пряди, в зависимости от конфигурации поперечного сечения, бывают круглыми и фасоннопрядными (плоскими или трехгранными). Последние разновидности отличаются большей площадью контакта с поверхностью шкива.

В зависимости от типа плетения

• ТК – точечный контакт проволок между слоями.
• ЛК – линейный контакт проволоки в соседних слоях.
• ЛК-О – линейное касание проволок между слоями, если нити в пряди одинакового сечения.
• ЛК-Р – контакт проволоки между слоями линейный при различном диаметре нитей во внешнем ряду пряди.
• ЛК-З – линейное касание нитей между слоями пряди и проволокой заполнения.
• ЛК-РО – контакт по линии проволоки между слоями, внутри которых присутствуют ряды нитей одинакового и разного диаметра.
• ТЛК – комбинация точечного и линейного контакта проволок внутри одной пряди.

Типы наиболее распространенных спиральных канатов или прядей:

• а, б – ЛК-О;
• в – ЛК-Р;
• г – ЛК-З;
• д – ЛК-РО;
• е, ж – ТК;
• з – ТЛК-О

В зависимости от материала, для сердечника:

• ОС – органический, когда в центр троса либо его прядей помещено синтетическое/натуральное волокно. Здесь применяют хлопчатобумажную пряжу, пеньку, сизаль, полипропилен, полиэтилен, капрон, вискозу, лавсан, асбест.
• МС – металлический. Используется трос сдвоенного плетения, состоящий из 7-и прядей или прядь того же строения, что и повив. Сердечник повышает структурную прочность канатов, снижает их удлинение при растяжении либо росте температуры воздуха.

Канаты с органическими сердечниками:

а, б – из натуральных материалов; в – полимерный

Канаты с металлическими сердечниками:

а – однородный; б и в – многопрядные

По навивке

Бывают нераскручивающимися (Н) и раскручивающимися. В первом случае после удаления завязки с конца троса его нити и пряди сохранят свое местоположение или легко сплетаются руками. Этому помогает деформация проволок и прядей перед их навивкой. У раскручивающегося каната его составляющие перед плетением не деформируют. Поэтому пряди и стальные нити раскручиваются вследствие снятия связки.

а – обыкновенный раскручивающийся;

б – нераскручивающийся

По уравновешенности:

Различают рихтованные канаты (обозначение Р), которые сохраняют прямолинейность с заданным допуском. Причина – напряжения в нитях и прядях после навивки снимают рихтовкой. Если эта операция не сделана, оконечность не рихтованного троса скручивается кольцом.

Направление, по которому навивают трос, бывает правым или левым (Л). Это определяется тем, как навит внешний ряд нитей у спирального каната; прядей у изделий двойной навивки или стренг для каната тройного плетения.

В зависимости от направления навивки каната и положения его составных частей различают тросы

• С крестовым плетением, когда пряди и стренг навиты в направлении, противоположном такому же для каната.
• Односторонние (О). В этом случае направленность навивки троса, его прядей и стренг совпадают.
• Комбинированные (К). Это характерно при одновременном использовании для изготовления каната прядей с левой и правой навивкой.

а — левая, б — правая;

1 — односторонняя, 2 — крестовая;

В зависимости от степени закрутки канаты бывают:

• Крутящиеся. Когда направление навивки прядей концентрических слоев троса совпадает. Это характерно для 6-ти и 8-прядных изделий, имеющих сердечник.
• Мало крутящиеся (МК). Пряди в слоях сплетены в противоположных направлениях (тросы с одинарной навивкой, многослойные и многопрядные). Из-за правильного выбора направлений навивки нитей и прядей исключено осевое вращение каната со свободно подвешенным грузом.

Тросы бывают разного качества это зависит от механических свойств используемой проволоки:

• высокого (ВК)
• повышенного (В)
• нормального (1)

Канаты могут отличаться по покрытию поверхности проволоки, когда защитного слоя нет либо нити покрыты цинком. В последнем случае известны три группы оцинковки (по условиям эксплуатации):

• С (средне агрессивные)
• Ж (жесткие)
• ОЖ (особо жесткие)

Тросы предназначены для:

• перемещения груза/людей (грузо-людские ГЛ)
• либо исключительно грузоподъемных операций (Г)

Канаты в зависимости от качества изготовления разделены на изделия нормальной и повышенной (Т) точности.

Тросы маркируются по прочности и отличаются временным сопротивлением разрыву в пределах от 1370 (140) до 2160 (220) Н/мм2 (кГ/мм2).

Для чего нужна тросовая смазка?

Чтобы увеличить срок эксплуатации стальных тросов, нужно правильно за ними ухаживать. Смака канатов – обязательная мера, главная задача которой заключается в защите от коррозии и механических повреждений. Специалисты советуют наносить смазки небольшим слоем около 0,2 м. Смазывающие вещества применяются при изготовлении тросов и их эксплуатации.

Регулярная смазка канатов обеспечивает долговечность и выполняет другие задачи:

1. Предотвращает деформацию за счет того, что обеспечивает максимальное проникновение отдельных прядей.
2. Защищает от коррозии, предотвращая преждевременный выход из строя металлического изделия.
3. Обеспечивает стойкость к смыванию, гарантируя защиту во влажных условиях и других факторов внешнего воздействия.
4. Снижает трение, уменьшая истирание и износ.

Смазка гарантирует устойчивость к воздействию воды, идеально подходит для распыления под высоким давлением — продукт с низкой вязкостью. Она демонстрирует высокотемпературную стабильность, обеспечивающая защиту при высоких температурах. Состав можно применять при низких температурах.

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.

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.

Трос стальной – разновидности изделия и маркировка

Каждый тип конструкции стального троса имеет свои специфические черты, которые нужно учесть при выборе изделия для той или иной цели. Не стоит забывать и про общие параметры, которые следует знать, отправляясь к поставщику – это длина, диаметр, предельная нагрузка, которую должно будет выдержать изделие. Теперь несколько слов об особенностях конструкции. Выделяют тросы одинарной свивки, где по спирали накручена на сердечник круглая проволока. Как правило, это прядь для изготовления более сложных конструкций – канатов. Трос двойной свивки получают уже не из отдельных проволок, а из упомянутых выше прядей, которые накладывают на сердечник по определенным правилам. Тут можно делать однослойные и многослойные тросы. Они способны выдерживать солидный вес и при определенном способе обвивки не могут закручиваться во время работы, это свойство иногда очень упрощает эксплуатацию. Существует еще и тройная свивка, такой трос скручен из стренгов, так называют изделия двойной свивки, специально предназначенные для последующего использования в изготовлении более сложных и крепких тросов.