Стальной канат: классификация и критерии выбора троса

Стальной канат: классификация и критерии выбора троса

Стальной канат является одним из самых распространенных видов проволочных изделий, которые изготавливаются различными методами свивки. Более того, является основным элементом грузоподъемных конструкций и механизмов, который несет в себе всю грузонесущую нагрузку. Такие конструкции применяются в различных отраслях промышленности, например, в горнодобывающей, угольной, нефтедобывающей, машиностроении, сельскохозяйственной и в других. И в связи с этим существует множество видов изделий из стальных прядей и проволок. Более подробно о видах будет рассмотрено в классификации.

Основная разновидность канатов и тросов из стали

Существует очень много классификаций стальных канатов в зависимости от классифицирующего признака. Если в качестве такого признака взять структуру, то стальные канаты могут подразделяться на одинарные, двойные и тройные.

1. Одинарные представляют собой канаты, свитые из одной или нескольких слоев по спирали. Или иначе их называют спиральные канаты, название которых происходит от метода свивки. Одинарные канаты предназначены для свивки тросов. Тросы изготавливаются из одинарных прядей круглого сечения.
2. Двойные — изготавливаются методом концентрической свивки прядей в 1 или несколько слоев. Они предназначены для изготовления более прочных тросов, которые также называются стренгами.
3. Канаты тройной свивки изготавливаются из стренг, методом однослойной концентрической свивки по спирали.

Помимо, структуры существуют и другие основные классифицирующие признаки. Например, форма сечения, тип плетения, материал сердечника, метод и направление свивки, механические свойства, точность изготовления и предназначение. Тросы стальные могут иметь как плоскую, так и круглую форму сечения. Стальные пряди, из которых плетут тросы также подразделяются по форме сечения на круглые и фасоннопрядные, а вторые, в свою очередь, бывают плоскопрядными и трехгранопрядными.

По типу плетения канаты классифицируются как:

• изделия из проволок, в которых слои касаются точечным методом, такой тип плетения называется точечное касание (ТК);
• изделия, состоящие из слоев проволок касающихся между собой линейным методом, такой тип плетения называется линейным касанием и обозначается как ЛК;
• в таких изделиях используются проволоки одинакового диаметра, условно они обозначаются как ЛК-О;
• тип плетения, при котором, проволоки в последнем слое, имеют разный диаметр, условное обозначение ЛК-Р, указывает на линейной касание;
• ЛК-З, тип плетения при котором, проволоки касаются линейно и между собой и с проволоками заполнения;
• ЛК-РО — как видно из, аббревиатуры такие проволоки включают в себя пряди плетенные линейно, имеющие разный диаметр.
• ТЛК — представляют собой комбинацию первых двух видов. То есть, проволки соприкасаются линейно-точечным методом.

По материалу сердечника различают — с органическим сердечником, то есть, в центре прядей изготовлен из синтетических либо натуральных волокон как манила, пенька, хлопок, капрон, лавсан, вискозы и т. д.

По методу плетения выделяются раскручивающиеся и нераскручивающиеся, которые отличаются друг от друга тем, что вторые сохраняют первоначальное положение прядей, после использования. Плетение может быть как по направлению вправо, так и влево. Чтобы определить направление нужно посмотреть на последний слой, в зависимости от структуры он может состоять из проволок или прядей, например, в одинарной свивке наружный слой состоит из проволок, а в двойной — из прядей, и в тройной свивке из из стренг.

По механическим свойствам канаты делятся на три типа исходя из качества изделия, соответственно на нормальное, высокое, повышенное качество. Все три типа имеют свои условные обозначения марка1, марка ВК и марка В.

Существует классификация еще по одному немаловажному признаку — точность изготовления. По точности канаты бывают нормальной точности и соответственно повышенной точности, которое обозначается как Т. Повышенная точность от нормальной отличается наличием предельного отклонения по диаметру троса.

