Стальные тросы: применение, свойства, конструкции

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.

  (img)

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.

(img)

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.

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.

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.

(img)

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.

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.

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.

(img)

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.

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.

(img)

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.

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.