Что прочнее цепь или трос стальной

Обновлено: 24.01.2025

Сейчас даже трудно себе представить, как сто лет назад моряки парусного флота умудрялись управляться с якорными канатами толщиной 20 см. Калибр якорных канатов измеряли тогда числом дюймов в окружности, и у самых толстых оно достигало 26. Считалось, что для самого большого корабля нужен канат, число дюймов окружности которого равно числу футов осадки судна со всеми припасами.

При подъеме якоря с илистого грунта якорный канат часто выходил из воды облепленным илом или жидкой глиной. Можно представить, насколько неудобно было обращение с ним при выхаживании его шпилем и укладке в бухту. Толстые пеньковые якорные канаты очень долго не просыхали. Выпачканные в клейком иле и уложенные в канатные ящики, они почти все время оставались сырыми, а это значительно укорачивало срок их службы.

Съемка с якоря в те далекие дни занимала много времени даже у самой опытной и искусной команды. Поскольку канат диаметром в 20 см. нельзя было обнести вокруг барабана шпиля, то для выхаживания его применяли более тонкий конец, называвшийся когда-то кабалярингом (или кабаляром). Это слово — русифицированное английское «cable ring» — канатное кольцо. Вокруг шпиля, который на корабле обычно ставился на шканцах (позади грот-мачты), обносили кабаляринг. Его концы разносили по палубе вдоль обоих бортов на бак и соединяли вместе, образуя кольцо. К кабалярингу канатными сезнями крепили сам якорный канат. Матросы часами выхаживали шпиль, упираясь в огромные рукоятки-вымбовки. Иногда при снятии с якоря в работе участвовало до пятидесяти человек. Во время продолжительных якорных стоянок команде приходилось время от времени перепускать канат, чтобы избежать трения на одном и том же месте. Чтобы пеньковые якорные канаты быстро не перетирались, клюзы кораблей отделывали свинцом, а сами канаты нередко обматывали в некоторых местах сорвенями (плетенками из ворсы или парусины). В свежий ветер, когда для безопасности нужно увеличивать длину якорного каната, травить его было трудно и рискованно.

Заметим, что во время шторма близ подветренного берега участь парусного судна всецело зависела не только от якоря, но и от длины вытравленного каната. По этому поводу есть смысл привести цитату из «Морской практики» Е. Березина, изданной в Санкт-Петербурге в 1875 году:

«Усиление держащей силы якоря от увеличения длины каната доказано веками. Замечательный пример пользы этого рассказывает Bonnefolex в своей книге «Manoeuvrier Complet». «В 1805 году. — говорит он, — в Столовой бухте, в один из тех жестоких штормов, которыми славится мыс Доброй Надежды, у французского фрегата «Belle-Pole» последовательно лопнули все канаты, и командир отдал приказание изготовить фор-стеньги-стаксель, чтобы выброситься на берег в более удобном месте, где уже лежали два английских корабля. Вахтенный начальник, имея готовым стоп-анкер, предложил командиру в этот момент попробовать задержаться на стоп-анкере: последний был отдан, первый кабельтов был наставлен вторым, и фрегат остался на одном стоп-анкере, имея около 240 сажень канату».

Как видим, всего-навсего небольшой стоп-анкер и «двойная порция» якорного каната спасли корабль от верной гибели. Однако вытравить нужную часть якорного каната было не так-то просто. Нередко случалось, он сам вытравливался до жвака-галса и обрывался, а корабль, не успев отдать запасные якоря, уже оказывался на камнях. При ледоходе якорные канаты из растительного троса обычно срезало. Зимой, на морозе, они сильно обмерзали и становились хрупкими. Отрезок, примыкавший непосредственно к рыму якоря, при длительных якорных стоянках на каменистом грунте быстро перетирался. Чтобы избежать этого, моряки прикрепляли к рыму (или скобе) якоря сначала отрезок цепи, а потом уже сам канат.

По странной иронии судьбы, эти мытарства с якорными канатами моряки испытывали в течение нескольких столетий после того, как изобрели якорную цепь.

В глубокой древности якорные камни привязывали к веревкам, сплетенным из коры деревьев, кож и сухожилий убитых животных, папируса. Обитатели островов южной части Тихого океана свои якоря прикрепляли к лианам. Потом люди научились изготавливать канаты из волокон растений — конопли, льна, сезаля, агавы и пр. В распоряжении моряков появились пеньковые, сезалевые и манильские растительные канаты.

Оказывается, железная якорная цепь — тоже древнейшее изобретение человечества. Историки утверждают, что ее в IV веке до н. э. приказал внедрить в производство Александр Македонский. Правда, при этом он руководствовался своими мотивами.

В 332 г. до н. э. великий полководец осаждал морскую крепость финикийцев — Тир. Сейчас это небольшой рыбацкий поселок в Ливане. Но в те времена он, занимая островное положение, считался неприступной крепостью, и тиряне решили не сдавать крепость греческому завоевателю. Сначала Александр осадил Тир с моря. По ночам его боевые ныряльщики разрушали подводные заграждения гавани. В ответ на это осажденные совершали смелые вылазки, подплывали к греческим триремам и перерезали якорные пеньковые канаты. Наконец, разозленный полководец приказал заменить канаты железными цепями. Но лишь после того, как солдаты Македонского совершили почти невероятное — засыпали песком пролив, отделявший крепость от берега. — Тир был взят одновременным штурмом с моря и с суши. С тех исторических дней Тир не остров, а полуостров. Железные цепи, которые помогли Александру Македонскому покорить финикийцев, были первыми в истории мореплавания якорными цепями.

Следующее упоминание о якорных цепях из железа относится к 1 веку до н. э., к временам Юлия Цезаря. В своих «Записках о Галльской войне» Цезарь указывает, что видел у галлов на кораблях железные якорные цепи. И ко времени морского похода к Британским островам он позаботился о том, чтобы оснастить свои военные корабли цепями. Несколько лет назад на территории Англии в графстве Уэссекс нашли железный якорь и кусок якорной цепи, сросшейся с известняком.

Шестнадцать столетий понадобилось британцам, чтобы дойти до идеи безвестных галльских кузнецов, продукция которых попала на берега Англии еще в незапамятные времена. Лишь в 1638 году промышленник Филипп Уайт предложил снабдить корабли королевского флота якорь-цепями его изготовления. И даже тогда стоимость цепей показалась британскому Адмиралтейству слишком высокой, и предложение Уайта было отклонено.

Говорят, что одним из первых решился поставить железные якорь-цепи на свой фрегат «Эндевер» Джемс Кук, отправляясь в свое знаменитое плавание (1768–1771 годы). Но в основной массе капитаны тех времен боялись расстаться с привычным канатом и вверить судьбу своего корабля непрочной и тяжелой цепи. Над преимуществом якорной цепи они задумались после одного происшествия в Лондоне. В 1808 году английский заводчик Роберт Флин изготовил якорные цепи для только что спущенного на воду военного корабля «Анна и Изабелла». На них и поставили судно, приведенное на Темзу. На следующий день приливное течение принесло в реку много льда. Якорные канаты почти всех стоявших поблизости кораблей оказались перерезанными. Чтобы сильное течение не снесло корабли на мель, капитаны стали пришвартовывать свои суда к «Анне и Изабелле», которая благополучно продолжала стоять на двух якорях. Около десятка судов удержали цепи Флина.

Спустя несколько лет английским морякам еще раз довелось убедиться в преимуществе якорной цепи перед пеньковым канатом. Однажды во время внезапно налетевшего шторма из тринадцати стоявших на якоре у мыса Данженесс судов удержалось только одно с железной цепью. Канаты остальных лопнули.

Замена растительных канатов на цепи шла медленно. Не всякая фирма, занимавшаяся производством цепей, могла выпускать их с нужным сечением звеньев: техника кузнечно-горновой сварки не была еще достаточно освоена. Например, в двадцатых годах прошлого века поперечное сечение звена самой крупной якорной цепи было всего полтора дюйма. К середине минувшего столетия сечение звена якорных цепей удалось увеличить до 2,5 дюйма [2]. С возникшим спросом на якорные цепи между заводчиками Англии началась бешеная конкуренция. В погоне за прибылью промышленники не успевали проводить испытания каждой партии выпускаемой продукции. Вместо этого они устраивали демонстрационные испытания уже проверенных цепей, и, конечно, по сравнению с обычными канатами эти цепи выигрывали. Только за десять лет, с 1873 по 1883 год, английские заводчики продали 16 500 г якорных цепей. Их общая длина составила более 6000 морских миль, а стоимость — 24 миллиона золотых рублей.

Выпуская якорные цепи, промышленники нередко забывали старинную поговорку: «Прочность цепи равна прочности ее самого слабого звена». И слишком часто лопнувшее звено якорной цепи приводило к авариям и кораблекрушениям. Событием, которое привлекло внимание общественного мнения к изготовлению якорных цепей, суждено было стать катастрофе с кораблем «Роял Чартер». Этот великолепный корабль на подходе к Ливерпулю встретил свежий северо-восточный ветер, который скоро перешел в шторм. Капитан принял единственное при сложившихся обстоятельствах решение: отстояться на якоре. «Роял Чартер» отдал оба становых якоря, вытравил цепи до жвака-галса, его паровая машина мощностью 200 л. с. работала на полных оборотах. Шторм уже начал стихать, когда лопнула одна из якорных цепей. Спустя несколько минут лопнула вторая цепь… Слабая паровая машина не смогла противостоять силе ветра. Выброшенный на мель «Роял Чартер» переломился пополам. У отвесных скал в прибрежных бурунах погибло около пятисот человек.

О трагедии «Роял Чартера» писали все газеты и журналы страны, а писатель Чарльз Диккенс показал жуткую драму гибели этого корабля в своем рассказе «Некоммерческий путешественник».

Пед давлением общественного мнения Регистр Ллойда в том же 1859 году выработал и провел актом через парламент требования о предварительных испытаниях якорных цепей перед поставкой их на английские суда. Спустя два года в Лондоне начала работать первая лаборатория для испытания на растяжение якорных цепей, изготавливаемых в Англии. Проба цепей на разрыв была введена в Англии только в 1879 году.

Хотя моряки и начали понимать преимущества якорных цепей, они долго не решались расстаться с привычным якорным канатом. Говорили: цепь не эластична, вместо того чтобы пружинить на волне, она будет резкими рывками выламывать якорь из грунта, а вес ее огромен в сравнении с весом обычного каната из растительного троса. Но скоро выяснилось: провисание цепи компенсирует отсутствие эластичности. Сила рывков, неизбежно возникающая при стоянке судна во время волнения, гасится за счет выпрямления провисшей цепи между кораблем и якорем, а большой вес цепи способствует устойчивому грунтозацепу. Ведь отрезок цепи, примыкающий непосредственно к якорю, ложится на грунт, создавая дополнительное сопротивление и, главное, не позволяя веретену якоря подниматься. Тяжелая железная цепь автоматически решила задачу, которая некогда побудила римлян делать свинцовые штоки: пеньковые канаты римских кораблей не могли заставить веретено якоря принять горизонтальное положение.

Правда, у якорных цепей скоро обнаружился таинственный недостаток: иногда они обрывались, даже при умеренном ветре. Испытанная цепь зачастую выдерживала ураганный ветер, а потом неожиданно лопалась. Как правило, это происходило после нескольких следующих одна за другой якорных стоянок на сильном волнении. Так моряки впервые столкнулись с наклепом — изменением кристаллической структуры металла, происходившим из-за частых и сильных рывков цепи при длительной стоянке в штормовых условиях и делавшим звенья хрупкими. Не сразу поняли моряки суть этого явления, и не сразу нашли кузнецы способ восстанавливать прочность цепи. Гораздо позднее стали производить отжиг: протаскивать цепь через печь, разогревать до темно-вишневого цвета и потом медленно охлаждать под слоем древесной золы. В наши дни наклеп уже не угрожает прочности якорных цепей.

Мало было изучено в те годы и явление разрушительного действия гальванического тока, нередко возникавшее на железных якорных цепях в случаях, если они длительное время соприкасались с медной обшивкой подводной части корпуса судна. Вот как об этом сказано в книге «Первое продолжение обзора заграничных плаваний судов русского военного флота 1868–1877 гг., том II», изданной в Санкт-Петербурге в 1879 году:

«На Гонгконгском рейде обязательно стоят фертоинг; на клипере «Всадник» (в 1876 г.) по поднятии якорей оказались проржавленными звенья обоих канатов по всему протяжению второго смыка, т. е. начиная с 12 1/2 и до 25 сажень. При этом образовались на каждом звене глубокие раковины правильного вида, подобно образующимся от влияния гальванического тока на железе броненосных судов, обшитых медью. Командир полагает, что во время продолжительной стоянки фертоинг каждый раз, при приливе и отливе, один из канатов был слишком близок к медной обшивке, отчего явился гальванический ток, разрушительно действовавший на канаты. Для разъяснения этого обстоятельства была назначена судовая комиссия, которая пришла к тому же заключению. Поврежденные части каната отклепаны, но на клипере осталось еще достаточно канату, а именно около 300 сажень».

Сейчас подавляющее большинство морских судов мира оборудовано сварными или литыми цепями с контрафорсами. На рис. 46 показаны используемые варианты соединения якоря с якорной цепью. По калибру самой большой в мире якорь-цепью считается цепь американского авианосца «Саратога». Длина каждой его якорь-цепи 660 м, ее общий вес 246 т. Каждое звено с контрафорсом весит 163 кг, его длина 71 см, ширина 43 см [45, 77].

Рис. 46. Варианты соединения якоря с якорной цепью:

а — веретено якоря, скоба якоря, скоба концевая, концевое звено без распорки, увеличенное звено о распоркой, общие звенья с распорками;

б — веретено якоря, скоба якоря, концевое звено без распорки, увеличенное звено с распоркой, соединительное звено, общие звенья с распорками;

в — веретено якоря, скоба якоря, якорная скоба Кентера, общие звенья с распорками, соединительное звено Кентера, общие звенья с распорками;

г — веретено якоря, скоба якоря, якорная скоба Кентера, соединительное звено Кентера, общие звенья с распорками, вертлюг, соединительное звено Кентера, общие звенья с распорками;

д — веретено якоря, скоба якоря, якорная скоба Кентера, вертлюг, соединительное звено Кентера, общие звенья с распорками;

е — веретено якоря, скоба-вертлюг якоря, увеличенное звено с распоркой, соединительное звено Кентера, общие звенья с распорками

Обычно морские суда становятся на якорь на глубинах менее 100 м, вытравливая такое число смычек, чтобы их общая длина составляла от 4 до 6 глубин.

Небезынтересно вспомнить, что во времена парусного флота моряки руководствовались правилами: «Сажень якорного каната на каждый фут глубины под килем».

Ну, а как же быть, если необходимо отдать якорь на глубине 1000 м. Конечно, обычные морские транспортные суда на такой глубине якорь не отдают, но рыбопромысловым и научно-исследовательским судам это делать приходится. В таких случаях применяют стальной или синтетический трос. Стальной якорный канат широко используется и на судах технического флота, малых морских судах, речных, озерных, спортивных и других малых судах.

Обычно считают, что проволочный канат — изобретение средних веков. Но это не так. При раскопках в Помпеях ученые нашли 4,5 м проволочного каната, состоящего из трех бронзовых стрендей по 19 проволок диаметром 0,7 мм в каждой. По-видимому, жители города использовали бронзовый трос на лебедке колодца. В древних рукописях есть указания на то, что в Китае проволочные канаты применялись при строительстве висячих мостов полторы тысячи лет назад.

Заметим, что до изобретения вальцевания проволоку в древности изготавливали кузнечным способом: тонкие листы металла вручную разрезались на узкие полосы. Кусок золотой проволоки, полученной в результате такого кропотливого труда, найден при раскопках в Ниневии. Когда-то золотая проволока служила древним головным украшением.

Первое в истории упоминание о прокатке проволоки мы находим в рукописной книге вестфальского монаха Феофила (1100 год), а сведения о первой попытке прокаливания протянутой проволоки для устранения ее жесткости встречаются в письменных источниках XV века. В исторической морской литературе нет каких-либо источников, свидетельствующих об использовании проволочных тросов как якорных канатов до начала XIX века. В период Средневековья проволочные канаты применялись для строительства замков и крепостей. В шахтах и рудниках Европы металлические тросы появились лишь в начале XIX века. Раньше всего промышленное производство проволочных тросов началось в Англии. В 1832 году англичане для свивания металлического троса применили станок, на котором вили обычные пеньковые тросы. Первую в мире специальную установку для металлического троса построил австрийский инженер Вурм в Вене. Сначала проволочные тросы изготавливали из железа, прокаленного на древесном угле. Предел сопротивления на разрыв у этих тросов не превышал 30–40 кгс/мм2. Изобретения Бессемера и Сименса-Мартена позволили увеличить эту цифру до 70 кгс/мм2. Сейчас у наиболее прочных стальных тросов сопротивление на разрыв — 240 кгс/мм2.

Однако каким бы прочным ни был стальной трос, для постановки судна на якорь на глубине свыше 3000 метров он не годится: оборвется под своим весом. Поэтому для глубоководных якорных стоянок применяют особый, конический трос и специальные якорные лебедки. И здесь рекорд принадлежит советскому экспедиционному кораблю «Витязь» [37]. В апреле 1957 года, в Международный геофизический год, это замечательное судно для выполнения научных опытов стало на якорь в Тихом океане на глубине 7690 м. В мае того же года «Витязь» отдал якорь у южной части Курило-Камчатской впадины, на глубине 9600 метров. Для этих рекордных постановок понадобился трос крестовой свивки состоящий из отдельных кусков длиной от 950 до 4400 м. Диаметр составных кусков троса уменьшался от 25 до 14 мм. Общий вес его превысил 15 т. На глубину 9600 м было вытравлено 12,8 км троса. При этом использовалось два адмиралтейских якоря весом 250 и 300 кг, разнесенные один от другого на 50 м. Вместо брашпиля работала глубоководная якорная лебедка, созданная еще в 1947 году советскими инженерами Я. Л. Немцем и И. П. Крутиковым.

Максимальная глубина, на которой стало на якорь иностранное судно — 7503 м На этой глубине в июле 1956 года отдало якорь французское исследовательское судно «Калипсо», которым тогда командовал Кусто. Вместо стального конического троса французы использовали найлоновый канат.

Дальнейшее продолжение рассказа о цепях и синтетических тросах заставило бы нас выйти за рамки рассматриваемой темы и нарушило бы течение нашего повествования. Мы коснулись этого вопроса, поскольку якорь как приспособление немыслим без соединяющих его с судном цепи или троса.

Трос. Виды и устройство. Применение и материал. Особенности

Трос – витой или крученый канат из стальной проволоки, синтетических или смешанных прядей. В отличие от веревки обладает более высокой механической устойчивостью и прочностными характеристиками. Широко используется для поднятия тяжелых грузов или как передающая тяговое усилие часть механизмов.

Устройство троса

Для тросов характерно сложное плотное плетение. Он состоит из множества стальных проволок или синтетических волокон. Для повышения гибкости и увеличения толщины они могут переплетаться с тканевыми волокнами. Проволоки сплетаются или перекручиваются в пряди. Затем определенное число прядей в свою очередь переплетаются в трос, также часто называемый стальным канатом. Пряди могут укладываться вокруг внутреннего сердечника. Тот позволяет улучшить рабочие качества изделия, упростив его производство и увеличив прочность. Сердечник может изготавливаться из более толстой стальной проволоки, чем сплетаются пряди, или представлять собой веревку из синтетических, органических неподверженных гниению материалов.

Присутствующие в прядях волокна других материалов снижают трение между проволоками, что положительно влияет на срок службы троса. Без них канат постоянно поддается внутреннему трению за счет неравномерности растяжения во время нагрузки или скручивании.

Также поверхность троса может иметь защитную оболочку из синтетических материалов. Как правило, это ПВХ изоляция или подобные вещества. Оболочка препятствует коррозии проволоки, а также она препятствует травмированию о нее, при ухвате за поверхность троса незащищенной перчаткой рукой.

Сфера применения

Область использования тросов крайне обширна. Это обусловлено огромным разнообразием изделий по критериям прочности, диаметра, длины и стойкости к излому.

Трос применяют для выполнения многих работ:

Такелажных.
Буксировочных.
Грузоподъемных.

Гибкость и прочность тросов позволяют им выдерживать многократное скручивание, наматывание на барабаны, сворачивания в бухты. Тонкая проволока тросов делается из стали с высоким числом перегибов до момента слома. Благодаря этому тросами увязывают многотонные грузы при транспортировке. Их применяют в качестве растяжек для вышек, труб котельных. Тросы используются для поднятия грузов кранами. Именно они удерживают лифты.

Тросами буксируют технику. Они используются в велосипедах, мотоциклах и прочей техники для передачи усилия от рычага к сцеплению, тормозам и другим механизмам. Тросы удерживают подвесные мосты, они применяются в сотнях направлений бытовой жизни и промышленности.

Конструкции тросов

Способ свивки троса влияет на его рабочие качества, в частности гибкость. В связи с этим при выборе каната конструкция является важным параметром.

По способу свивки тросы бывают:

Одинарная свивка имеет сердечник, вокруг которого накручивается одна прядь. Она может оборачиваться до четырех слоев по спирали. Такой способ свивки делает готовый канат весьма подверженным самовольному разматыванию, если его концы не имеют фиксации. Они постепенно обтрепываются и распускаются на множество торчащих острых проволок.

Двойная на порядок сложнее. Она состоит из сердечника, вокруг которого наматываются в несколько слоев по спирали две и более пряди. Такое плетение делает готовое изделие менее подверженным распусканию на отдельные проволоки по краям. Пряди окружают сердечник и дополнительно переплетаются между собой.

Тройное плетение состоит из нескольких тросов двойной свивки. То есть, пряди переплетаются между собой вокруг сердечника формируя еще более толстые пряди. Те в свою очередь аналогичным образом вьются по спирали над главным сердечником. Это толстые очень прочные тросы для работы с многотонными нагрузками.

Кроме конструкции свивки важным параметром является и ее способ. От него зависит, как поведет себя трос без нагрузки. По данному критерию они разделяются на 2 вида:

Раскручивающиеся.
Нераскручивающиеся.

Первые состоят из проволоки, которая после плетения имеет внутренне напряжение. Как следствие без нагрузки такие пряди норовят принять свое нормальное положение. Это сопровождается их раскручиванием после снятия перевязок с концов троса. Канат имеет эффект памяти, поэтому если его ровно уложить, а потом отпустить, то он постарается свернуться кольцами.

Вторые не сохраняют внутреннее напряжение в проволоке. Это достигается путем рихтовки и предварительной деформации. Как следствие после готовности троса освобождение его концов не сопровождается распусканием прядей на множество тонких проволок. Такие изделия являются более гибкими, чем предыдущие. Они устойчивы к усталости металла, то есть дольше сохраняют рабочие качества. При размотке такого троса он с большей вероятностью не свернется кольцами, а будет лежать прямо, как был растянут.

Зависимость рабочих качеств троса от материала его сердечника

Производство тросов с широким разнообразием материалов сердечников вызвано необходимостью придания готовому изделию конкретных рабочих характеристик.

Различают образцы с тремя группами материалов сердечников:

Органическими волокнами.
Синтетическими волокнами.
Стальной проволокой.

Трос с органическим сердечником имеет в центре между прядями, а иногда еще и в самих прядях веревку из пеньки, хлопчатобумажной пряжи и т.д. Поскольку данные материалы подвержены гниению, то для предотвращения этого они имеют специальную влагоотталкивающую пропитку. Наличие сердечника из органических волокон обеспечивает отличную гибкость готового изделия. Кроме этого такой сердечник существенно увеличивает толщину троса, делая его более ухватистым и удобным в работе.

Синтетические сердечники делаются из волокон полиэтилена, капрона, нейлона. Это практически их приравнивает к изделиям с органической веревкой. Однако данные материалы зачастую в большей мере склонны к перетиранию. Общее свойство для тросов обеих разновидностей выступает уменьшение толщины при натяжении. Под нагрузкой сердечник ужимается проволокой прядей. Как только растяжение спадает, упругая проволока принимает нормальное положение, и диаметр изделия восстанавливается. Все это сопровождается фактическим удлинением троса при нагрузке. Этот показатель проявляется меньше чем у веревок, но все же присутствует.

Наличие сердечника из металла делает изделие более жестким. Оно меньше растягивается под нагрузкой, его диаметр при воздействии не уменьшается. Все эти качества крайне важны для тросов, которые при нагрузке наматываются на катушку. Это позволяет их применять в конструкциях лифтов, погрузочной спецтехники.

Что крепче стальной трос или цепь, и что лучше

Конкурирующим тросу изделием является такелажная цепь с короткими звеньями из мягкого металла. Они оба во многих случаях могут использоваться для выполнения одинаковых видов работ. В связи с этим возникает вопрос – что прочнее цепь или трос.

Чтобы на него ответить, нужно сначала определиться с параметрами прочности троса. Определяющим для него показателем выступает разрывная крепость. Она определяется как максимальная нагрузка, которую может выдержать изделие, после чего разрывается. Кроме нее при оценке троса также применяется понятие рабочая крепость. Оно указывает на оптимальную нагрузку, при которой использование троса будет продолжаться максимально долго и безопасно. Это крайне важно, к примеру, если он применяется для подъема лифта. Принято считать, что рабочая крепость составляет 1/6 от разрывной.

Такелажная цепь примерно превосходит по прочности стальные тросы такой же толщины в 3 раза. Ее рабочая крепость составляет 1/4 от разрывной. Таким образом, она более прочная при поднятии грузов.

Однако для тороса характерно наличие ряда преимуществ, по которым он превосходит цепь:

Он сматывается в более компактную бухту.
При свертывании не звенит.
Менее опасный в случае разрыва.

При разрыве цепи ее оборванное звено вылетает в направлении растяжения с большим ускорением. В случае же с тросом подобное не возникает. Он компактно сворачивается, его переноска не сопровождается звоном. Однако в отличие от цепи он может перетираться, передавливаться тяжелыми грузами. Подобные недостатки делают его использование небезопасным в некоторых направлениях. К примеру, он не подходит для привязывания якоря больших судов, обвязки бетонных изделий при подъеме краном, где те могут перебить проволоку, упав на канат. В почти всех остальных сферах удобней пользоваться именно тросом.

Особенности работы с тросами

Жесткость тросов не позволяет их связывать между собой, делать на краю узелковую петлю как на обычной веревке. Это создает некоторые трудности. Чтобы срастить трос или сделать на нем петлю, требуется наличие умения и опыта. Сращивание выполняется вплетением концов разных тросов друг в друга. При растягивании пряди вжимаясь усиливают сцепку, что полностью исключает возможность разрыва в этом месте. Также плетение используется для формирования на конце троса петли.

В своем большинстве плетение троса является недоступным умением для большинства. В связи с этим было разработано ряд такелажных элементов, позволяющих выполнять сращивание и формирование петли более простым способом.

Широко применяются коуши. Это оправки армирующие проушину петли, они препятствуют заломлению и перетиранию огона.

Для сращивания или соединения петли троса используются зажимы. Они могут быть резьбовыми или расклепываться. Резьбовые бывают в виде скобы, цилиндра, одинарными, двойными.

Что меньше растягивается - канат или цепь?

Подскажите, какой вид тягового органа имеет наименьшее растяжение в процессе эксплуатации и под нагрузкой: канат, круглозвенная цепь, пластинчатая цепь?

Если пренебречь податливостью соединений звеньев (можно ли?), то при одинаковой длине элемента и его площади поперечного сечения величина удлинения будет прямо пропорциональна модулю упругости элемента. Модули упругости можно посмотреть в табл.63 СНиП II-23-81. Это так, в первом приближении.

Второе приближение:
Канат обыкновенный стальной удлиняется аки резина, она же свита из проволочек, плюс сердечник. Однако есть канаты арматурные, там проволок бывает мало, и они толстые, и свивка по малым углом. Вообще канаты бывают пеньковыми, синтетическими, и .д. и т.п.
Круглозвенная растянется больше, т.к. звено гнется (меняет форму путем изгиба), а пластинчатая меньше всех. Это теоретически. На деле возможно конкретные "органы" одинаковой нормативной "тяги" имеют разные напряженности, и все обстоит наоборот.

в процессе эксплуатации меньше всех удлинится канат - он вытянулся сразу, а дальше только свивка "проваливается" в сердечник, за счет чего и удлиняется, потом идет пластинчатая цепь - износ в шарнирах, а потом уж и круглозвенная - ни смазки ни толкового качения в стыке, а износ до 10% на звене, значит по 1/5 диаметра звена на каждом стыке может достигнуть

Проектирование гидротехнических сооружений

мне кажется ключевой вопрос в том, как эксплуатируется "канат или цепь"?
- под статично приложенной нагрузкой, или МПН?
если статично - наверное выработкой звеньев/износом шарниров можно пренебречь?

Да.
Допустим, имеем 100 циклов нагрузки/разгрузки.
Так автора что интересует:
-разница между 0 и 1-м циклом?
-разница между 0 и 100-м циклом?
-разница между 99-м и 100-м циклом?
Т.е. вопрос как обычно "а с какой целью интересуетесь?"

Интересный механизьмъ.
Трос никак не натянешь. Круглозвенная конкретно изнашивается и вытягивается. Остается пластинчатая цепь. Но крепкая, с запасом, и из нержавейки, чтобы меньше точилось.

Конструктор, инженер-механик на пенсии

Круглозвенная цепь 5х19 в процессе тестовых запусков без груза (примерно 50 циклов) вытянулась на 50 мм на длине 2 метра и перестала попадать на зубья звездочки.

5х19 подбиралась по разрывной нагрузке, и имеет почти трёхкратный запас.
Но если разрывная нагрузка и удлинение взаимосвязаны - то это другое дело

Разрывная нагрузка и геометрическая сохранность это разные вещи, но судя по тому что цепь изменилась без нагрузки на конвейере вызывает сомнение в правильности расчёта натяжения цепи

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Длину цепи (конвейера) легко регулировать натяжным устройством. Но если цепь растянулась, то шаг уже не совпадает с зубьями звездочки

канаты бывают разные - много типов. в частности применяют предварительную вытяжку для стабилизации модуля упругости.
Если рассматривать как условный линк то модуль упругости обычно равен 1.5-1.7e11 Па
что ниже стального стержня - 2.1e11 Па
Но это только для вертикального каната - в результате провисания фактический модуль упругости условной связи намного меньше. Чтобы его повысить - применяют преднапряжение. В преднапряженных оттяжках мачт Епр=0.3. 0.8E. Поскольку при постоянном высоком натяжении возникает такое явление как ползучесть (также усугубляемое конструкцией каната), то натяжение ослабевает и его нужно периодически поверять (для чего канат снабжают талрепами).
Цепи тоже имеют приведенный модуль упругости ниже стального стержня - за счет работы на изгиб округлых частей. Оценить это можно расчетом. И также при провисании фактический Епр линка будет меньше. Но цепь имеет предельное усилие на порядок ниже, поэтому предварительное натяжение там имеет ограниченные возможности. Поэтому конструктивно цепь применяют только в качестве страховки а не как несущий элемент.
Что за конкретно тяговый орган у вас? Вы уточните приложение, потому что начальный вопрос сильно общий, типа кита и слона.

идущий по граблям

Круглозвенная цепь 5х19 в процессе тестовых запусков без груза (примерно 50 циклов) вытянулась на 50 мм на длине 2 метра и перестала попадать на зубья звездочки.
К тому же деформируются (гнутся) отдельные звенья при обводке на зубе.

Может, Вам вместо тяговой цепи подсунули грузовую с той же разрывной нагрузкой, но совершенно не годную для конвеера?
Посмотрите здесь: http://promtehkontrakt.ru/production.php?d=7
Вам нужна калиброванная цепь, которая специально предназначена "для использования в качестве тягового органа в конвейерных транспортерах и других механизмах при работе со звездочкой", см. таблицы 4, 5. Или даже цепь повышенной прочности по ГОСТ 25996-97:

Настоящий стандарт распространяется на специальные калиброванные электросварные высокопрочные стальные круглозвенные цепи калибра от 14 до 30 мм, предназначенные для применения в машинах и оборудовании горной промышленности, в том числе:
- в цепных изгибающихся и жестких конвейерах, ленточно-цепных конвейерах, штрековых и проходческих перегружателях
- в стругах, комбайнах и врубовых машинах;
- в ковшовых элеваторах;
- в других машинах подобного типа, применяемых в шахтах.
Цепи, на которые распространяются требования настоящего стандарта, не предназначены для применения в подъемных устройствах таких, как краны или стропы

Что лучше защитит велосипед от угона, скоба, трос или цепь

Сегодня велосипеды пользуются огромной популярностью во всем мире, в том числе и в России. С каждым годом растет количество велосипедистов, вместе с этим увеличивается и количество краж великов. Это связано с тем, что велики иногда оставляют без присмотра на улице, например возле магазина или подъезда. Поставил байк возле магазина, чтобы скупиться, выходишь, а его уже украли… Часто воруют байки и с общих мест долговременного хранения, например с лестничной клетки, общего тамбура или балкона, в этом случае не спасают ни какие устройства.

Кроме того, для велосипедов не существует обязательного страхования и государственных баз, куда можно было бы записать свой велик, так как например автомобиль или мотоцикл. Значит «железного коня» невозможно отследить по базе, поэтому его можно безнаказанно угнать, с целью продажи.

Однако, отсутствие обязательного страхования и государственных велосипедных баз, не делает велосипедистов абсолютно беспомощными перед угоном двухколесного транспортного средства. В этой статье мы расскажем, как лучше защитить велик от угона.

1. Способы защиты

Существует 2 вида защиты от угона:

активная;
пассивная.

Активная – это различные механические приспособления, которые непосредственно усложняют процесс угона. К ним относятся различные запорные устройства на:

тросе;
скобе (U-образные);
цепи;
пластинах.

Кроме этого, в продаже имеются блокираторы колес, которые помещаются между спицами и не дают колесу вращаться. Но нужно помнить, что велосипед можно просто унести.

Пассивная защита - это действия, которые помогают после угона велика. Они помогают возместить ущерб или вернуть велосипед в руки законного владельца.

К пассивным методам защиты можно отнести:

самостоятельное внесение данных велика в частную базу;
страховка.

Еще одним средством защиты байка является сигнализация, которую можно отнести и к пассивной и к активной защите, ведь ее срабатывание может отпугнуть вора и предотвратить кражу.

2. Общие рекомендации

Кроме средств защиты имеются общие советы, которые помогут снизить вероятность угона, ниже расскажем о них.

Пристегивайте велик в людном месте. Это не смутит профессионалов, но хотя бы отпугнет начинающих.
Не надейтесь на видеокамеру.
Используйте 2 замка. Наркоманы часто снимают с пристегнутых великов колесо, поэтому основной скобой пристегивайте раму, а вторым устройством (тросовым) – раму и колесо. К тому же на две защиты у вора уйдет больше времени.
Основным устройством должна быть U-образная скоба из толстого закаленного прутка стали или мощное цепное устройство.
Оставляя байк без присмотра, снимайте велокомпьютеры, фонари, фляги и прочие аксессуары, их легко украсть.
Если с велика снять цепь, то вор не сможет на нем уехать, только укатить. Совместно с сигнализацией этот метод очень действенный.
Покупайте только качественные аксессуары. Будет обидно, если сэкономив на замке, Вы лишитесь любимого велика.

3. Тросовые замки

Самым распространенным подвидом активной защиты от кражи велосипеда являются металлические тросы с замком. Они заслужили большую популярность благодаря своей универсальности, довольно низкой стоимости и легкому весу. Обычно металличексий тросс помещается в оплетку, которая защищает байк от царапин.

Запорный механизм может открываться ключом или подбором кода, бывают 4-х и 5-ти значные кодовые замки. Автоматическое закрывание позволит моментально закрепить его в нужный момент.

В зависимости от модели, трос может иметь различный диаметр, от 6 до 22 мм и более, а также различную длину, от 60 см до 200 см. Небольшая длина обеспечит плотное прилегание велосипеда к конструкции, за которую он крепится, это усложнит спиливание. В то время, как длинные модификации в 1,5-2 м, позволят одновременно пристегивать и раму и колесо, ведь переднее колесо с креплением на эксцентрик очень легко и быстро снять и украсть. Такие случаи тоже случаются, когда велик закреплен качественным дорогим замком, а колесо украли, обидно…

Защита тросом - не самый надежный метод, особенно если Вы купите дешевый китайский тоненький трос, в этом случае его можно довольно легко перекусить обычными кусачками. Вор быстренько перекусывает кусачками тонкий трос и спокойно уезжает, этот метод применяется даже в довольно людных местах, например возле входа в магазин.

Толстый трос, например диаметром 15 или 22 мм кусачками не перекусишь, его нужно пилить ножовкой, причем, чем больше диаметр троса, тем дольше придется пилить. Велик, пристегнутый толстым тросом, скорее всего не угонят в людном месте. Для защиты достаточно пристегнуть раму велосипеда к любой неподвижной надежной конструкции, например к мощному забору или специальной парковке.

Поэтому этот метод защиты, в случае большого диаметра троса, целесообразен в людных местах, где вора, перерезающего ножовкой трос, сразу заметят окружающие. Рекомендуем покупать только надежные тросы большого диаметра от известных производителей, например AUTHOR.

Если Вы планируете оставлять велик без присмотра в безлюдных или малолюдных местах, не подойдет никакой трос, даже большого диаметра, его быстро или медленно, но уверенно перепилят ножовкой и все…

В качестве второго, дополнительного замка можно взять вариант подешевле и полегче, с кодовым замком - AUTHOR ASL-39 10х1500, стоимостью 1080 руб. Им удобно пристегивать колесо и седло к раме и парковке.

4. Замки на скобе

U-образные замки из цельного толстого стального прутка (диаметром от 13 мм), обеспечивают самую высокую степень защиты от угона велосипеда, хотя и они не дают 100% защиты от угона. Толстый прут сложнее перепилить или перекусить простыми инструментами. Ограниченное пространство еще больше усложняет процесс перепиливания, а также не позволяет вставить большой рычаг, чтобы сорвать замок.

При выборе модели, обращайте внимание на качество запирающего механизма, относительно дешевую но при этом мощную конструкцию, вор даже не будет кусать или пилить, он просто вскроет отмычкой или сломает личинку. С фирменным замком это сделать гораздо сложнее.

Для защиты пристегните скобой раму велосипеда к любой неподвижной надежной конструкции, например к забору или специальной парковке.

Недостатком скобы является ее большой вес, а также невозможность пристегнуться к столбу или дереву.

Один из самых надежных велозамков 2021 года – ABUS скоба 17 мм ULTIMATE (артикул 05-0039631) стоит 6950 руб. Эта модель отличается толстой 17 мм дужкой, изготовленной из закаленной стали, которую очень долго пилить ножовкой, а также замком с высокой степенью защиты 12/15.

Хотите более бюджетный, но надежный вариант? Обратите внимание на AUTHOR AUL CliffSM 50х290, стоимостью 2280 руб . Скоба, размером 290х50 мм, изготовлена из прочного стального прута, диаметром 13 мм. В комплекте к замку прилагается 4 ключа.

5. Цепные замки

Цепь изготавливается из специально сконструированных звеньев, которые проворачиваются, при попытке перепила ножовкой или ударом зубилом. Если звенья изготовлены из толстого прутка, то их не перекусишь обычным инструментом, а массивную фирменную модель вскрыть или взломать не легко, поэтому выбирайте именно массивные модификации с толстой цепью. Вор легко справится с тонкой цепью или дешевым легким замком.

Недостатком мощной цепи и замка являются громоздкость и большой вес.

Рекомендуемая модификация - AUTHOR ACHL-65, 8х900 мм. Для большей надежности замок защищен от высверливания. Для того, чтобы стальная цепь не поцарапала раму велосипеда, она помещена в оплетку-чехол из синтетической ткани. Длина цепи 90 см. Вес защитного устройства 1.8 кг. Цена 2710 руб.

Хотите вариант полегче, можно взять ABUS цепь 5 мм uGrip Chain, за 4000 руб. Звенья квадратного сечения толщиной 5 мм из закаленной стали в текстильном чехле. Длина цепи: 100 см. Вес: 0,685 кг.

Почему цепные стропы лучше, чем канатные или текстильные?

Функция цепных строп заключается в осуществлении поднятия разных грузов на высоту. Сегодня эти изделия представлены большим количеством разновидностей, каждая из которых имеет свое предназначение. Их высокая востребованность обусловлена целым списком выигрышных качеств. Так, в первую очередь следует сказать, что в сравнении с канатными стропы цепные имеют большую гибкость и высокую степень свободы. По этой причине их можно использовать при любом способе строповки практически без ограничений. Кроме этого, цепные стропы обладают целым рядом других достоинств.

Высокий уровень долговечности и хорошая ремонтопригодность

Цепные стропы значительно меньше подвержены износу, чем канатные или текстильные, что позволяет при своевременном ремонте и соблюдении правил эксплуатации пользоваться ими в течение длительного времени.

Неприхотливость

Температурный диапазон при эксплуатации цепных строп может составлять -40…+200 °С (следует учесть, что при очень низких температурах цепь не должна подвергаться ударному воздействию). На температурном отрезке +300…+500 °С происходит снижение грузоподъемности стропы на 25%, а если температура имеет еще более высокое значение – до 50%. Цепные стропы можно использовать в непосредственной близости к открытому огню, при этом они обладают высокой устойчивостью к воздействию кислот.

По сравнению с текстильными и канатными цепные стропы могут быть использованы для строповки грузов, обладающих острыми краями. Применение защитных приспособлений при этом не требуется. Если есть необходимость, длина стропы может быть уменьшена при помощи ограничительных крюков.

Безопасность

Даже если нагрузка, которой подвергается цепная стропа, близка к разрывной, моментального разрыва не происходит. Сначала стропа деформируется, и при осмотре этот недостаток становится легко заметным невооруженным глазом. Это позволяет своевременно изъять цепь из эксплуатации, не дожидаясь возникновения серьезных последствий.

К недостаткам цепных строп можно отнести только то, что они обладают достаточно большим собственным весом. Но при этом нужно сказать, что уже на протяжении четверти века для подъема грузов применяются стропы, относящиеся к 8 классу качества, масса которых на 70% меньше массы цепи 3 класса, а грузоподъемность – на 50% выше. В настоящее время существуют стропы и более высоких (до 12) классов.

One thought on “ Почему цепные стропы лучше, чем канатные или текстильные? ”

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Читайте также: