Назначение сердечника стального проволочного каната

Обновлено: 24.01.2025

Стальные канаты

Стальные канаты свивают из проволок диаметром 0,5—2 мм. По форме поперечного сечения канаты бывают круглые и плоские. На башенных кранах применяют круглые канаты.

Круглые канаты бывают одинарной и двойной свивки. При одинарной свивке канат свит непосредственно из проволок. Вокруг одной центральной проволоки навиты шесть таких же проволок. При двойной свивке проволоки вначале свивают в пряди, а из прядей свивают канат. Между прядями размещен сердечник, который может быть органический (волокнистый) или металлический, свитый из проволок более мягкой стали. На кранах обычно применяют канаты с органическим сердечником, пропитанным смазкой. Канат с органическим сердечником более долговечен, так как имеет меньшее трение между проволоками и прядями. Этому способствует смазка, постепенно выдавливаемая из сердечника.

Направление свивки проволок в прядях и прядей в канате бывает правое и левое. Определяется оно аналогично направлению резьбы. Правая свивка не обозначается, левая обозначается буквой Л. Если проволоки в пряди имеют, например, правую свивку и сами пряди в канате также имеют правую свивку, такую конструкцию называют односторонней свивкой и обозначают буквой О. Канаты односторонней свивки меньше изнашиваются и более гибки, но раскручиваются под нагрузкой. Меньший износ этих канатов объясняется тем, что проволоки в пряди касаются других проволок по линиям, что называется линейным касанием и обозначается ЛК.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

В канате крестовой свивки (не обозначается) направление свивки проволок в пряди противоположно направлению прядей в канате. Эти канаты меньше подвержены раскручиванию, но имеют большую жесткость. Касание проволок у этого каната происходит по отдельным точкам — точечное касание — ТК.

Хотя канат односторонней свивки имеет большие преимущества, однако его нельзя применять в тех случаях, когда поднимаемый груз подвешен на одной ветви каната. На башенных кранах, где грузозахватный орган подвешен на двух и более ветвях каната, удобнее использовать канаты односторонней свивки.

Существует конструкция каната, где применяется комбинированный способ свивки, когда часть проволок имеет линейное касание, а другая — точечное. Такие канаты обозначают ТЛК (точечно-линейное касание).

По способу свивки канаты бывают нераскручивающиеся — Я и раскручивающиеся — Р. Нераскручивающиеся канаты получаются за счет того, что при свивке проволок в пряди, а затем прядей в канат снимаются внутренние напряжения, возникающие в проволоке при свивке.

Рис. 1. Конструкция стальных канатов:
а — сечение каната одинарной свивки, б — то же, двойной свивки, в — канат односторонней свивки, г — крестовой свивки, д — измерение диаметра каната; 1 — проволоки, 2 — прядь, 3 — сердечник (органический); Л и Б — точки на одной пряди каната на расстоянии шага свивки

За счет этого канат становится устойчивым к раскручиванию, не нуждается в концевых перевязках при рубке, имеет меньшую жесткость. Такие канаты удобны в эксплуатации, так как они гораздо меньше крутятся под нагрузкой и имеют больший срок службы благодаря хорошей гибкости.

В стандартах на стальные канаты в заголовке указывается конструкция каната. Так, в ГОСТ 2688—69, по которому выбирается большинство канатов для башенных кранов, записано: «Канат двойной свивки типа Л К—Р конструкции 6 X 19 (1 + 6 + 6/6) + 1 о. с». Расшифровывается это так: канат с линейным касанием (ЛК) проволок между слоями и разными (Р) по диаметру проволоками в наружном слое каждой пряди; 6 прядей по 19 проволок в пряди, причем в центре каждой пряди размещена одна (1) проволока, вокруг которой во втором слое расположены еще 6 проволок, а в наружном слое 6 проволок одного диаметра и 6 другого (6/6). В центре каната один органический сердечник (1 о. с). На рис. 127, б показан разрез такого каната.

Обозначение ТК означает точечное касание проволок между слоями; Л К—О — с линейным касанием проволок между слоями и одинаковым диаметром проволок по слоям пряди; Л К—3 — с линейным касанием проволоки между слоями и с проволоками заполнения; Л К—РО — с линейным касанием проволок между слоями и имеющие в пряди слои с проволоками одинакового диаметра и слои с проволоками разных диаметров.

1) Значения коэффициента запаса прочности канатов грузового и стрелового полиспастов установлены для определенной величины отношения диаметра барабана (или блока), огибаемого канатом, к диаметру каната.

