какие сердечники могут быть использованы при изготовлении канатов

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Сердечник каната может изготовляться из органических материалов ( пенька, найлон, капрон) либо из металла. Канаты с органическим сердечником удерживают смазку, которая поступает к проволочкам не только снаружи ( в процессе работы канаты регулярно смазываются), но и из сердечника, пропитанного смазкой. При такелажных работах ограниченное применение имеют канаты из неметаллических материалов, например, капроновые. [2]

Талевые канаты не требуют дополнительной смазки при эксплуатации, так как закладываемой в сердечник каната смазки при его изготовлении достаточно на весь непродолжительный срок его службы. Применение специальных смазок с содержанием молибдена значительно увеличивает долговечность талевых канатов. [5]

Здесь каждую ходовую прядь нужно пробивать поверх ближайшей коренной пряди, но не под одну, а под следующие две коренные пряди. Сердечник каната предварительно следует вырезать на длину сращиваемых прядей. Пробив по 2 раза каждую прядь и хорошо обтянув, их нужно разделить надвое, также вырезав сердечник ( если он имеется), и сделать еще одну пробивку полупрядями. [7]

Чалочные канаты и стропы следует один раз в полтора месяца смазывать канатной мазью. Для лучшего поглощения сердечниками каната масла последнее перед смазкой следует разогреть до 60 С. [8]

Эксплуатация грузоподъемных кранов показывает, что крановщики очень часто пренебрегают правилами смазывания канатов и считают, что заводского смазывания сердечника каната достаточно для всего срока службы каната. Это в корне неправильно. Канат, как и любая деталь крана, требует смазывания. Только систематическое смазывание дает возможность повысить долговечность канатов на грузоподъемных кранах. Слой смазочного материала защищает канат от попадания влаги и образующейся коррозии ( ржавления), уменьшает трение между поверхностью каната и канавками блоков барабана, а также снижает внутренние трения между проволоками каната и прядями. [9]

Уход за проволочным канатом заключается в периодической очистке его поверхности от грязи при помощи проволочной щетки и смазке подогретой специальной мазью, состоящей из густого минерального масла с примесью графита и дегтя. Частично эта смазка проникает и внутрь каната, но в основном внутренняя смазка проволок осуществляется за счет обильной пропитки маслом сердечников каната в процессе его изготовления. [10]

Проволоки в слоях пряди могут перекрещиваться или идти параллельно во всех слоях. Если проволоки перекрещиваются, то прочность каната ниже, но зато он получается более гибким. Проволоки в каждой пряди каната могут иметь одинаковые или разные сечения. Сердечник каната выполняется пеньковым или проволочным. В качестве проволочного сердечника может быть взята прядь такой же конструкции, как и остальные пряди каната, или же сердечник может быть изготовлен из более тонких проволок. Проволочный сердечник увеличивает грузоподъемность каната, но уменьшает его гибкость. Канаты со стальным сердечником особенно пригодны для работы в горячей среде. Путем свивки нескольких канатов ( например, 6-прядных) вокруг общего сердечника получают кабельный канат. Такие канаты очень гибки, но имеют большой диаметр, дороги, поэтому применяются редко. Особым видом однопрядных канатов являются закрытые канаты; они имеют, помимо круглых внутренних проволок, один или два слоя проволок специального профиля, благодаря которым поверхность каната получается гладкой. Такая поверхность удобна при движении по канату колес тележки и затрудняет проникание влаги внутрь каната. [14]

Источник

Устройство и классификация стальных канатов

Стальные тросы широко используются в самых различных отраслях человеческой деятельности. Наиболее широко эти приспособления используются в грузоподъемных механизмах, где являются одним из самых важных и ответственных элементов. Стальные тросы изготавливаются из высококачественной проволоки, но имеют огромное количество различных конструкций и могут иметь различное сечение. Также канаты различаются по своим эксплуатационным характеристикам, которые во многом зависят от физико-механических свойств использованных для их изготовления материалов.

Классификация канатов

Современные стальные канаты подразделяются по виду свивки на следующие типы:
· Одинарные простые;
· Двойного типа;
· Тройные;
· Прошивные.
По сечению канатных прядей различают:
· С плоскими прядями;
· Трехгранные;
· С прядями овального сечения.
Кроме этого канаты бывают прямые или обратные – эта характеристика зависит от направления свивки прядей.

Сердечник стального каната

У всех стальных канатов есть общий признак – они изготавливаются методом спиральной свивки проволоки из различных сортов стали вокруг сердечника. Сердечник служит для того, чтобы внутри каната не было пустоты и помогает изделию сохранять правильную форму. Встречаются как стальные сердечники, так и изготовленные из синтетики или из пропитанной смазкой манильской пеньки или джута. Пенковые и джутовые сердечники пропитывают не только для того, чтобы оградить их от гниения, но и с целью обеспечить антикоррозийную защиту внутренних слоев троса – при изгибе изделия, смазка просачивается в существующие между проволоками пустоты, обеспечивая их равномерное смазывание.

В канатах сердечник работает как отличный амортизатор, удерживая пряди в проектном положении и если говорить инженерными терминами, сердечник противостоит радиальным нагрузкам, которые неизбежно возникают при эксплуатации, препятствуя деформации изделия. Как мы уже говорили, встречаются сердечники органического происхождения, пеньковые и джутовые и сердечники из неорганических материалов – стальные и синтетические. В качестве материала для синтетических элементов троса, чаще всего применяют полипропилен – прочный, стойкий к внешним воздействиям и недорогой материал. Пеньковые и джутовые сердечники подлежат обязательной пропитке смазкой, доля которого составляет от 35 до 50% от массы самого органического материала. Для смазывания канатов используют самые высококачественные материалы, так как от выбора смазки во многом зависит долговечность троса.

Физические свойства канатов

Стальные канаты могут иметь различную гибкость, которая зависит как от свойств использованной при изготовлении проволоки, так и от ее количества в свивке. Наименее гибкие канаты состоят из 42 проволок, а более гибкие – из 72 проволок, расположенных по 12 в каждой пряди. Выпускаются также канаты повышенной гибкости, которые состоят из 144 проволок, которые располагаются вокруг сердечника по 24 штуки в каждой пряди.
Для применения в условиях повышенных температур или в агрессивной среде, используют тросы со стальным сердечником. Также такой тип каната идеально подходит в том случае, если изделие навивается на барабан многочисленными слоями – стальной сердечник не дает канату деформироваться под действием нагрузки, которую оказывают вышележащие витки. Стальной сердечник делает канат более стойким к деформации, но практически не влияет на грузоподъемность. Канаты с синтетическими и пеньковыми сердечниками обладают большей гибкостью и обеспечивают равномерную смазку, так как в них смазочный материал поступает в пряди не только снаружи, при плановом обслуживании, но и изнутри, из пропитанного материала сердечника.

Упаковка стальных канатов

К потребителю стальные канаты попадают на деревянных или возвратных металлических барабанах, а в некоторых случаях – в бухтах. Намотка на барабаны производится согласно ГОСТ 11127-78, где оговорены правила упаковки. В нормах оговорено, что шейка барабана должна иметь диаметр не меньше чем 15 полных диаметров троса, а борт полностью укомплектованного барабана, при диаметре каната 25 мм, должен выступать на 2 диаметра и не менее чем на 50 мм, если диаметр сечения каната превышает 25 мм.

Диаметр каната

Диаметр сечения каната является одной из важнейших характеристик этого изделия. Обычно все характеристики изделия указаны на бирке барабана или в сертификате, приложенному к канату производителем, но иногда возникает необходимость проверить диаметр каната, например если возникли какие-либо сомнения или маркировка просто утеряна. Диаметр стального каната измеряют штангенциркулем и производят его в двух различных точках, с расстоянием между ними как минимум 1 метр. В каждой точке производится два измерения толщины, в плоскостях обязательно перпендикулярных друг другу. Диаметр каната определяют, взяв среднеарифметическое значение этих четырех величин, при этом учитывают допуски, принятые для номинального диаметра этого изделия.

Источник

Стальные тросы: применение, свойства, конструкции

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:

Свивка в стальных тросах

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:

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:

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:

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.

Разрушение прочности прядей троса часто происходит в результате износа при изгибе. Причинами истирания прядей могут быть:

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.

Источник

Стальные канаты

Применение стальных канатоdв

Стальные канаты являются сложным и ответственным видом проволочных изделий. Они имеют большое число типов и конструкций и различаются по форме поперечного сечения как самого каната, так и его элементов, а также по физико-механическим характеристикам проволок и сердечников.

Конструкция стальных канатов

Стальные канаты, изготовляемые из большого числа отдельных проволок, обладают повышенной прочностью и малой изгибной жесткостью, что обуславливает их широкое применение в кранах. Конструкция канатов нормирована рядом ГОСТ; технические условия на канаты, изготовляемые из круглых проволок, установлены по ГОСТ3241-80, на канаты закрытые несущие – по ГОСТ 18899-73, на остальные канаты – по соответствующим ГОСТ. Согласно ГОСТ 3241-80 по конструкции различают канаты: одинарной свивки из проволок, свитых по спирали в один или несколько концентрических слоев; двойной свивки, состоящие из прядей, свитых в один или несколько концентрических слоев; тройной свивки из свитых канатов двойной свивки (стренг). Канаты двойной свивки с противоположным направлением свивки прядей по слоям имеют меньшее стремление к кручению, чем канаты с одним слоем прядей.

С точечным касанием (ТК)

С линейным касанием (ЛК)

Применяемые для кранов канаты и пряди в канатах имеют круглое и поперечное сечение.

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

Канаты, работающие на блоках и барабанах с полукруглой канавкой, следует выбирать с прядями ЛК, так как их долговечность в 1,5 – 2 раза больше, чем канатов с прядями ТК.

По материалу сердечника различают канаты: о.с. – с органическим сердечником из натуральных или синтетических материалов, предохраняющим благодаря пропитке смазкой внутренние части каната от коррозии и способствующим уменьшению истирания проволок; м.с. – с металлическим сердечником.

В канатах двойной свивки обычно применяют органическе сердечники. В горячих цехах используют асбестовые или металлические сердечники. Металлические сердечники применяют также при многослойной навивке на барабан.

По способу свивки различают канаты: Н- нераскручивающиеся (пряди в канатах двойной и тройной свивки, наружные пряди многопрядных канатов, проволоки в канатах одинарной свивки сохраняют свое положение после снятия перевязок и заварки с конца каната, при этом металлические сердечники можно изготавливать раскручивающимися); Р – раскручивающиеся (стренги, пряди и проволоки не сохраняют своего положения в канате после снятия перевязок и заварки с конца каната).

Нераскручивающиеся канаты благодаря предварительному изгибу проволок имеют меньшее стремление к кручению и образованию узлов и петель и обладают большей долговечностью.

По направлению свивки различают канаты правой свивки и левой (Л)

Правая свивка

Левая свивка

Направление свивки каната определяется: для канатов одинарной свивки – направлением свивки проволок наружного тслоя; для канатов двойной свивки – направлением свивки прядей наружного слоя; для канатов тройной свивки – направлением свивки стренг в канатах.

Направление свивки имеет значение только при гладких барабанах.

При подвеске крюка или грейфера на двух и более ветвях для уменьшения кручения следует применять канаты разной свивки.

По сочетанию направлений свивки каната и его элементов в канатах двойной и тройной свивки различают канаты: крестовой свивки (направление свивки каната и направление свивки стренг и прядей противоположно); О – односторонней свивки (направление свивки каната и свивки прядей по наружным проволокам одинаково) (рис. А); К- комбинированной свивки (с чередующимися через прядь направлениями свивки прядей).

Крестовая

Односторонняя

Для подъемных кранов, а также при работе канатов на блоках с канавками с подрезом и клиновидными и на плоских ободах, рекомендуется крестовая свивка. В случае, когда конструкция механизма исключает возможность кручения каната (например, тяговые канаты, канаты механизмов изменения вылета стрел) и при этом применены полукруглые канавки и однослойная навивка, рекомендуется односторонняя свивка.

Канаты тройной свивки изготавливают только крестовой свивки.

По степени крутимости различают канаты: крутящиеся (с одинаковым направлением всех прядей в стренг); МК – мало крутящиеся (многослойные многопрядные и одинарной свивки с противоположным направлением свивки элементов по слоям).

По механическим свойствам различают канаты из проволоки марок В, I и II. Марку В следует применять только в особо ответственных случаях. В остальных случаях для крановых канатов рекомендуется применять проволоку марки I.

По виду покрытия поверхности проволок в канате различают канаты: без покрытия; ОЖ – с цинковым покрытием проволоки для особо жестких агрессивных условий работы; Ж – с цинковым покрытием проволоки для жестких агрессивных условий работы; С – с цинковым покрытием проволоки для средних агрессивных условий работы; П – с покрытием каната или прядей искусственными материалами.

Для кранов применяются канаты грузового назначения, обозначаемые буквой Г, канаты грузолюдскогоназначения обозначают буквами ГЛ.

По точности изготовления различают канаты нормальной точности и повышенной (Т).

Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву проволок принимается обычно в пределах 1372-1764 МПа (140-180 кгс/мм кв.), изредка до 1960 МПа (200 кгс/мм кв.).

Характеристики стальных канатов

По материалу сердечника:
с органическим сердечником (о. с.) из натуральных или синтетических материалов; с металлическим сердечником (м. с.).

По направлению свивки элементов каната:
правой свивки, левой свивки (Л).

По типу свивки прядей и канатов одинарной свивки:
с точечным касанием проволок между слоями (ТК); с линейным касанием проволок между слоями (ЛК); с комбинированным точечно-линейным касанием проволок между слоями (ТЛК).

По точности изготовления:
нормальной точности; повышенной точности (Т); с ужесточенными предельными отклонениями по диаметру каната.

Пример условных обозначений

Коды различных вариантов смазки канатов

Рекомендации по применению различных конструкций канатов

В связи с большим разнообразием областей применения и, соответственно, условий эксплуатации канатов в каталоге не представляется возможным дать конкретные указания по применению канатов. Указанные в каталоге области применения канатов носят рекомендательный характер. Для справки ниже приведены эксплуатационные особенности стальных канатов различных конструкций.

Каждый тип и конструкция стального каната имеют свои особенности, которые необходимо учитывать при выборе канатов для конкретных условий эксплуатации. При этом следует выдерживать необходимый запас прочности, обеспечивающий безаварийную работу каната. Надежность и долговечность канатов в значительной степени зависят от материала сердечника, а канатов, работающих в агрессивных средах, кроме того, от применения защитных металлических покрытий и антикоррозийной смазки.

Канаты одинарной свивки из круглых проводов обладают повышенной жесткостью, поэтому их рекомендуется применять там, где преобладают растягивающие нагрузки на канат (грозозащитные тросы высоковольтных электропередач, ограждения, растяжки и т. п.).

Канаты двойной свивки с линейным касанием проволок обладают сравнительно большой работоспособностью и имеют достаточное число разнообразных конструкций. Последнее позволяет выбрать канаты для работы при больших концевых нагрузках, при значительном абразивном износе, при минимально допустимых отношениях диаметра органа навивки к диаметру каната.

Канаты типа ЛК-Р (ГОСТ 2688-80, 14954-80) следует применять тогда, когда в процессе эксплуатации они подвергаются воздействию агрессивных сред, интенсивному знакопеременному изгибу при работе на открытом воздухе. Большая структурная прочность этих канатов позволяет использовать их во многих весьма напряженных условиях работы на строительных и металлургических кранах, шахтных подъемных установках, экскаваторах и скреперах, подвесных дорогах, кабель-кранах и т.д.

Канаты типа ЛК-О (ГОСТ 3062-80, 3066-80, 3077-80) устойчиво работают в условиях сильного истирания благодаря наличию в верхнем слое проволок увеличенного диаметра. Эти канаты получили широкое распространение в качестве подъемных на судах и лифтах: тормозных – на шахтных подъемных установках, тяговых – на канатно-подвесных дорогах и т.п. Но для нормальной эксплуатации этих канатов требуется несколько повышенный диаметр блоков и барабанов.

Канаты типа ЛК-РО (ГОСТ 7668-80, 7669-80) отличаются сравнительно большим числом проволок в прядях и поэтому обладают повышенной гибкостью. Наличие в наружном слое прядей этих канатов относительно толстых проволок позволяет успешно применять их в условиях образивного износа и наличия агрессивных сред.

Канаты двойной свивки типа ТЛК следует применять тогда, когда использование канатов с линейным касанием проволок в прядях невозможно из-за нарушения установленных минимально допустимых соотношений между диаметром органов навивки и диаметрами проволок каната или при невозможности обеспечения рекомендуемого запаса прочности.

Канаты двойной свивки типа ТК (ГОСТ 3063-80, 3064-80, 3067-80, 3071-80) не рекомендуются для ответственных или интенсивно работающих установок, так как они обладают низким техническим ресурсом. Применение канатов типа ТК допустимо для ненапряженных условий эксплуатации, где знакопеременные изгибы и пульсирующие нагрузки незначительны или полностью отсутствуют (расчалочные и грузозащитные канаты, временные лесосплавные крепления).

Таблица применения стальных канатов

Правильный выбор конструкции стального каната для заданных условий эксплуатации имеет большое значение. На основе анализа практического опыта в таблице даны рекомендации по применению канатов.

Источник