Виды стальных тросов

Примеры использования тросов

Стальные тросы можно считать универсальным инвентарем, так как он востребован в быту и промышленности, в строительстве и спорте, при транспортировке и разгрузке.

Сделаем небольшой обзор сфер применения тросов.

В строительстве. Подъем тяжелых строительных блоков и конструкций не обходится без применения тросов, которые могут быть использованы как самостоятельно, так и в составе сложных механизмов. Без тросов не обходится возведение мостов, монтаж кранов, вышек и т.д.

Для подъема грузов. Стальные тросы используют не только в подъемниках или грузоподъемных шкивах. Не стоит забывать о лифтах, которые держатся на тросах, а также о кранах и подъемных механизмах.

При транспортировке грузов. Как бы ни перевозился груз (на фурах и грузовиках, в ж/д вагонах и на платформах, судах, самолетах) — требуется его надежная фиксация, а также погрузка и разгрузка. Во время всех этих операций востребованы тросы.

В металлургии. Данная область промышленности связана с обслуживанием тяжелых деталей и оборудования. Стальные тросы помогают передвигать заготовки и литейные формы.

В горной промышленности. В горной местности надо организовать и доставку персонала к месту работ, и транспортировку горных пород из шахт. Тросы помогают выполнить эти задачи. Тросами оснащены канатные дороги, подъемники, горное оборудование, землеройные машины.

В нефтяной промышленности. Стальные тросы участвуют в организации подъема и спуска оборудования в скважины буровых установок.

В спорте. Тросы нужны для крепления гимнастического оборудования, цирковых приспособлений, веревочной полосы препятствий, для организации альпинистского маршрута.

Стандарты по ГОСТу

Стальные тросы — инвентарь, от которого зависит сохранность оборудования, груза, механизмов, а в некоторых случаях — здоровье и жизнь людей. В связи с ответственными задачами к тросам выставляются повышенные требования качества, стандартизированные ГОСТом.

В таблице представлены несколько ГОСТов для тросов, применяемых в разных сферах и областях.

Конструктивные особенности троса

Если рассматривать трос с точки зрения его конструктивных частей, то можно выделить следующие компоненты:

Проволока - это металлическая нить, выполненная из легированных сплавов стали или углеродистой стали.

Пряди троса — ряд проволок, свитых друг с другом по спирали.

Сердечник — средняя часть троса. Сердечник оплетается проволочными прядями. Сердечник обеспечивает нужный уровень гибкости/жесткости тросу и держит всю структуру изделия. Кроме того, сердечник играет роль фитиля масленки. Промасленный сердечник смазывает трос во время сгибания. Сердечник может быть изготовлен из натуральных, синтетических материалов или из стали.

Смазка — необходима для троса в качестве защиты от ржавчины и преждевременного износа. Смазка увеличивает гибкость троса. Примеры смазок: CK-50, KC-У, Тoрcиoл, Элacкoн, Nyrosten и др.

Свивка троса

Так как металлические нити в тросе свиваются в один или несколько слоев, различают следующие типы свивок:

Многие рабочие параметры троса зависят от конструкционных особенностей свивки, которые указываются в спецификации товара.

Спецификация троса зашифрована в последовательности букв и чисел слева направо. Например, выглядит так: ГОСТ 7668-80 ЛК-РО 6х36(1+7+7/7+14)+1 o.c.

После отсылке к стандарту, в рамках которого выполнено изделие (ГОСТ 7668-80), идут буквы ЛK-PO. Они обозначают тип свивки троса и расшифровываются так: Л -линейное, К-касание — это тип свивки; Р-разный, О-одинаковый — имеется в виду диаметр проволоки (и одинаковый, и разный), которым обладает проволока, участвующая в изготовлении троса.

Далее в числовом выражении: 6х36 — 6 прядей, каждая из которых свита из 36 проволок.

В круглых скобках указывается количество проволок послойно:

(1+7+7/7+14)

В первом слое пряди — 1 проволока; во втором — 7 проволок; в третьем — проволоки разного диаметра и каждого сечения взято по 7 штук; в четвертом — 14 проволок.

+1 o.c. oзнaчaeт: о. - органический, с. - сердечник.

Направление свивки

Если проволока в слое свивается в том же направлении, что и пряди — свивка является односторонней.

Если проволока в тросе переплетается в противоположную сторону относительно прядей — это крестовая свивка.

Учитывая то, что трос может свиваться вправо (по часовой стрелке) или влево (против часовой стрелки) — мы имеем 4 варианта:

1. Односторонняя пpaвocтoрoнняя свивка
2. Односторонняя лeвocтoрoнняя свивка
3. Крecтoвaя прaвocтoрoнняя свивка
4. Крecтoвaя лeвocтoрoнняя свивка

Сердечник

Сердечник – это сердцевина, то есть центральная часть как одной пряди, так и троса в целом.

Сердечник выполняет роль структурной опоры, амортизатора и масленки.

Сердечник может быть изготовлен из органических, синтетических и металлических материалов.

Органический сердечник (в сертификации обозначается как ОС) из натуральных материалов — пенька, хлопок, сизаль из агавы и пр.

Синтетический сердечник из искусственных материалов — капрон, полиэтилен и пр.

Металлический сердечник (в сертификации обозначается как МС) — это одна или несколько проволочных нитей в центре оплетки.

Рихтовка

Некоторые тросы подвергают рихтовке, тогда эти изделия считаются уравновешенными. Это значит, что рихтованные тросы более равномерно располагают свои элементы и слои. Рихтовка избавляет конструкцию от точечных перегрузок и помогает распределить нагрузки одинаково по всей площади. Рихтованные тросы обозначают как Р. Если такой маркировки нет, значит трос нерихтованный.

Нерихтованный трос при производстве или натяжении может вызвать внутриструктурное напряжение из-за смещения слоев. Это может проявляться в искривлении конца троса, когда он произвольно сворачивается в кольцо.

Крутимость под нагрузкой

Если к тросу прицепить груз в подвешенном состоянии, он начнет крутиться вокруг оси. Данное свойство может проявляться в той или иной степени и называется крутимостью.

Для решения определенных задач требуются тросы с низкой крутимостью. Такие изделия называются малокрутящиеся (сокращенно — МК). Чтобы убрать крутимость, свивку троса выполняют в противоспиральном направлении.

Раскручиваемость при обрезке

Когда обрезают трос, в месте среза трос начинает развиваться. Такие тросы называются раскручивающиеся. Для их эффективного использования приходится обрабатывать край после среза и фиксировать скрутку.

Однако есть категория тросов, которые удерживают срез в скрученном состоянии. Такие изделия называются нераскручивающиеся тросы и обозначаются в сертификации буквой Н.

Свойства проволоки

Существует три разновидности проволоки в соответствии с ее качеством и допустимым количеством соединений.

Покрытие проволоки

Проволока, из которой сплетают трос, может покрываться различными защитными слоями, а может оставаться без покрытия. Отсутствие дополнительного слоя на проволоке не обозначается маркировкой, а все остальные случаи имеют условные обозначения.

Нержавеющие тросы

Для изготовления нержавеющего троса идет специальная проволока из высоколегированной стали. Изделие из такой проволоки имеет высокие антикоррозионные свойства. Также нержавеющие тросы устойчивы к температурным нагрузкам — их предельная t нагрева +260°С.

Проволоку к нержавеющим тросам производят из двух марок стали: А2 и А4. Несмотря на качественные и количественные отличия компонентов в составе сплавов, в них есть общий элемент — хром.

Хром улучшает эластичность проволоки, при этом увеличивает нагрузку на разрыв. Именно хром делает сталь А2 и А4 практически неуязвимой к коррозии и нейтральной при контакте с агрессивными средами. Благодаря хрому, проволока из стали А2/А4 легко переносит температурные качели и резкий нагрев.

Запас прочности

Чтобы узнать запас прочности троса, надо от нагрузки на разрыв отнять значение рабочей нагрузки. Максимальную разрывную и рабочую нагрузку находят опытным путем при испытаниях на производстве. Эти данные должны быть прописаны в документации к изделию.

Коэффициент запаса прочности — важный параметр при выборе троса для того или иного применения. От него будет зависеть сохранность груза и безопасность людей.

Грузоподъемность троса должна учитывать коэффициент прочностного запаса. Для примера рассчитаем грузоподъемность троса для пассажирского лифта.

Вес лифта — 800 кг; лифт рассчитан на подъем 500 кг, то есть в снаряженном состоянии лифт весит 1300 кг.

Умножаем вес загруженного лифта на коэффициент запаса прочности — 9: 1300 х 9 = 11700 кг.

Грузоподъемность троса для лифта — 11700 кг. Это максимальный вес, который должен выдержать трос без повреждений и обеспечить полную безопасность перевозки людей.

Конструкционное растяжение

Когда трос нагружают весом, он может растягиваться и удлиняться — это свойство называют конструкционным растяжением.

Почему стальной трос растягивается? При нагрузке троса впервые, волокна и пряди заполняют пустоты, плотнее прилегают к сердечнику и находят свое оптимальное положение. Во время такой притирки элементов возникает небольшое растяжение.

Вторая и основная причина конструкционного растяжения заключается в свойствах металла. Эластичность металла реализуется за счет подвижности атомных связей: молекулы металла могут сближаться при сгибании проволоки или удаляться друг от друга при растяжении. Когда металлическая проволока испытывает напряжение под нагрузкой, она временно удлиняется до 1% от общей длины. При освобождении троса от нагрузки, он возвращается к своей первоначальной длине.

При некоторых видах работ нужен трос, который будет сохранять свою длину под нагрузкой или минимально отклоняться от первичной длины. Тогда применяют метод предварительного вытягивания троса на производстве.

Смазки

Техническая смазка троса позволяет продлить срок эксплуатации изделия, повысить его гибкость, предотвратить коррозию, обезопасить от разрушения во время трения.

Если в тросе присутствует смазка, производитель сообщает об этом в документации к изделию. В дальнейшем, при эксплуатации троса, следует обрабатывать изделие составом, который рекомендован изготовителем. Например, это может быть смазка Торсиол, Эласкон, Nyrosten, СК-50, КС-У и др.

Назначение

По назначению тросы делятся на две группы: грузовые (только для грузов) и грузолюдские (для грузов и людей).

Тросы грузовые (обозначение в сертификации — Г). Используются для строительства (в том числе для грузоподъемных кранов, лебедок и др. устройств), для оснастки морских и речных судов, для грузовых лифтов, ворот и пр.

Грузолюдские тросы (обозначение в сертификации — ГЛ). Используются для канатных дорог, лифтов, для организации спасательных систем.

Точность

Основная масса тросов выполняется с нормальной точностью в соответствии со стандартом ГОСТ и подходит для выполнения различных задач. В документации к изделию нормальная точность никак не обозначается.

Повышенная точность отмечается буквой Т. При изготовлении такого троса есть особый контроль за диаметром троса и геометрией изделия в целом.

Оболочка

Производство стальных тросов в полимерной оболочке стало возможно после разработки метода экструзии.

Технология изготовления троса в оболочке предполагает свивание проволоки в пряди, затем переплетение прядей вокруг сердечника и в конце — напыление поливинилхлорида (ПВХ). Слои пластика наносятся на трос через экструдер.

Вследствие чего получается металлополимерный трос со следующими улучшенными особенностями:

1. оболочка защищает трос от механических повреждений,
2. оболочка ограждает трос от контакта с агрессивными средами;
3. оболочка предохраняет металл от воздействия температур в интервале от -40°С до +50°С;
4. оболочка предотвращает раскручивание каната на срезе;
5. оболочка увеличивает срок эксплуатации (до 25 лет);
6. оболочка повышает эстетику изделия (оболочка прозрачного и цветного пластика может стать элементом декора или выполнить сигнальную роль).

Этапы производства

Фрагментарно мы уже знакомились с отдельными производственными операциями по изготовлению тросов. Поговорим об этом более структурно.

Производство тросов можно разделить на несколько этапов.

Изготовление проволоки. Для тросов необходима специальная проволока сечения 0,4-8 мм. Она изготавливается из стали (легированной или углеродистой).

Свивка прядей. Несколько проволок свивают в пряди.

Правка и вытяжка. Пряди пропускают через станки для правки. Вследствие чего пряди распрямляются, вытягиваются, теряют внутреннее напряжение.

Плетение вокруг сердечника. С помощью канатовьющего станка пряди сплетаются по окружности сердечника.

Калибровка и выравнивание. Трос практически готов, но теперь предстоит улучшить его рабочие качества с помощью роликов. Они выравнивают изделие по всей длине, что позволяет оптимально разместить элементы троса и достичь равномерного распределения нагрузки.

Смазка. На трос наносят смазку, тем самым предотвращая коррозию и увеличивая износостойкость.

Маркировка

Все важные данные о тросе производитель должен предоставить покупателю на этикетке.

1. Наименование компании-изготовителя.
2. Номер партии. В случае брака можно узнать, по чьей вине произошла ошибка.
3. Условное обозначение. В этот раздел входят все характеристики троса, о которых мы говорили ранее.
4. Длина и единицы измерения длины (обычно — в метрах)
5. Масса (килограммы).
6. Дата изготовления.

Импортные тросы: система стандартов

Несмотря на тенденцию к импортозамещению, в сфере строительства и транспортной логистики в России используют не только отечественную грузоподъемную технику. Зарубежные краны и манипуляторы оснащены тросами соответствующей страны-изготовителя. Они могут иметь некоторые особенности и отличаться от отечественных канатов.

Импортные тросы выполнены по своим стандартам. Это, как правило, немецкая система сертификации DIN или EN (вариант DIN, но для использования в Европе).

Немецкий стандарт — о сердечнике

В отличие от ГОСТа DIN описывает больше вариантов сердечника.

Переплетение прядей в соответствии с DIN

В маркировке импортных тросов вы можете заметить следующие обозначения:

Направление свивки

Двойными буквами у импортных тросов обозначаются направление и тип свивки. Они полностью совпадают со стандартом ГОСТа.

Покрытие

DIN группирует тросы по их покрытию на три раздела:

Без покрытия (Uncoated) — в маркировке U. Трос ничем не покрывается, соответственно не защищается от ржавчины. U-трос пригоден в применении, когда исключен или незначителен контакт с влагой и окружающей средой.

Трос оцинкованный, группы A. Трос отделывается с помощью горячего цинкования, которое дает устойчивое к истиранию покрытие.

Элементы троса или изделие целиком опускают в емкость с расплавленным цинком при высоких температурах. Вследствие чего на металле появляется плотный и толстый слой цинка.

Трос класса А имеет высокую защиту от коррозии и может эксплуатироваться в условиях влажной среды, контактируя как с пресной, так и с морской водой.

Трос оцинкованный класса В. Трос обработан методом электроцинкования.

Электролитическое цинкование позволяет создать равномерный тонкий слой цинка на металле. В отличие от класса А этот слой тоньше и более подвержен истиранию.

Тросы класса В предназначены для эксплуатации в условиях слабой коррозионной угрозы.

Отечественные тросы и их зарубежные аналоги