Для легкого режима работы грузовой и стреловой лебедок башенного крана е= 16, для среднего — е = 18, для тяжелого — 20. Если не выдержать указанного соотношения, канат будет круче изгибаться и наступит его преждевременный износ.

2) Для всех механизмов башенного крана, работающего на монтаже сборных зданий,, принимается легкий режим работы. Если кран работает с мелкими штучными грузами, то для грузовой лебедки принимается средний режим работы, а для остальных механизмов -~ легкий. Режим работы крана в целом определяется по механизму подъема груза. По этому режиму рассчитывается металлоконструкция крана.

Стальные канаты в козловых и других подъемных кранах служат для подвески грузозахватных устройств и подъема груза. Они отличаются по числу прядей, диаметру проволок и количеству проволок в каждой пряди. По типу свивок различают канаты крестовой и односторонней свивки. Первые используются чаще, так как они не раскручиваются при свободном подвешивании груза.

Пряди в канатах применяют двух типов:
а) из проволок одинакового диаметра;
б) из проволок различного диаметра.

Канаты, изготовленные из прядей с проволоками различного диаметра (компаундные канаты), наиболее износоустойчивы.

Получение канатов и их навеска. Канаты получают со склада при наличии на них разрешающей визы лица, ответственного за эксплуатацию каната. Для замены каната, преждевременно вышедшего из строя, вместе с требованием представляют акт о необходимости такой замены (с указанием дефекта каната). Если на складе нет нужного каната и требуется навесить канат с другой характеристикой, для последнего должны быть проведены все соответствующие расчеты. Коэффициент запаса прочности предполагаемого к навеске каната должен быть не ниже, чем это указано в паспорте крана.

При получении каната необходимо при помощи штангенциркуля проверить его диаметр по двум противоположным прядям. Навешивать канат следует аккуратно и обязательно с барабана, установленного на козлах, чтобы не повредить его. Навеска может быть поручена только опытным рабочим. При этом обязательно присутствие лица, ответственного за эксплуатацию крана.

Уход и надзор за канатами. При приемке смены необходимо:
а) осмотреть канат и убедиться, нет ли петель или узлов, выпучивания прядей или перекруток, признаков поверхностного износа или порванных прядей и проволок;
б) проверить правильность укладки каната в канавках барабана и ручьях блоков;
в) проверить надежность крепления каната к барабану, состояние заплетки свободного конца каната к коушу и надежность крепления каната у коуша зажимами (хомутами);
г) простукивая канат молотком, убедиться в отсутствии обрыва проволок у зажимов (рис. 87), которые должны быть установлены так, чтобы скоба накладывалась на короткий конец петли каната;
д) проверить чистоту каната и его смазку.

При подъеме груза нужно следить за тем, чтобы ветви каната находились в вертикальном (отвесном) положении; запрещается поднимать груз при косом натяжении каната. Канат должен последовательно укладываться в канавках барабана в один ряд. При опускании груза или крюка ветви каната не должны ослабляться (во избежание схода каната с блоков, что вызывает его порчу). Нельзя резко изменять скорость подъема или опускания подвешенного груза.

Рис. 2. Стальной канат, свитый из проволоки одинакового диаметра.

Рис. 3. Стальной канат, свитый из проволоки разного диаметра (компаунд).

Рис. 4. Измерение диаметра стального каната.

Рис. 5. Зажимы каната и их установка.

В случае спадания каната с блока, его защемления или перекрутки (образования узла) груз необходимо опустить и прекратить работу до устранения неисправностей. При обнаружении быстрого износа каната (обрыв пряди и др.) следует немедленно прекратить работу.

Канаты кранов, работающие при нормальных температурных условиях, нужно смазывать не реже одного раза в 10 дней. Запрещается работать с несмазанными канатами. Каждый вновь навешенный канат необходимо подвергать динамическому испытанию повторным подъемом и опусканием груза массой, на 10% более предельно допустимой. Результаты испытаний заносят в журнал учета, осмотров и ремонта кранов.

Периодические осмотры канатов должны проводиться слесарем, крановщиком и другими ответственными лицами при осмотрах кранов, но не реже одного раза в 7—10 дней. При обрывах проволок или других признаках износа, недостаточных для браковки канатов, последние подлежат осмотру раз в 2—3 дня. Результаты периодических осмотров заносят в журнал учета, осмотров и ремонта грузоподъемных кранов.