Предназначение стальных канатов

Как уже было сказано выше, тросы из стали являются основными грузонесущими элементами любого грузоподъемного механизма. Например, подъёмного крана, буровой установки, экскаваторов, грузовых и пассажирских лифтов и других. Помимо этого, стальные тросы применяются в качестве материала для изготовления грузозахватных и других прочных приспособлений, способных выдержать огромные механические нагрузки. Поэтому важно подходить к выбору таких изделий с большой ответственностью. На сегодняшний день на рынке представлен широкий ассортимент тросов и канатов изготовленных из стали, и в связи с этим покупатель сталкивается с проблемой выбора.

Чтобы не ошибиться с выбором, необходимо разбираться во всех особенностях и нюансах, на изучение которых могут уйти годы. Поэтому специалисты рекомендуют обращаться к профессионалам при покупке стальных изделий. Но тем не менее существуют критерии, которых придерживаются и профессионалы, и стоит придерживаться рядовым покупателем.

Критерии выбора тросов

Критерии могут зависеть от признака, который берётся за основу. Однако существует и общепризнанные правила выбора по качеству и предназначению, эти правила называются ГОСТ. В ГОСТе представлена более точная и подробная классификация всех известных видов стальных тросов и изделий. В соответствии с этой классификацией различают основные параметры, на которые стоит обратить внимание при покупке:

• предназначение, канаты и тросы бывают разные и предназначаются для разных целей, поэтому важно уточнить этот параметр;
• тип конструкции, которая определяется количеством прядей в канате;
• метод и направление свивки;
• прочность;
• материал сердечника;
• характеристики и свойства проволоки и другие.

Канаты стальные ГОСТ изготавливаются по требованиям технологического регламента, утвержденного государственными органами. Поэтому наличие отметки соответствия ГОСТу говорит о качестве изделия. Поскольку каждый вид изделия приведенного в классификации должен быть изготовлен из определенных материалов и по особой технологии которая утверждена в ГОСТ.

Например, трос стальной ГОСТ 5269 , материал сердечника для такого троса должен соответствовать перечню, приведенному в ГОСТ, то есть в качестве материала может использоваться пенька, сизаль и полипропилен, джут, химические и хлопчатобумажные волокна должны соответствовать нормативной документации.

Так же, как и в случае с предназначением каждого из видов, в Госте прописано все до мельчайших подробностей о том, какой канат где применяется. Знание ГОСТ позволяет выбрать качественное и надежное изделие, и этим знанием пренебрегать не стоит.

Классификация канатов

Характеристика стальных канатов

Стальные к анаты классифицируются по следующим признакам:

1. По конструкции (конструкция стальных канатов):
— канат одинарной свивки (спиральные) – состоящие из одного, двух, трех и более концентрических слоев проволоки, свитых по спирали;
— канат двойной свивки – состоящие из прядей, свитых в один или несколько концентрических слоев;
— канат тройной свивки – состоящие из канатов двойной свивки (стренг), свитых в концентрический слой.

2. По типу свивки прядей:
— с точечным касанием проволок между слоями – ТК;
— с линейным касанием проволок между слоями – ЛК;
— с линейным касанием проволок между слоями при одинаковом диаметре проволок по слоям пряди – тросы канаты ЛК-О;
— с линейным касанием проволок между слоями при разных диаметрах проволок в наружном слое пряди – канаты тросы ЛК-Р;
— с линейным касанием проволок между слоями и проволоками заполнения – тросы канаты ЛК-З;
— с линейным касанием проволок между слоями и имеющих в пряди слои с проволоками разных диаметров и слои с проволоками одинакового диаметра – канаты тросы ЛК-РО;
— с комбинированным точечно-линейным касанием проволок – тросы канаты ТЛК или ЛТК.

3. По форме поперечного сечения прядей:
— круглопрядные канаты;
— фасоннопрядные канаты.

4. По назначению:
— грузолюдские – ГЛ (марок ВК, В);
— грузовые – Г.

5. По механическим свойствам:
— марок – ВК, В, I;

6. По направлению свивки:
— правой свивки;
— левой свивки – Л.

7. По сочетанию направлений свивки канатов и его элементов в канатах двойной и тройной свивки:
— крестовой свивки (направление свивки каната и направление свивки стренг и прядей противоположны);
— односторонней свивки (направление свивки каната и направление свивки проволоки в пряди одинаковы) – О.

8. По виду покрытия поверхности проволоки:
— из проволоки без покрытия;
— из оцинкованной проволоки: в зависимости от поверхностной плотности цинка С, Ж, ОЖ.

9. По степени крутимости:
— крутящиеся (с одинаковым направлением свивки проволок в канатах одинарной свивки, прядей или стренг);
— малокрутящиеся (многослойные, многопрядные и одинарной свивки с противоположным направлением свивки элементов по слоям) — МК.

10. По способу свивки:
— нераскручивающиеся – Н;
— раскручивающиеся.

11. По степени уравновешенности:
— рихтованные – Р;
— нерихтованные.

12. По точности изготовления:
— нормальной;
— повышенной – Т.

13. По материалу сердечника:
— с органическим сердечником из натуральных или синтетических материалов – ОС;
— с металлическим сердечником – МС.

Маркировка стального каната

Пример условных обозначений

Доставка по РФ:
Москва, Санкт-Петербург, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Брянск, Владимир, Волгоград, Вологда, Воронеж, Екатеринбург, Иваново, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Калуга, Киров, Кострома, Краснодар, Курган, Курск, Липецк, Омск, Орел, Оренбург, Пенза, Первь, Псков, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Саранск, Саратов, Севастополь, Симферополь, Смоленск, Ставрополь, Тамбов, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Ульяновск, Уфа, Челябинск, Ярославль и др.

Стальной трос: назначение и изготовление, параметры и конструкция, виды и маркировка

Тросы или канаты стальные являются основным силовым элементом тросового такелажа. Не смотря на кажущуюся простоту, он является сложным инженерным объектом.

Классификация тросов (ГОСТ 3066-80; ГОСТ 3067-80) идет более чем по десяти признакам. Отметим наиболее часто используемые классификации.

1. По конструкции выделяют следующие виды тросов:

• Одинарной свивки (спиральные) – состоящие из одного, двух, трех и более концентрических слоев проволоки, свитых по спирали;
• Двойной свивки – состоящие из прядей, свитых в один или несколько концентрических слоев;
• Тройной свивки – состоящие из канатов двойной свивки (стренг), свитых в концентрический слой.

2. По типу свивки прядей:

• С точечным касанием проволок между слоями – ТК;
• С линейным касанием проволок между слоями – ЛК;
• С линейным касанием проволок между слоями при одинаковом диаметре проволок по слоям пряди – ЛК-О;
• С линейным касанием проволок между слоями при разных диаметрах проволок в наружном слое пряди – ЛК-Р;
• С линейным касанием проволок между слоями и проволоками заполнения – ЛК-З;
• С линейным касанием проволок между слоями и имеющих в пряди слои с проволоками разных диаметров и слои с проволоками одинакового диаметра – ЛК-РО;
• С комбинированным точечно-линейным касанием проволок – ТЛК.

3. По форме поперечного сечения прядей:

4. По степени крутимости:

• Крутящиеся (с одинаковым направлением свивки проволок в канатах одинарной свивки, прядей или стренг);
• Малокрутящиеся (многослойные, многопрядные и одинарной свивки с противоположным направлением свивки элементов по слоям) – МК.

5. По материалу сердечника:

• С органическим сердечником из натуральных или синтетических материалов – ОС ;
• С металлическим сердечником – МС.

6. По способу свивки:

• Нераскручивающиеся – Н;
• Раскручивающиеся.

7. По степени уравновешенности:

8. По направлению свивки каната:

9. По сочетанию направлений свивки канатов и его элементов в канатах двойной и тройной свивки:

• Крестовой свивки (направление свивки каната и направление свивки стренг и прядей противоположны);
• Односторонней свивки (направление свивки каната и направление свивки проволоки в пряди одинаковы) – О.

10. По механическим свойствам:

11. По виду покрытия поверхности проволок в канате:

• Из проволоки без покрытия;
• Из оцинкованной проволоки: в зависимости от поверхностной плотности цинка — С, Ж, ОЖ.

12. По назначению:

• Грузолюдские – ГЛ (марок ВК, В );
• Грузовые – Г.

13. По точности изготовления:

Полное обозначение каната стального по ГОСТ выглядит следующим образом.

• На практике допускается существенное упрощение обозначений тросов: N1 x N2 + ABC, где N1 — число прядей в тросе, N2 – число проволок в пряди, ABC – тип сердечника.
• Различаются типы сердечников:

• FC – органический;
• IWS – металлический.

Востребованными являются тросы в полимерной (полихлорвинил) изоляции, которая эффективно предотвращают коррозию троса. Изоляция может быть прозрачной, красной, синей или других цветов.

На практике возникает необходимость определить «номинальный диаметр» троса. Для замера фактического диаметра требуется штангенциркуль, длина губок которого превышает ¾ диаметра троса. Замеры выполняют в двух поперечных сечениях, расстояние между которыми не менее 1 м. В каждом сечении диаметр измеряют дважды по максимальному расстоянию между крайними точками.

Для нового троса среднее арифметическое этих четырех замеров должно быть внутри поля допусков, указанных для номинального диаметра.

Очень часто трос является основным силовым элементом стропа – приспособления, в котором собственно трос законцовывается тем или иным способом и оснащается различными соединительными элементами.

На конце стропа на трос в большинстве случаев устанавливается коуш – каплевидная, круглая или треугольная оправка из металла с желобом на наружной стороне. Коуш заделывается в петлю троса (огон), чтобы предохранить его от истирания и излома. Петля при этом получается более плавной.

1. 
2. Петля с использованием коуша
3. Чтобы петля, огибающая коуш, была зафиксирована, используются зажимы тросов.

На рисунке выше коуш заделан самым надежным способом: с использованием технологии Talurit. Зажим представляет собой втулку, чаще всего алюминиевую, весьма точную в изготовлении. Концы троса заправляются в нее и с помощью специальной прецизионной матрицы обжимаются на прессе с усилием до 200 тонн.

• 
• Недостатком этой технологии является потребность в сложном оборудовании и, как следствие, ее низкая мобильность.
• Более простые и доступные зажимы троса состоят из U-образной скобы с запирающей колодкой и двумя гайками. Может быть два варианта исполнения:

• более надёжное и тщательно изготовленное;

1. 
2. 
3. Для обеспечения надёжности зажимов степень затяжки (расстояние между внутренними поверхностями колодки и зевом скобы) должна составлять 0,72 — 0,75 удвоенного диаметра ненагруженного каната с органическим сердечником и 0,85 — 0,87 — каната с металлическим сердечником.
4. Похожий зажим из двух встречных деталей, стягиваемых двумя болтами с гайками, отличается крайней надежностью и высокой степенью сертификации.
5. 
6. Одинарный и двойной плоские зажимы рассчитаны на тонкие тросы диаметром до 8 мм.
7. 
8. Одинарный Двойной Вид в сборе

Цилиндрический зажим троса также предназначен для тонких тросов до 6 мм. Особенность этого зажима в том, что два конца троса зажимаются перпендикулярно друг другу.

Для рассмотренных зажимов существуют правила установки. Зажим должен устанавливаться на стальной канат (трос) так, как это показано на Рис. 1-3. Перемычка зажима всегда должна располагаться на стороне каната, несущей нагрузку. U-образный болт зажима помещается на хвостовую часть каната, также называемую глухим (мертвым) концом.

Нужно загнуть достаточно длинную часть каната, чтобы можно было разместить минимально необходимое число зажимов в соответствии с приводимыми далее инструкциями. Первый зажим должен размещаться на расстоянии одной ширины перемычки от загнутого или глухого конца каната, как показано на Рис. 1.

Затягивать гайки следует в соответствии с указанным моментом.

Второй зажим должен быть размещен непосредственно напротив коуша, но все же в таком положении, чтобы надлежащее затягивание зажима не повредило внешних прядей каната (Рис. 2). Следует зажать гайки плотно, но еще не на весь указанный момент затяжки.

• Рис. 2
• Последующие зажимы располагаются на канате между первым и вторым зажимами таким образом, чтобы их как минимум разделяло расстояние в 1 ширину зажима и максимально в 3 ширины зажима, как это показано на рисунке 3 и в таблице 1.
• Рис. 3
• Тросовые зажимы в общем соответствии с EN 13411-5

Классификация стальных канатов

На современном рынке представлено около четырех десятков разновидностей стального каната. Все они изготавливаются в строгом соответствии с ГОСТами, но при этом могут сильно отличаться друг от друга. Чтобы разобраться в этом, необходимо изучить классификацию канатов.

Критерии выбора стальных канатов

У людей, которые постоянно работают с металлическими тросами и канатами, проблемы с их выбором практически не возникают. Неприятности начинаются тогда, когда для работы требуется нестандартный канат. В этом случае нужно воспользоваться ГОСТ, в котором описана точная классификация.

Согласно этому ГОСТ, все металлические канаты могут различаться по таким параметрам, как:

• тип конструкции;
• тип поперечного сечения проволоки;
• тип, способ и направление деталей свивки;
• материал сердечника;
• степень уравновешенности и крутимости;
• максимальный уровень прочности;
• механические свойства проволоки;
• назначение.

Главной конструктивной особенностью всех стальных канатов является количество прядей (косичек) и способ их свивки. Согласно этому признаку, свивка может быть одинарной, двойной или даже тройной. В первом случае проволока скручивается спиралеобразно в один или несколько слоев. Если трос сверху еще покрыт фасонной проволокой, то его называют закрытым.

Тросы с двойной свивкой состоят из тонких одиночных прядей, количество которых может достигать шести. Именно их используют и для изготовления канатов тройной свивки.

Классификация канатов по параметрам свивки

Свивкой называют процесс закручивания прядей металлического каната. Пряди могут касаться друг друга точечно, линейно или комбинированным способом. Пряди разных слоев могут иметь одинаковый или различный диаметр. Если между ними проложены проволоки заполнения, то канат маркируется как «ЛК-З». В том случае, если между прядями проложены проволоки разных диаметров, это канат ЛК-РО.

Иногда в процессе производства проволока и пряди проходят через предварительную деформацию. Это делается для того, чтобы получить нераскручивающийся канат. Если же пряди распадаются сразу после удаления удерживающих завязок, значит, перед вами раскручивающийся канат.

Направление свивки металлического каната может быть правым или левым. При этом учитывается не только положение прядей наружного слоя, но и их положение по отношению к самому канату. По этому признаку свивка может быть:

Виды канатов по типу сердечника

Сердечник расположен в самом центре стального каната и необходим для придания ему необходимой гибкости и прочности. При его производстве обычно используется металл или органические материалы. Канаты с металлическим сердечником используются для решения таких задач, как:

• повышение структурной прочности,
• повышение износостойких свойств при работе в условиях высокой температуры,
• снижение конструктивных удлинений при натяжении.

Органический сердечник металлических канатов может быть изготовлен из натуральных материалов или материалов, полученных синтетическим путем. Обычно это хлопчатобумажные нити, полиэтилен, капрон и другое.

Типы канатов по степени уравновешенности и крутимости

Уравновешенность металлического каната определяется по тому, была ли использована в процессе его производства рихтовка. Она снимает напряжение с прядей, когда они подвешены в горизонтальном положении. Именно благодаря этому изделие сохраняет свою прямолинейность.

Если находясь в горизонтальном положении, канат на конце закручивается в кольцо, значит, при его производстве рихтовка не проводилась.

Чтобы определить степень крутимости каната, нужно изучить направление всех прядей свивки. Они могут иметь одинаковое направление по всем слоям (крутящиеся) или обратное направление по разным слоям (малокрутящиеся).

Другие характеристики металлических канатов

Во время покупки металлических тросов нужно обратить внимание на качество проволоки, а также точность изготовления. Обычно при их производстве используется проволока нормального, высокого или повышенного качества. Она может быть покрыта оцинкованным или полимерным слоем, который защищает ее от средних, жестких или особо жестких агрессивных сред.

Стальной канат может быть использован для подъема и перевозки только грузов или же груза и людей. Чтобы определить его прочностные характеристики, нужно обратить внимание на самое последнее значение в маркировке. Оно может быть в пределах 1370-1770 н/мм2. Чем выше прочностные характеристики металлического каната, тем больше нагрузки он сможет выдержать.