При периодических осмотрах проверяют состояние каната, крепление его концов, выявляют дефекты, возникшие в строении прядей, определяют изменение диаметра каната и подсчитывают количество оборванных проволок, приходящихся на шаг свивки каната.

Канат подлежит обязательному осмотру независимо от конструкции и назначения крана, на котором он навешен, при аварии с подъемной лебедкой, траверсой и грузозахватными приспособлениями, а также при повреждении каната или обнаружении быстрого износа его. В таких случаях результаты осмотров, помимо занесения в журнал, необходимо оформить актом.

Браковку крановых канатов следует проводить в соответствии с «Нормами браковки изношенных стальных канатов».

Рис. 6. Определение шага свивки каната.

Нормы браковки изношенных стальных канатов. В процессе эксплуатации троса он изнашивается и отдельные проволоки начинают обрываться. При определенной степени износа тросы и тросовый инвентарь должны выбраковываться.

Износ троса определяют по его внешнему виду, наличию обрывов отдельных проволок и по величине коррозии.

Если количество обрывов проволок меньше, чем указано в таблице, то канат не выбраковывают, но оборванные (торчащие) концы проволок обламывают до основания, чтобы избежать на-кола рук.

Стальные канаты (тросы), находящиеся в работе, бракуют по числу обрывов проволок на длине одного шага свивки.

Шаг свивки каната определяют следующим образом. На поверхности какой-либо пряди наносят метку (точка п), от которой вдоль центральной оси каната отсчитывают столько прядей, сколько их имеется в сечении каната (например, 6 в шестипрядном канате), и на следующей после отсчета пряди (в данном случае на седьмой) наносят вторую метку (точка т). Расстояние между точками пат принимают за шаг свивки каната. У многопрядных тросов, например у каната 18X19=342 с одним органическим сердечником (6 прядей во внутреннем слое и 12 в наружном), пряди отсчитывают, исходя из их числа в наружном слое.

Канаты, изготовленные из проволок различного диаметра, например конструкции 6X19=114 с одним органическим сердечником, бракуют согласно данным, приведенным в первой графе таблицы 10. При этом число обрывов, как норму браковки, принимают условно. Для подсчета обрыв тонкой проволоки принимают за 1, а обрыв толстой проволоки за 1,7. Например, если на длине одного шага свивки каната при первоначальном коэффициенте запаса прочности до 6 имеется шесть обрывов тонких проволок и пять обрывов толстых проволок, то условное число обрывов составляет 6X1+5X1,7 = = 14,5, т. е. более 12, и, следовательно, канат нужно забраковать.

Число проволок в наружных слоях прядей берут из соответствующего ГОСТ а, где в заголовке указано число проволок в каждом слое пряди, или подсчитывают непосредственно на канате.

Износ или коррозию проволок по диаметру определяют при помощи микрометра или другого инструмента, обеспечивающего достаточную точность. Для этого отгибают конец проволоки в месте обрыва на участке наибольшего износа и затем замеряют оставшуюся толщину проволоки. В случае допустимого поверхностного износа проволок (без их обрыва) канат можно считать годным для эксплуатации при условии тщательного наблюдения за его состоянием во время периодических осмотров с записью результатов в журнал осмотров.

Если груз подвешен на двух канатах, то каждый канат бракуют в отдельности, причем допускается замена одного более изношенного каната. При обнаружении в канате оборванной пряди, работа с этим канатом запрещается. С целью уменьшения износа и коррозии тросов их надо периодически смазывать. Тросы и тросовый инвентарь должны осматриваться через каждые 10 дней. Эксплуатация тросов, выбракованных или подлежащих выбраковке, категорически запрещается.

Приемка и порядок хранения канатов. Каждый канат, поступающий на склад, должен иметь акт-сертификат завода, изготовившего его. Если такого акта нет, образец каната должен быть подвергнут лабораторному испытанию, по результатам которого составляют бюллетень.

При приемке каната необходимо проверить состояние упаковки, в случае ее повреждения проверить канат. При повреждении каната должен быть составлен акт с указанием всех обнаруженных дефектов. Вопрос об использовании такого каната разрешается в зависимости от характера повреждений.

Запрещается сбрасывать барабаны с канатами с железнодорожных платформ, автомашин и других транспортных средств, так как при этом может быть сломан барабан, а также не исключается возможность схода каната с сердечника барабана и запутывания его. Такой канат трудно привести в порядок, не повредив его.

При долгом хранении канатов на складе необходимо периодически не менее одного раза в полгода вскрывать упаковку, просматривать канаты и возобновлять смазку, предварительно смыв керосином старую.

Порядок расследования аварий и несчастных случаев.

При авариях с грузоподъемными машинами, подлежащими регистрации в органах надзора, и несчастных случаях, происшедших во время их эксплуатации (за исключением аварий и случаев травматизма, связанных с монтажом, демонтажем или ремонтом грузоподъемной машины), администрация предприятия обязана немедленно уведомить начальника управления округа Госгортехнадзора, инспектора и вышестоящую организацию:
а) при разрушении или изломе (изгибе) металлоконструкции грузоподъемной машины, вызвавших необходимость капитального ремонта металлоконструкций или замену отдельных секций, а также при падении грузоподъемной машины, вызвавшем указанные повреждения;
б) при единичном несчастном случае со смертельным или тяжелым исходом, а также групповом (с числом пострадавших три и более человек) независимо от степени тяжести.

Уведомление о несчастном случае посылают также в профсоюзные организации согласно действующему Положению о расследовании и учете несчастных случаев, связанных с производством. При получении уведомления об аварии или несчастном случае из числа перечисленных в настоящей инструкции, управлением округа Госгортехнадзора проводится расследование в установленном порядке.

Администрация обязана обеспечить до прибытия инспектора сохранность обстановки аварии (несчастного случая), если это не представляет опасности для жизни и здоровья людей и не нарушает порядка работы предприятия.

Стальные канаты изготавливают свивкой отдельных стальных проволок в пряди, а затем прядей вокруг центрального сердечника.

На буровых установках обычно используют стальные канаты из оцинкованной канатной проволоки типа ТК с точечным касанием отдельных проволок между слоями прядей, свитые из шести прядей. Пряди свивают вокруг одного центрального пенькового сердечника, который пропитан густым смазочным материалом, смазывающим в процессе работы проволоки каната. Одновременно пеньковый сердечник придает гибкость канату и более равномерно передает нагрузки на пряди. В прядях может быть 19 или 37 проволок. Чем больше число проволок в прядях и чем меньше их диаметр, тем выше гибкость каната. В буровых установках на воду применяют канаты диаметром 13, 15,5, 17,5, 19,5, 21,5, 24 и 26 мм.

Рис. 7. Стальные канаты:
а — с односторонней левой свивкой; б — с крестовой левой свивкой; в — с односторонней правой свивкой; г — с крестовой правой свинкой; 1 — проволоки; 2 — пряди; 3 – органический сердечник.

По типу свивки различают канаты односторонней и крестовой свивки. В канатах односторонней свивки проволоки в прядях и сами пряди в канате свиты в одном направлении. В канатах крестовой свивки направление проволок в прядях противоположно направлению прядей. При этом направление свивки канатов может быть правым, когда линия свивки прядей направлена вправо, и левым, когда она направлена влево.

Канаты односторонней свивки раскручиваются под нагрузкой, а после снятия ее скручиваются. Поэтому ими пользуются как инструментальными. Направление свивки каната должно быть левым, тогда буровой снаряд после удара долота о забой будет поворачиваться вправо. предотвращая самопроизвольное развинчивание инструмента.

Канаты крестовой свивки под нагрузкой почти не раскручиваются, их используют в качестве талевых и желоночных.

Для нормальной эксплуатации и увеличения срока службы проволочные стальные канаты нужно смазывать не реже 2…4 раз в неделю мазутом или машинным маслом так, чтобы смазка протекала через всю толщину каната и хорошо пропитывала пеньковый сердечник.

При работе следует избегать резких нагрузок на канат, а также перегибов его, так как это может привести к обрыву отдельных проволок и прядей. Пригодность каната для дальнейшего использования определяется степенью его износа и обрывом отдельных проволок в прядях.

Назначение сердечника стального проволочного каната

Конструкции стальных проволочных канатов

Основным гибким тяговым (несущим) элементом практически любого грузоподъемного крана является стальной проволочный канат, назначение которого преобразовывать вращательное движение барабана лебедки механизма подъема груза крана в поступательное движение перемещаемого груза. Для соединения груза с захватным органом крана также применяют стальные канаты или цепи.

В сравнении с цепями стальные канаты менее трудоемки в изготовлении, имеют высокую прочность (высокое разрывное усилие каната в целом), долговечность и гибкость, удобнее в работе, себестоимость их изготовления в 8… 10 раз ниже себестоимости изготовления стальных цепей. Стальной проволочный канат работает практически бесшумно, уменьшает динамические нагрузки и обладает большей надежностью, так как разрушается не внезапно, как цепь, а число оборванных проволок в канате нарастает постепенно, что позволяет следить за его состоянием и выбраковывать задолго до разрушения.

Стальной канат состоит из определенного количества проволок, как правило, круглых диаметром 0,1…2,0 мм, получаемых волочением из высокоуглеродистой канатной стали марок 60, 80 по ГОСТ 1050—74, перевитых между собой и образующих элемент каната прядь (рис. 16). Несколько прядей, также перевитых между собой и расположенных на центральном сердечнике 3, образуют собственно канат. Специальная обработка канатной проволоки обеспечивает ее высокие механические свойства. Так, маркировочная группа (временное сопротивление разрыву) проволок изменяется в широком диапазоне 1372… 2352 МПа. На практике применяют значения 1568… 1862 МПа. В зависимости от количества проволок в пряди, прядей в канате, их конструкции и формы, сочетания направлений свивки элементов каната, наличия и типа сердечника и других факторов возможны самые различные конструктивные формы стальных проволочных канатов.

Рис. 16. Стальные проволочные канаты

Основные технические требования к стальным проволочным канатам регламентирует ГОСТ 3241—80, предусматривающий выпуск различных типов стальных канатов:

1. По форме поперечного сечения: круглые и плоские; плоские канаты не предназначены для работы в полиспастах, поэтому в грузоподъемных кранах их не применяют.

2. По конструкции (круглые канаты): одинарной, двойной и тройной свивки. Канаты одинарной спиральной свивки (рис. 16, а) представляют собой перевитые по спирали в один или несколько концентрических слоев проволоки. При изготовлении канатов двойной свивки сначала из проволок свивают канат одинарной свивки, называемый в данном случае прядью, а затем из прядей свивают сам канат. Пряди в канатах двойной свивки расположены также по спирали в один (несколько) концентрических слоев вокруг центрального формирующего сердечника (рис. 16, б, в, г, д). В свою очередь, канаты двойной свивки бывают одно-, двух- (рис. 16, ж) и трехслойные; два последних называют многослойными (многопрядными).

3. По форме поперечного сечения прядей: круглопрядные и фасоннопрядные (трехгранной, овальной или другой формы).

4. По типу свивки прядей и канатов одинарной свивки: типа ЛК с линейным касанием проволок между слоями (рис. 17, а), типа ТК с точечным касанием проволок между слоями (рис. 17, б), типа ТЛК (ЛТК) с комбинированным точечно-линейным (линейно-точечным) касанием проволок между слоями, типа ПК с полосовым касанием проволок между слоями.

Пряди типа ТК состоят из проволок одного диаметра и их свивают за несколько технологических операций (по числу слоев проволок в пряди), тогда как пряди типа ЛК состоят из проволок разного диаметра и их свивку выполняют за одну технологическую операцию, что является существенным преимуществом.

Рис. 17. Касание проволок между слоями пряди: а — типа ЛК, б — типа ТК

В свою очередь, пряди типа ЛК изготовляют из одинаковых по диаметру проволок в слоях пряди ЛК-0 (см. рис. 16, б), из разных по диаметру проволок в наружном слое пряди ЛК-Р (см. рис. 16, в), с промежуточными проволоками заполнения между слоями пряди ЛК-3 (см. рис. 16, г), с проволоками одного диаметра в одном слое и разного диаметра в другом слое пряди ЛК-РО (см. рис. 16, д).

Пряди типа ПК получают методом пластической деформации обычных прядей в специальных обжимных плашках (волоках), в результате чего линейный контакт проволок в прядях преобразуется в полосовой, что обусловливает уменьшение внутренних контактных напряжений, повышает прочность и благоприятно сказывается на работоспособности стальных канатов (см. рис. 16, е).

5. По материалу сердечника: с крученым сердечником из растительных волокон (пенька, джут, кенаф, манила, сизаль и др., см. рис. 16, б…ж) — органический сердечник (о. е.), с витым сердечником из канатных проволок — металлический сердечник (м. с.) и с сердечником из искусственных синтетических волокон (и. е.).

6. По способу свивки: на раскручивающиеся (Р) и нераскручивающиеся (Н). Проволоки и пряди в канатах типа Н сохраняют после разрезания свое первоначальное положение в канате, а в канатах типа Р — не сохраняют, концы их раскручиваются, образуя «метелки».

7. По направлению свивки: канаты правого и левого (Л) направления свивки. Направление свивки элементов каната определяют по направлению свивки прядей наружного слоя канатов двойной свивки. У канатов правой свивки элементы располагаются справа вниз налево (см. рис. 16, з…к), а у канатов левой свивки — наоборот — слева вниз направо. Отечественная промышленность выпускает преимущественно канаты правой свивки.

8. По сочетанию направлений свивки элементов каната: односторонней свивки (О) с одинаковым направлением свивки проволок в наружном слое прядей и прядей в канате (см. рис. 16, з), крестовой свивки с противоположными направлениями свивки (см. рис. 16, и), комбинированной свивки (К) с сочетанием указанных направлений свивки (см. рис. 16, к).

9. По степени крутимости: крутящиеся под действием растягивающей нагрузки, в которых все элементы каната имеют одинаковые направления свивки, и малокрут ящие с я (МК) — многослойные с противоположным направлением свивки прядей в канате.

10. По механическим свойствам проволоки каната: высшей марки В, первой марки I и второй марки II (изготовление с согласия потребителя), отличающиеся чистотой химического состава и физико-механическими свойствами по ГОСТ 7372—79.

11. По назначению: грузолюдские (ГЛ), грузовые (Г) и бензельные (Б). Для подъема людей и опасных грузов типа расплавленного металла применяют только канаты ГЛ, свитые обязательно из проволок высшей марки В. Канаты типа Б применяют для наложения бензельных обвязок на концы канатов (вместо мягкой отожженной проволоки) перед резкой, закреплением или запасовкой в полиспасты.

12. По виду покрытия поверхности проволок: из светлой проволоки (без покрытия) для легких условий эксплуатации (Л), из проволоки с тонким слоем цинкового покрытия (оцинкованные) для средних условий эксплуатации в агрессивных средах (С), из проволоки с цинковым покрытием средней толщины для жестких условий эксплуатации (Ж) и из проволоки с толстым слоем покрытия для очень жестких условий эксплуатации (ОЖ).

Конструкции конкретных канатов, их назначение и параметры регламентированы требованиями соответствующих ГОСТов. Условное обозначение каната должно содержать: диаметр каната, назначение, марку, вид покрытия, направление свивки элементов, способ свивки, степень крутимости, маркировочную группу и номер соответствующего стандарта. Например, условное обозначение: Канат 39.5-Г-1-О-Р-1764 (180) ГОСТ 7668—-80 означает канат диаметром 39,5 мм, грузового назначения, из проволоки первой марки, без покрытия, правой односторонней свивки, раскручивающийся, с маркировочной группой проволок 1764 МПа. ГОСТ требует указывать (в скобках) маркировочную группу проволок в отмененной системе физических единиц МКГСС — 180 кгс/мм2. ГОСТ 7668—80 соответствует конструкция каната 6X36+1 о. с.— двойной свивки из шести прядей по 36 проволок в каждой пряди с одним органическим сердечником.

В механизмах грузоподъемных кранов получили распространение канаты двойной свивки с органическим сердечником следующих конструкций: ЛК-РО 6X36+ 1 о. с. по ГОСТ 7668—80, ЛК-3 6 X 25 + 1 о. с. по ГОСТ 7665—80, ТЛК-0 6 X 37 + 1 о. с. по ГОСТ 3079—80 и ЛК-Р 6Х 19+ 1 о. с. по ГОСТ 2688—80. Органические сердечники указанных канатов изготавливают из пенькового волокна по ГОСТ 5269—77, крученой хлопчатобумажной пряжи, сизали или манилы. Сердечник должен быть трехпряд- ным с обязательной пропиткой противогнилостным составом.

Из вышесказанного очевидно, что стальной канат представляет собой сложный агрегат из перевитых проволок, поэтому под его прочностью понимают агрегатную прочность каната в целом (разрывное усилие). В случаях, когда агрегатная прочность каната с органическим сердечником недостаточна, а увеличение его диаметра нежелательно, применяют канаты с металлическим сердечником следующих конструкций: ЛК-РО 6X36 + 7X7 по ГОСТ 7669—80, Л К-3 6X25 + 7X7 по ГОСТ 7667—80 и ЛК-Р 6Х 19 + 7X7 по ГОСТ 14954—80. Указанные конструкции канатов обязательны к применению в грузоподъемных кранах, транспортирующих расплавленный или раскаленный металл и жидкий шлак, где тепловое воздействие на канат велико и органический сердечник быстро выгорает.

Стальные проволочные канаты мостовых кранов

В мостовых электрических кранах применяют гибкий подвес грузозахватного устройства на стальных проволочных канатах. Концы каната крепят на грузовом барабане. При работе механизма подъема груза канат наматывается на барабан и огибает обводные блоки полиспаста. При этом в канате возникают напряжения растяжения от веса поднимаемого груза, а при огибании блоков и намотке на барабан в канате дополнительно возникают напряжения изгиба. Поэтому канаты должны обладать высокой прочностью и достаточной гибкостью. Прочность канатов подвеса груза во многом определяет безопасность работы крана, поэтому Правилами установлены определенные коэффициенты запаса прочности канатов в виде отношения минимальной разрушающей нагрузки к максимальной рабочей нагрузке на канат. Коэффициенты запаса прочности задаются в зависимости от назначения каната и режима работы механизма.

В мостовых электрических кранах применяют канаты двойной свивки. В этих канатах сначала проволоки свивают в пряди вокруг центральной проволоки, а затем пряди свивают в канат вокруг сердечника. Для изготовления канатов используют проволоки одного или разных диаметров. При изготовлении пряди из проволоки одного диаметра вокруг центральной проволоки можно свить плотно только шесть проволок такого же диаметра. Следующий ряд образуют только 12 проволок того же диаметра, шесть из которых прилегают к шести проволокам нижнего ряда, а шесть других располагаются в промежутках между проволоками.

Вокруг центрального сердечника укладывают шесть прядей и при скручивании получают семипрядный канат. Центральная прядь в расчетах каната на прочность не учитывается, поэтому канат с центральным сердечником и шестью наружными прядями называют шестипрядным. В мостовых электрических кранах применяют шестипрядные канаты с органическим сердечником, а для кранов, работающих в горячих цехах, с асбестовым.

Рис. 64. Прядь стального проволочного каната:
а — из семи проволок; б — из 19 проволок; в — из 37 проволок

Стальные проволочные канаты подразделяют по следующим признакам (ГОСТ 3241—80): по назначению — грузолюдские ГЛ и грузовые Г; по механическим свойствам пр‘оволски— высшей марки В, первой и второй марки 1 и II (канаты марки II поставляют с согласия заказчика); по виду покрытия поверхности проволоки — из проволоки без покрытия или оцинкованной проволоки: для особо жестких условий работы ОЖ, для жестких условий работы Ж и для средних условий работы С; по направлению свивки — правой и левой Л; по сочетанию направлений свивки элементов каната: крестовой, односторонней О и комбинированной К; по способу свивки— нераскручивающиеся Н и раскручивающиеся Р.

Пример обозначения: канат 32-Г-1-С-Н-1372 (140) (ГОСТ 2688—80)—стальной проволочный канат диаметром 32 мм грузового назначения, марки 1, из оцинкованной проволоки по группе С, правой крестовой свивки, нераскручивающийся, маркировочной группы 1372 МПа (140 кгс/ммг) типа ЛКР 6X19 |‘1+6+6/61 + + 1 о. с.

Стальные канаты и металлические сердечники изготовляют из проволок, соответствующих 1ребованиям ГОСТ 7372—79. Органические сердечники можно выполнить из пенькового волокна (ГОСТ, 5269—77) повышенной и обыкновенной групп; из сизали или ма« нилы; из полиэтилена, полипропилена, капрона и вискозы; из хлопчатобумажной пряжи однониточной и крученой (ГОСТ 15958—70) для канатов диаметром менее 9 мм и прядей диаметром меаее 4 мм.

Сердечники выполняют трехпрядными. В канатах диаметром до 15 мм и в прядях диаметром менее 4 мм допускается применение однопрядных витых сердечников, а в канатах диаметром до 8 мм применение отдельных нитей. Сердечники из пенькового волокна, сизали и хлопчатобумажной пряжи должны быть пропитаны составом по ГОСТ 5269—77. По требованию заказчика в качестве сердечника может быть использован асбестовый шнур (ГОСТ 1779-72).

Канат должен иметь по всей длине равномерный шаг свивки всех элементов. Шаг свивки наружного слоя проволок в прядях должен составлять в канатах с линейным касанием проволок не более девяти расчетных диаметров пряди и не более одиннадцати расчетных диаметров пряди в канатах с точечным касанием проволок, в трехгранных прядях и однопрядных металлических сердечниках. Шаг свивки проволок в канатах одинарной свивки, а также в канатах и прядях конструкции 1+6 должен быть не более 11 расчетных диаметров пряди.

Диаметр круглого каната проверяют иа расстоянии не менее 5 м от конца каната в ненагруженном состоянии (рис. 65, а). Шаг свивки каната проверяют линейкой с ценой деления 1 мм на расстоянии 5 м и более от конца каната (рис. 65,6). За длину шага свивки принимают среднее арифметическое значение не менее чем трех измерений.

Длина каната может указываться заказчиком. Отклонение по длине каната не может превышать 10 м для канатов длиной менее 1000 м и 1% для канатов длиной 1000 м и более. Если потребитель не устанавливает длину каната, то канат изготовляют длиной 200 м и более.

Концы канатов у места отрезки прочно обвязываются мягкой проволокой. Число перевязок концов нераскручивающихся канатов должно быть не менее двух.

Механические свойства проволок, используемых дли изготовления каната, должны соответствовать требованиям ГОСТ 7372—79.

Рис. 65. Схема измерения параметров стальною проволочного каната: о — диаметра; б — шага свивки

Суммарное разрывное усилие всех проволок в канате и разрывное усилие каната в целом должно быть не менее значений, указанных в стандартах на сортамент канатов при заданной маркировочной группе.

Преимущественное распространение в мостовых электрических кранах получили шестипрядные канаты с числом проволок в пряди 19 —ЛК-Р 6X19 (ГОСТ 2688—80) и 37 —ТЛК-0 6X37 (ГОСТ 3079—80).

Основные причины интенсивного изнашивания и повреждения канатов следующие: неправильный выбор конструкции каната, типа и направления свивки, неправильная навивка каната на барабан, неправильный выбор соотношения диаметра каната и диаметра барабана или блока, нерегулярное смазывание каната, наличие абразивных частиц на поверхности трения каната и коррозия отдельных проволочек, а также повышенные нагрузки на канат при подъеме груза массой, превышающей номинальную грузоподъемность крана, при резком подъеме груза и раскачивании его в процессе подъема и транспортирования. Необходимость замены каната возникает при определенном износе проволок прядей или при обрыве одной из прядей. Число обрывов проволок, при котором канат подлежит замене, определяется на расстоянии шага свивки каната и задается Правилами.

Стальные проволочные канаты необходимо заменять, если оборвана одна из прядей или число оборванных проволок на длине одного шага свивки превышает значения, указанные в табл. 52. Допускаемое число оборванных проволок зависит от диаметра каната. Для определения диаметра каната применяют штангенциркули (см. рис. 65, а). Для определения шага свивки на поверхности каната наносят метку и отсчитывают вдоль центральной оси каната число прядей, имеющихся в сечении каната (например, шесть в шестипрядном канате), и на следующую после окончания отсчета прядь наносят вторую метку. Расстояние между метками равно шагу свивки каната.

Выбор каната с определенным направлением свивки производят в зависимости от направления укладки его витков на барабане. Если оба конца каната закреплены на грузовом барабане, то направление свивки каната может быть любым.

Резкие перегибы и петли способствуют разрушению каната, поэтому при его размотке нельзя допускать петлеобразных перегибов. При размотке канат надо укладывать в бухты или наматывать на катушки, диаметр которых должен быть не менее 20—25 диаметров каната. С завода-изготовителя канат поступает в кусках длиной 250, 500 и 1000 м. Для получения каната требуемой длины его перевязывают стальной проволокой диаметром 1—2 мм, а затем перерезают. Длина каждой перевязки каната проволокой должна быть не менее 1,5—2,0 диаметра каната, а расстояние между перевязками три-четыре диаметра каната.

Результаты испытаний на растяжение, скручивание и перегиб проволок каната будут удовлетворять требованиям ГОСТ 3241—80, если суммарная площадь поперечного сечения проволок, не соответствующая требованиям стандарта, составляет не более 5% номинальной площади сечения всех проволок в канате при испытании 100% проволок, не более 2% номинальной площади сечения каната при испытании 25% и 10% проволок в канате. Допускается повторное испытание всех проволок каната, если обнаружено несоответствие требованиям ГОСТ 3241—30.

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.

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.

Типы сердечников в стальных тросах

Тросы бывают с тремя типами сердечников:

Сердечник из проволоки, который имеет ту же конструкцию, что и внешние жилы.
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.
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.

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.

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.

Регулярная смазка канатов обеспечивает долговечность и выполняет другие задачи:

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

Читайте также: