Содержание

Классификация канатов по материалу их изготовления

Канаты стальные. Технические условия на канаты.


Настоящий стандарт распространяется на стальные канаты общего назначения.
Обязательные требования к качеству канатов, обеспечивающие безопасность для жизни и здоровья населения, изложены в пп. 2.1.10, 2.1.12 (в части допускаемого разбега временного сопротивления разрыву проволок, взятых из каната), 2.1.13, 2.1.14, 3.2, 4.1, 4.10, 4.11, 4.12, 4.13, 4.14.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ


1.1. Канаты подразделяются по признакам
1.1.1. По конструкции:
одинарной свивки - состоящие 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 - состоящие из канатов двойной свивки (стренг), свитых в концентрический слой.
1.1.2. По форме поперечного сечения: круглые, плоские.
1.1.3. По форме поперечного сечения прядей: круглопрядные, фасоннопрядные.
1.1.4. По типу свивки прядей и канатов одинарной свивки:
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.
1.1.5. По материалу сердечника:
с органическим сердечником из натуральных или синтетических материалов - ОС,
с металлическим сердечником - МС.
1.1.6. По способу свивки: нераскручивающиеся - Н, раскручивающиеся.
1.1.7. По степени уравновешенности: рихтованные - Р, нерихтованные.
1.1.8. По направлению свивки каната: правой, левой - Л.
Направление свивки каната определяется:
для канатов одинарной свивки - направлением свивки проволок наружного слоя,
для канатов двойной свивки - направлением свивки прядей наружного слоя,
для канатов тройной свивки - направлением свивки стренг в канат.
1.1.9. По сочетанию направлений свивки каната 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 пряди и направление свивки проволоки в пряди одинаковы) - О.
1.1.10. 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.
1.1.11. По механическим свойствам марок ВК, В, 1.
1.1.12. По виду покрытия поверхности проволок в канате: из проволоки без покрытия, из оцинкованной проволоки: в зависимости от поверхностной плотности цинка - С, Ж, ОЖ,
покрытие каната или прядей полимерными материалами - П.
1.1.13. По назначению: грузолюдские (марок ВK, В) - ГЛ, грузовые - Г.
1.1.14. По точности изготовления: повышенной - Т, нормальной.
Рекомендации по применению канатов приведены в приложении 1.
1.2. Конструкция, основные характеристики и диаметры канатов указываются в соответствующих стандартах на сортамент.
1.3. Диаметр каната, назначение, марка, вид покрытия, направление свивки, сочетание направлений свивки, способ свивки, степень уравновешенности, степень крутимости, точность изготовления, маркировочная группа, обозначение соответствующего стандарта на сортамент указываются потребителем и входят в условное обозначение каната.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ


2.1. Характеристики
2.1.1. Стальные канаты и металлические сердечники должны изготовляться из проволоки по ГОСТ 7372.
Канаты изготовляются по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.
2.1.2. В качестве органических сердечников должны применяться: пеньковые - по ГОСТ 5269, сизалевые - по нормативно-технической документации, синтетические и искусственные материалы - по нормативно-технической документации (полиэтилен, полипропилен, капрон, лавсан, вискоза), пряжа хлопчатобумажная, хлопчатобумажный корд - по нормативно-технической документации.
Допускается по согласованию изготовителя с потребителем применение сердечника из других материалов.
При отсутствии тр

Из чего состоит канат

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.

Каталог / канат стальной, применение и выбор канатов

Стальной канат — неотъемлемая часть любого подъемного механизма. С помощью канатов поднимают и переносят различные грузы от легких до сверхтяжелых, они обеспечивают крепление мостов и перекрытий стадионов и спортивных площадок.

Работа металлургических предприятий немыслима без использования стальных канатов.
Для большинства конструкций грузоподъемных и строительных машин стальной канат является неотъемлемой и важнейшей деталью.

Современный уровень развития техники предъявляет все новые и новые требования к повышению надежности и долговечности стальных канатов.

Каждый тип и конструкция стального каната имеют свои особенности, которые необходимо учитывать при выборе для конкретных условий эксплуатации.
При этом следует выдерживать рекомендуемые соотношения между диаметрами органов навивки и диаметрами канатов, а также необходимый запас прочности, обеспечивающий безаварийную работу каната.

Человечество изобрело множество способов изготовления тросов. Встречаются канаты с точечным касанием, то есть обвивающая проволока касается только одного витка, отдельных проволок между витками пряди (ТК), с линейным касанием, обвивающая проволока касается несколько витков пряди, отдельных проволок между витками пряди (ЛК), имеются канаты с комбинированными способами изготовления (ЛТК), канаты изготовляемые способом кругового обжатия проволоки (ПК).

В промышленности наибольшее применение нашли троса, изготовленные способом кругового обжатия проволоки (ПК). Способ изготовления такого типа каната следующий: нить проволоки трансформируется в полосовой контакт линейного типа (отсюда название каната ПК). Затем свитые в прядь нити пластически обжимаются. У каната этого типа сечение в большей степени заполнено металлом. Это сказывается на повышении прочности каната, она на 10% больше чем у каната типа ЛК. При этом надо учесть, что сечение обоих канатов одинаково.

При определенной нагрузке, напряжение у ПК в плоскостях прядей значительно меньше, чем у других типов канатов. что свидетельствует о том, что канат типа ПК дает возможность, достигнуть более высокой стойкости к истиранию и устойчивости к перегрузкам, что очень важно при работе с тяжелыми и сверхтяжелыми объектами.

Работоспособность каната типа ПК значительно дольше, чем канатов других типов. Канат этого типа, как показавший себя наиболее прочным и износостойким, применяется для обеспечения работы средств производства в шахтах.

Исходя из анализа технических характеристик этого типа троса, можно сделать вывод, что он изготовляется по инновационной технологии.

Производство других типов канатов осуществляется с помощью соответствующих машин, которые обеспечивают скрутку стальной проволоки в жгут. Если нужно увеличить грузоподъемность каната, то жгуты сплетаются с помощью канатовьющей машины в один общий жгут. Толщина каната может составлять от 2 и свыше 10 сантиметров. Канаты толщиной свыше 10 сантиметров применяются при строительстве мостов и перекрытий стадионов и спортивных площадок.

Эти типы канатов имеют определенные достоинства. Какой тип канатов выбирать определяет заказчик в соответствии с техническими условиями проекта.

Применение канатов различных видов, выбор канатов

Виды канатов. Конструкция и назначение канатов. Характеристики и маркировка стальных тросов.
Конструкция и назначение канатовДиаметр, мм
Канаты авиационные
ГОСТ 2172-80 применяется в системах управления самолетов и вертолетов1.75 — 10.2
Канаты крановые
ГОСТ 2688-80 двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6/6)+1о.с.8,3 — 42,0
ГОСТ 7668-80 двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+1о.с.11,5 — 46,5
ГОСТ 3079-80 двойной свивки типа ТЛК-О конструкции 6х37 (1+6+15+15)+1о.с.11,5 — 58,0
ГОСТ 7665-80 двойной свивки типа ЛК-3 конструкции 6х25 (1+6;6+12)+1о.с.16,0 — 45,0
ГОСТ 7669-80 двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+7х7 (1+6)17,5 — 57,0
Канаты для лифтов
ГОСТ 3077-80 двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х19 (1+9+9)+1о.с.8,8 — 25,5
Канаты для талей
ГОСТ 2688-80 двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6/6)+1о.с.6,9 — 15,0
ГОСТ 3069-80 двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х7 (1+6+)+1о.с.3,7 — 5,9
ГОСТ 7665-80 двойной свивки типа ЛК-З конструкции 6х25 (1+6;6+12)+1о.с.16,0 — 25,5
Канаты подъемные для шахтных установок
ГОСТ 2688-80 двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6/6)+1о.с.18,0 — 42,0
ГОСТ 3077-80 двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х19 (1+9+9)+1о.с.17,5 — 37,0
ГОСТ 7668-80 двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+1о.с.18,0 — 58,5
ГОСТ 3079-80 двойной свивки типа ТЛК-О конструкции 6х37 (1+6+15+15)+1о.с.15,5 — 58,0
ГОСТ 7669-80 двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+7х7 (1+6)17,5 — 57,0
ГОСТ 7665-80 двойной свивки типа ЛК-З конструкции 6х25 (1+6;6+12)+1о.с.17,5 — 45,0
Канаты для дорожных машин
ГОСТ 2688-80 двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6/6)+1о.с.16,5 — 42,0
ГОСТ 7667-80 двойной свивки типа ЛК-З конструкции 6х25 (1+6;6+12)+7х7 (1+6)15,5 — 37,0
ГОСТ 14954-80 двойной свивки типа ЛК-Р 6х19 (1+6+6/6)+7х7 (1+6)29,5 — 49,5
Канаты грозозащитные
ГОСТ 3063-80 одинарной свивки типа ТК 1х19 (1+6+12)2,0 — 17,0
ГОСТ 3064-80 одинарной свивки типа ТК 1х37 (1+6+12+18)2,8 — 24,0
ГОСТ 3062-80 одинарной свивки типа ЛК-О 1х7 (1+6)1,1 — 10,5
Канаты для экскаваторов
ГОСТ 7669-80 двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+7х7 (1+6)17,5 — 57,0
ГОСТ 7668-80 двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+1о.с.18,0 — 58,5
ГОСТ 2688-80 двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6/6)+1о.с.16,5 — 42,0
ГОСТ 7667-80 двойной свивки типа ЛК-З конструкции 6х25 (1+6;6+12)+7х7 (1+6)15,5 — 37,0
Канаты тяговые для подвесных дорог и кабель-кранов
ГОСТ 3069-80 двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х7 (1+6+)+1о.с.13,5 — 16,5
ГОСТ 3077-80 двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х19 (1+9+9)+1о.с.16,5 — 32,5
ГОСТ 3079-80 двойной свивки типа ТЛК-О конструкции 6х37 (1+6+15+15)+1о.с.17,0 — 34,0
ГОСТ 2688-80 двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6/6)+1о.с.16,5 — 32,0
Канаты для скиповых подъемников доменных печей
ГОСТ 7668-80 двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+1о.с.27,0 — 46,5
ГОСТ 2688-80 двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6/6)+1о.с.30,5 — 42,0
ГОСТ 7665-80 двойной свивки типа ЛК-З конструкции 6х25 (1+6;6+12)+1о.с.27,5 — 42,0
Канаты для металлургических кранов
ГОСТ 7668-80 двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+1о.с.18,0 — 42,0
ГОСТ 2688-80 двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6/6)+1о.с.15,0 — 42,0
ГОСТ 3079-80 двойной свивки типа ТЛК-О конструкции 6х37 (1+6+15+15)+1о.с.17,0 — 39,0
ГОСТ 7665-80 двойной свивки типа ЛК-З конструкции 6х25 (1+6;6+12)+1о.с.16,0 — 42,0
Канаты для вагоноопрокидывателей
ГОСТ 7668-80 двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+1о.с.29,0 — 36,5
Канатные проводники
ГОСТ 3090-73 закрытый несущий с одним слоем зетообразной проволоки и сердечником ТК30,5 — 35,5
ГОСТ 7675-73 с одним слоем клиновидной и одним слоем зетообразной проволоки38,5 — 51,0
ГОСТ 18901-73 закрытый несущий с двумя слоями зетообразной проволоки и сердечником ТК38,5 — 54,0
Канаты талевые для буровых установок
ГОСТ 16853-88 двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х31 (1+6+6/6+12)+1о.с.25,0 — 38,0
Канаты для судовых подъемных устройств
ГОСТ 7668-80 двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+1о.с.9,7 — 58,5
ГОСТ 3077-80 двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х19 (1+9+9)+1о.с.7,8 — 20,5
ГОСТ 2688-80 двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6/6)+1о.с.8,1 — 13,5
Канаты тормозные
ГОСТ 3077-80 двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х19 (1+9+9)+1о.с.7,8 — 20,5
Канаты для стоячего такелажа судов
ГОСТ 3066-80 двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х7 (1+6)+1х7 (1+6)3,8 — 27,5
ГОСТ 3069-80 двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х7 (1+6)+1о.с.3,3 — 29,0
ГОСТ 14954-80 двойной свивки типа ЛК-Р 6х19 (1+6+6/6)+7х7 (1+6)29,5 — 49,5
ГОСТ 2688-80 двойной свивки типа ЛК-Р 6х19 (1+6+6/6)+1о.с.30,5 — 51,0
Канаты уравновешивающие
ГОСТ 7668-80 двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36 (1+7+7/7+14)+1о.с.9,7 — 58,5
Канаты швартово-буксирные
ГОСТ 3083-80 двойной свивки типа ЛК-О 6х30 (0+15+15)+7о.с.6,5 — 57,0
Канаты спиральные
ГОСТ 3063-80 спиральный одинарной свивки типа ТК 1х19 (1+6+12)2,0 — 17,0
ГОСТ 3064-80 одинарной свивки типа ТК 1х37 (1+6+12+18)2,8 — 24,0
ГОСТ 3062-80 одинарной свивки типа ЛК-О 1х7 (1+6)1,1 — 10,5
Канаты арматурные
ГОСТ 13840-68 стальной арматурный 1х7 (1+6)6,0 — 15,0

Выбор канатов по типу свивки

В зависимости от конструкции прядей, их количества в слоях, числа слоев и типа сердечников конструктивные формы стальных канатов могут быть самыми разнообразными.

Канат одинарной свивки обладает повышенной жесткостью, поэтому их рекомендуют применять там, где преобладают растягивающие нагрузки на канат (грозозащитные тросы высоковольтных линий электропередачи, ограждения, растяжки и т.п.)

Канат двойной свивки с линейным касанием проволок обладает сравнительно большой работоспособностью и имеют достаточное число разнообразных конструкций.
Последнее позволяет выбрать канат для работы при больших концевых нагрузках, при значительном абразивном износе, при минимально допустимом отношении диаметра органа навивки к диаметру каната.

Канат типа ЛК-Р (ГОСТ 2688-80, 14954-80) следует применять тогда, когда в процессе эксплуатации они подвергаются воздействию агрессивных сред, интенсивному знакомпеременому 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 установленных экскаваторах и скреперах, подвесных дорогах, кабель-кранах и т.д.

Канат типа ЛК-О (ГОСТ 3066-80, 3069-80, 3077-80, 3081-80, 3083-80) 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 же шахтных подъемных подъемных установок, тяговых — на канатно-подвесных дорогах и т.п.
Но для нормальной эксплуатации этих канатов требуется несколько повышенный диаметр блоков и барабанов.

Канат типа ЛК-3 (ГОСТ 7665-80, 7667-80) применяются почти во всех отраслях промышленности, т.к. они обладают более высокой гипкостью, но при этом не должны подвергаться воздействию агрессивной среды.
Применять эти канаты в агрессивной среде, не рекомендуется из-за наличия тонких проволок заполнения, легко подвергающихся корродированию.

Канат типа ЛК-РО (ГОСТ 7668-80, 7669-80, 16853-80) 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 абразивного износа и агрессивных сред.

Канат двойной свивки типа ТЛК (ГОСТ 3079-80) следует применять тогда, когда использование канатов с линейным касанием проволок в прядях невозможно из-за нарушений установленных минимально допустимых соотношений между диаметрами органов навивки и диаметрами проволок каната или при невозможности обеспечения рекомендуемого запаса прочности.

Канат двойной свивки типа ТК (ГОСТ 3067-80, 3070-88, 3071-80) не рекомендуется для ответственных и интенсивно работающих установок, т.к. они обладают низким техническим ресурсом.
Применение канатов и тросов типа ТК допустимо для не напряженных условий эксплуатации, где знакопеременные изгибы и пульсирующие нагрузки незначительны или полностью отсутствуют (расчалочные и грозозащитные канаты, временные лесосплавные крепления, поддерживающие и т.п.)

Трос (от нидерл. tros ) — витое или кручёное из синтетических, или стальных, или смешанных прядей похожее на верёвку изделие [1] .

  • Верёвка (др.-рус. вьрвь ) — тонкое и гибкое, витое или кручёное из натуральных или синтетических прядей (волокон) изделие [2] . Например альпинистская верёвка, бельевая верёвка. На морских судах верёвку называют «кончик». Иногда одну прядь называют верёвкой.

  • Кана́т — иногда синоним «троса», ранее в морском деле — пеньковая верёвка более 13 дюймов в окружности или синтетическая верёвка, или стальной трос равный по крепости и поэтому размером может быть меньше 13 дюймов [3] . Слово также употребляется по отношению к более толстому тросу сравнительно с тонкими верёвками. В настоящее время чёткой границы нет. Стальные канаты — основная часть грузоподъёмных, транспортных, землеройных машин и механизмов, машин для строительства дорог. Стальные канаты различаются по форме поперечного сечения и механическим характеристикам проволоки, сердечников. Стальные канаты — одни из самых распространённых типов верёвки и применяются во всех отраслях промышленности: нефтегазодобывающей, горнорудной, угольной, в машиностроении, морском, речном, сухопутном транспорте и др. Канаты из растительных волокон начали применять в горном деле задолго до н. э., металлические — с конца 18 в. Также канат используется на шахтных подъёмных установках для соединения подъёмного сосуда с барабаном или ведущим шкивом трения подъёмной машины и для откатки вагонеток по горным выработкам с помощью лебёдок и др. Основной материал для изготовления канатов, используемых в горн. деле, — сталь, реже капрон и другие синтетические материалы; из конопли и волокон алоэ иногда изготавливают сердечники стальных канатов. Проволоку канатов, предназначенных для работы в агрессивных средах, покрывают цинком. Различают следующие виды канатов: винтовые некручёные, плетёные. По направлению навивки выделяют канаты правой и левой, крестовой, параллельной, комбинированной навивок. Свивают проволоки вокруг сердечника либо за одну операцию или в несколько слоёв последовательно. Для защиты элементов каната от коррозии используют специальную фрикционную и другие смазки (плоские канаты покрывают резиной). Для этой же цели, а также для повышения износостойкости стальных канатов применяют покрытия из полиамидных смол. Срок службы канатов шахтных подъёмов 1,5-3 года.
  • Трос дистанционного управления (ТДУ) — синоним «боуден» — устройство для гибкой передачи механических усилий в системах управления машин (от элементов управления к исполнительным механизмам) [4] .

Содержание

История [ править | править код ]

Тросы в виде плетёных верёвок или канатов были известны с времён Древнего Eгипта.

Стальные тросы в начале XX века называли «проволочный канат».

В 1939 году был получен патент на изобретение — трос дистанционного управления [5] .

Материалы тросов [ править | править код ]

Растительные тросы [ править | править код ]

  • Манильские тросы — сырьём для манильских тросов служат сосудистые волокна черенковой части листьев бананов вида Musa textilis (другое название — абака), произрастающих на Филиппинских островах. Манильский трос легко узнать по пятнистой поверхности, которая образуется при изготовлении от сочетания коричневых и золотистых волокон.
  • Сизальские тросы — изготовляются из волокон мясистых листьев различных видов агав, в частности вида лат. Agave var. sisalana (сизаль или агава). Эти растения произрастают на сухих каменистых возвышенных плато в Центральной Америке.
  • Кокосовые тросы — изготовляются из волокон, образующихся на внешней поверхности скорлупы кокосового ореха.
  • Пеньковые тросы — изготовляют из обработанных мочалистых волокон конопли. Пеньковые тросы тоньше и мягче манильских. Они без труда пропитываются смолой. Мокрые бельные пеньковые тросы плохо сохнут и легко загнивают, так как тонкие волокна активно поглощают влагу. Поэтому пеньковые тросы, предназначенные для использования на судах, предварительно смолят. Смола уменьшает прочность троса на 15-20 %, но вместе с тем и продлевает срок его службы, так как предохраняет от гниения. Несмолёные тросы из высококачественной пеньки прочнее тросов из других материалов, за исключением нейлоновых. Однако манильские тросы высокого качества прочнее смолёных пеньковых, хотя пенька и долговечнее волокон маниллы.
  • Хлопок — прочность хлопковых тросов вдвое меньше прочности манильских. Такие тросы очень мягкие и гибкие. Их легко травить, они хорошо работают в блоках, но хлопковые тросы сильно растягиваются и, кроме того, очень чувствительны к плесени.
  • Джут — джут производят из мочалистых волокон высокого кустарника, произрастающего в Индии, родственного липе. После срезки стебли кладут в воду, чтобы они стали мягче, затем слущивают лыко, промывают его и сушат. После этого сырьё превращается в готовую товарную продукцию. По прочности джут значительно уступает пеньке и волокнам из абаки.
  • Лён — лён используют для изготовления линей (тонких тросов) и различных ниток, а также брезента и парусины.
  • Бомбейская пенька — получается при переработке волокнистого растения, произрастающего в Южной Индии. Она дешёвая в изготовлении, но менее прочная, чем обычная конопляная пенька [6] . Используется для изготовления тросов, подвергающихся небольшой нагрузке, а также для свивки с волокнами манильской пеньки более низкого качества.
  • Новозеландский лён — это светло-жёлтое жёстковолокнистое растение с длинными волокнами, напоминающими волокна агавы.

Синтетические тросы [ править | править код ]

  • Полиамид — РА, амидпласт (нейлон-66, перлон, энкалон, бринайлон, антрон, селон, рилсан). По прочности нейлоновые тросы приблизительно в 3 раза превосходят манильские тросы высшего качества и примерно в 10 раз тросы из кокоса, несмотря на то, что вес их меньше. Нейлоновые тросы не впитывают воду. Нейлон не гниёт и не преет. С него легко смывается грязь, нет необходимости его протирать перед упаковкой. Температура плавления нейлона-66 равна 265 °C, а нейлона-6 — 215 °C, но повреждения бывают и при более низких температурах. Выпускают также эластичные нейлоновые снасти, которые растягиваются до 30 % длины и возвращаются к первоначальным размерам после снятия нагрузки. Тросы из нейлонового шёлка очень скользкие, поэтому узлы должны выполняться с особой тщательностью. Труднее всего обращаться с тонкими рыболовными лесками, представляющими собой непрерывную вытянутую нить.
  • Полиэстер (аббревиатура англ. PETP — Polyethylene Terephthalate Polyester — линейный этиленгликольтере-фталатпласт. Термопласт, температура плавления 260 °C. Торговые названия: терилен (Англия, Италия, Финляндия), диолен/тревар (Германия), полиэстер (Нидерланды), теторон (Япония), дакрон (США и Турция), тергаль (Франция и Испания), тезил (Чехия). Как и нейлон, полиэстер выпускают как в виде коротковолнистой многонитевой пряжи с мягкой поверхностью, так и тонкого непрерывного полиэстерового волокна. Полиэстер уступает нейлону в эластичности, но сравнительно мало изнашивается. Полиэстеровые снасти в настоящее время являются самыми распространёнными в парусном спорте.
  • Полиэтен — HDPE, этенпласт, HD, полиэтилен. Термопласт, температура плавления около 180 °C. Волокно выпускают только мононитевым. Они долговечные, разрывное усилие этих тросов в 1,5 раза больше, чем манильских.
  • Полипропен — РР, пропенпласт, полипропилен, мераклон. Температура плавления полипропена около 165 °C. Многопрядный трос из непрерывного волокна, по прочности почти вдвое превышает манильский трос. Трёхпрядные или сплетённые косицей тросы отличаются низкой стоимостью и используются повсеместно. Широко применяются также тросы из плёночного полипропена с плоскими волокнами из тонкой плёнки. Разрывное усилие у таких материалов более высокое. Плёночный полипропен не тонет. Мокрый трос сохраняет свою прочность и гибкость. Однако плёночный полипропен быстро изнашивается, поэтому рекомендуется предварительно осматривать утки, кнехты, лебёдки и устранять на них острые рёбра и выступы.
  • Кевлар — арамид. Преимущества: по прочности превосходит стальные тросы, лёгкость, низкий коэффициент растяжения, гибкость, плавучесть, безопасность для рук (высучивая вручную трос из других синтетических материалов, имеющих высокую жёсткость, можно получить механический ожог). Основные недостатки: высокая цена, низкая устойчивость к влаге (влажный трос имеет намного более низкую прочность, чем сухой) и действию ультрафиолета (при достаточно частом использовании его на солнце он теряет прочность), малый срок службы (до 5 лет, некоторые производители дают гарантию на 10 лет). В последнее время появились тросы из кевлара, в которых последние недостатки частично устранены.

Стальные тросы [ править | править код ]

Стальные тросы изготавливают из стальной проволоки разного качества, свитой по спирали. Стальная проволока изготавливается из углеродистой стали, оцинковывается (со временем покрытие стирается), также, тросы имеют пеньковый сердечник, пропитанный смазкой. Тросы последнего типа состоят из шести прядей, свитых вокруг пенькового, манильского или джутового сердечника. Сердечник заполняет пустоту в центре троса, образованную между прядями, предохраняет пряди от смещения к центру и защищает внутренние слои проволок троса от коррозии, так как пропитан антикоррозионной смазкой, которая проникает в межпроволочное пространство прядей при изгибе троса.

В зависимости от количества проволок в тросе, тросы бывают разной гибкости — менее гибкие из 42 проволок, гибкие тросы из 72 проволок, по 12 в каждой пряди вокруг пенькового сердечника, тросы повышенной гибкости свитые из 144 тонких проволок (по 24 в каждой пряди) вокруг пенькового сердечника.

Типы тросов [ править | править код ]

Тросовые и кабельные тросы [ править | править код ]

Тросы тросовой работы [ править | править код ]

При изготовлении тросов тросовой работы (классическая свивка) составляющие их волокна свивают три раза. Сначала волокна свивают в каболки (пряжу), затем каболки свивают в пряди, а пряди — в трос. Тросы бывают крутой и пологой свивки в зависимости от назначения. Тросы пологой свивки выдерживают большие усилия, но крутосвитые тросы меньше изнашиваются, они более долговечны.

Тросы кабельной работы [ править | править код ]

Тросы кабельной работы отличаются тем, что волокна сплетают четыре раза. Тросы кабельной работы более плотные и поэтому меньше изнашиваются и меньше задерживают влагу по сравнению с тросами тросовой работы. Тросы кабельной работы более дорогие и более слабые по сравнению с тросами тросовой работы того же диаметра.

В литературе тросами кабельного типа также называют тросы с плетённой оплёткой (например, альпинистские верёвки).

Число прядей в тросе [ править | править код ]

Тросы бывают трёхпрядные, четырёхпрядные, многопрядные (8 или 16 прядей). Как исключение встречаются пятипрядные грубые тросы кабельной работы. Стальные тросы обычно шестипрядные с сердечником.

Трёхпрядные тросы встречаются более часто, но распространены также и четырёхпрядные тросы. В середине такого четырёхпрядного троса, если его толщина 50 мм и более, имеется пятая более тонкая прядь (сердечник), которая заполняет пустое пространство, остающееся между четырьмя прядями. Трёхпрядные тросы намного прочнее четырёхпрядных такой же толщины при размерах до 125 мм. При размерах, превышающих 150 мм, четырёхпрядные тросы оказываются прочнее соответствующих трёхпрядных. Быстрее изнашиваются трёхпрядные тросы, пряди в которых толще, чем в четырёхпрядных соответствующих размеров.

Среди тросов средних размеров четырёхпрядные мягче трёхпрядных. Четырёхпрядные тросы имеют также то преимущество, что в поперечном сечении они более круглые, чем трёхпрядные.

Тросы из синтетических материалов либо изготовляют по тому же принципу, что и из растительных волокон (но число прядей обычно больше: 8 или 16), либо состоят из плетённой оплётки и из сердечника с прямыми волокнами. В таких тросах сердцевина занимает 2/3 от толщины троса.

Тросы правой и левой свивки [ править | править код ]

В зависимости от направления свивки, тросы бывают правой (прямой спуск) и левой свивки (обратный спуск). Практически все растительные тросы — тросовой работы правой свивки и, чаще всего, трёхпрядные. Бывают также тросы обратного спуска (левой свивки). При изготовлении тросов правой свивки скручивание прядей производится по солнцу (по часовой стрелке), эти тросы имеют то же направление спирали, что и винт с правой резьбой.

Квадратные тросы [ править | править код ]

В 1950-х годах появились так называемые «квадратные тросы» — трос плетут из восьми прядей, чередуя их попарно, причём одна пара в тросе идёт по часовой стрелке, а другая — против (см. иллюстрацию). Такие тросы получаются мягкими, без скрутин. Они сохраняют эти свойства даже после намокания.

Типы синтетических тросов [ править | править код ]

Если синтетическое сырьё вытягивается в тонкие гладкие нити, длина которых равна длине всего троса, то такие тросы называют «мононитевые» («монофильные»). Они более прочные, но скользкие и плохо держат узел. Мононитевые тросы плетут из вытянутых непрерывных нитей диаметром более 0,1 мм — более жёсткие с твёрдой и блестящей поверхностью.

Если трос свивается из относительно коротких нитей, то такие тросы называются «многонитевые» («филаментные»). [ источник не указан 3596 дней ] Поверхность такого троса немного ворсистая. Этот материал имеет меньшую прочность, но такие тросы мягкие и гибкие, и на таких тросах удобно вязать узлы. Многонитевые тросы плетут из пряжи, состоящей из тонких нитей, диаметр которых не превышает 0,1 мм. В торговле нейлоновый филаментный материал встречается под названием «шерстеподобный нейлон».

Существуют также Многоплёночные тросы, их сплетают из тонких плёночных нитей-полос.

Тросы дистанционного управления [ править | править код ]

Состоят из прочного стального плетёного троса (сердечника), покрытого смазкой и помещённого в гибкий кожух с полиуретановой оболочкой. На концах троса закреплена арматура (наконечники), фиксирующая положение внешнего кожуха, но допускающая независимые перемещения сердечника внутри него.

Разное [ править | править код ]

Размеры тросов [ править | править код ]

Размер тросов определяют двумя способами: либо по длине окружности в английских дюймах, либо по диаметру в миллиметрах. В настоящее время более распространён последний способ.

Как подручными средствами отличить синтетические тросы [ править | править код ]

Синтетические волокна легко различаются по следующим признакам:

  • Если образец не тонет в воде, значит он изготовлен из полиэтилена, если тонет, то это либо полиамид, либо полиэфир.
  • Образцы подвергают воздействию открытого огня. Если при сгорании идёт тёмный дым и образец плавится, то это полиэфир, если он плавится без изменения окраски, то это полиамид, полипропен или полиэтилен.
  • Если образец смочить 90%-м фенолом или 85%-й муравьиной кислотой (несколько капель на стёклышке) и волокно растворится, то это полиамид, если образец не растворится — полиэфир; если не растворится и сохранит гибкость — полипропен или полиэтилен.
  • Неокрашенный нейлоновый трос имеет между прядями светлую окраску, трос из полиэфирного шёлка отличается большим металлическим блеском.

Разрывная прочность троса (РПТ) [ править | править код ]

РПТ — это нагрузка, при которой трос разрушается

R = f ∗ c 2 <displaystyle R=f*c^<2>> , где:

f — коэффициент запаса прочности для данного троса (из справочника),
c — радиус окружности троса.

Стальной канат. Какие бывают канаты из стали

Что же такое канат? Объяснить довольно просто, ведь это металлопрокатный продукт. Для того, чтобы его изготовить, используют проволоку, покрытие которой оцинковано..

Канаты можно разделить на классы, по различным параметрам:

1. По устройству каната.

  • бывает одинарная свивка каната – в таком случае для создания такой проволоки, использовали свитые по спирали от одного до трех слоев концентрической проволоки.
  • бывает двойная свивка каната – эта свивка, которая содержит в себе переплетенный стержень из шести прядей.
  • бывает тройная свивка каната — это свивка, состоящая из пары канатов сделанных двойной связкой.

2. По видам прикасаний такой проволоки между слоями.

  • линейным.
  • точечно-линейным.
  • точечным.

3. По типу связки прядей одинарной свивки, а так же канатов.

  • Между слоями точечное касание данной проволоки.
  • Между слоями линейное касание данной проволоки.
  • В этом случае линейного касания, проволоки имеют полностью схожий диаметр пряди по каждому слою.
  • В таком случае линейного касания, имеется проволока различного диаметра, и находится в наружных слоях пряди.
  • Линейное касание проволоки между проволоками заполнения и слоями.
  • С комбинированным точечно линейным касанием.

4.По материалу сердечника. Он может быть:

  1. металлическим.
  2. органическим.

5. По двум способам свивки. Она может быть:

  1. раскручивающаяся.
  2. нераскручивающаяся.

6. По двум степеням сдержанности.

  1. не рихтованная степень.
  2. рихтованная степень.

7. По направлению свивки.

Направление каната переплетения, может быть:

  1. правое.
  2. левое.

8. Они могут отличаться и по механическим свойствам. Могут быть:

  • высокого качества.
  • обыкновенного качества.

9.Могут различаться по сочетанию направлений самой свивки или же его элементов.

  • это может быть крестообразная свивка.
  • может быть односторонняя свивка.

10. Отличаются по покрытиям.

  • может быть отсутствие этого покрытия.
  • может иметь полимерное покрытие.
  • может быть металлическое покрытие.

11. По назначению канатов.

  • Это могут быть грузопассажирские канаты. Их применяют для перевозки грузов и транспортировки людей.
  • Грузовые канаты. Их применяют в перемещении, а так же поднятия различных грузов.

12. По точности создания.

Такая точность может быть: нормальной повышенной

Наиболее часто потребляемым изделием являются канатные стропы. Для их изготовления используют канат (стальной), их используют для работы с крюком крана, а так же грузом. Такие стропы выпускаются двух видов и различаются они по типу заделки концов. Это может быть заплетка или опрессовка с помощью алюминиевой втулки. Грузоподъемность строп напрямую зависит от диаметра каната и достигать она может 100 тонн и выше.

По каким критериям выбирать канат?

КанатыКанаты служат человеку с глубокой древности и не потеряли своей актуальности и в наши дни. Если раньше их изготавливали из волокон конопли, льна, джута методом кручения, то сегодня их производят преимущественно из синтетических материалов с применением различных способов плетения. Каждый вид каната имеет свои особенности и свою сферу применения. 

При выборе каната следует обращать внимание не только на материал, но и на характеристики и свойства, которыми он обладает. Рассмотрим основные критерии, по которым осуществляется подбор каната.

Разрывная нагрузка

Прочность – главная характеристика каната, указывающая на максимальное усилие, при котором происходит полный разрыв его волокон. Единица измерения: килограмм-сила (кгс) или в Н (ньютон). Это значение получают в результате лабораторных испытаний на разрывных машинах. Следует знать, что рабочая нагрузка каната составляет менее 40% от разрывной, а его прочность в узлах на 30-60% ниже номинальной прочности и зависит от вида материала, строения каната и типа узла.

Линейная плотность

Этот показатель характеризует толщину волокон, из которых свито изделие. Чем он выше, тем толще нити. Измеряется в г/км или ктекс и обозначает вес 1 км волокна в граммах. Значение линейной плотности поможет вам определить, насколько легок или тяжел выбранный вами канат. Это особенно важно, когда существует ограничения по весу – туристическое снаряжение, яхтинг, летательные аппараты и пр. При закупке каната следует учесть, что бухты одного веса могут иметь различный метраж (±3-5%). Это связано с тем, что разные партии волокон несколько отличаются друг от друга линейной плотностью.

Растяжимость под нагрузкой

Канатно-веревочные изделия способны изменять линейные размеры под нагрузкой. Их растяжимость зависит от материала и типа плетения, а выражается в процентах (разница от начальной длины). Она определяется при приложении растягивающей нагрузки, близкой к разрывной. Но в некоторых случаях удлинение оценивается при определенной нагрузке как, например, в случае страховочных веревок. Высокая растяжимость необходима швартовым и буксировочным канатам, так как позволяет амортизировать рывок. Малорастяжимые канаты используются в подъемных механизмах.

Устойчивость к ультрафиолету

полиамидная веревкаПод воздействием солнечных лучей все синтетические канаты становятся хрупкими, теряют прочность и эластичность. Но у некоторых из них процесс «старения» происходит медленнее. Наиболее устойчивы к ультрафиолету: полиэфирные нити, высокомолекулярный полиэтилен и полиамид. Менее устойчивы: полипропиленовые и арамидные волокна. Для их защиты от солнца в состав исходного сырья вводят светостабилизирующие добавки.

Теплостойкость и огнестойкость

При выборе каната обязательно учитывается температурный режим эксплуатации. При пониженных температурах синтетические изделия становятся хрупкими и жесткими. При нагревании наступает процесс размягчения и плавления полимеров. Поэтому чем шире диапазон допустимых температур каната, тем лучше. При этом во внимание берется не только температура воздуха, но и воздействие сил трения, которые неизбежно приводят к нагреванию. Существуют и специальные огнестойкие канаты и веревки, которые применяются в составе спасательного и пожарного снаряжения.

Устойчивость к истиранию

веревки из полиэфираВ ходе эксплуатации канатам приходится соприкасаться с разными рабочими поверхностями, причем не всегда с идеально гладкими. Внешнее трение приводит к постепенному истиранию волокон. Отличной износоустойчивостью обладают веревки из полиэфира и полиэтилена, немного уступают им капроновые, арамидные и полипропиленовые. Играет роль и строение каната – наибольшей стойкостью отличаются многопрядные изделия с плотным плетением. Чтобы снизить внутреннее трение (между прядями) применяют антифрикционные пропитки. 

Помимо вышеперечисленных критериев выбора каната, в характеристиках изделия указывается и ряд других не менее важных свойств, например, способность держаться на плаву, возможность заделки концов, химическая устойчивость, прочность в сухом и мокром состоянии, цвет и, наконец, стоимость. Для каких бы целей не предназначался канат, он должен полностью отвечать всем необходимым требованиям и нормам безопасности.

Полезные советы 30.08.2019 16:43:52

Веревка. Виды и устройство. Материал изготовления и применение

Веревка – это сплетенное или крученое крепежное изделие, сделанное из натуральных или искусственных волокон. Ее прочность зависит от количества применяемых прядей при изготовлении, их материала и способа переплетения. Веревки широко применяются для выполнения различных видов работ в строительстве, закреплении груза при его транспортировке и т.д. В отличие от тросов, они имеют более высокую гибкость, и могут связываться в надежные узлы, а также отличаются легкостью. Несмотря на эти преимущества, веревки не настолько прочные как плетения из стальной проволоки, а кроме того срок их службы зависит от условий эксплуатации, в частности влажности.

Классификация веревок по толщине

Диаметр веревки является первым критерием, который влияет на прочность. Чем толще плетение, тем большую нагрузку оно может выдержать.

Все веревки принято классифицировать на 4 категории:
  1. Шпагаты.
  2. Шнуры.
  3. Веревки.
  4. Канаты.

Шпагат – это крученые изделия из волокон, которые предназначены для разового применения. Их обычно делают из натурального сырья, такого как лен или пенька. Также встречается шпагат из синтетических материалов и даже бумаги. Его диаметр составляет от 1 до 4,8 мм. Основное предназначение шпагата заключается в вязании при упаковке.

Шнуры имеют малый диаметр, при этом отличаются высокой устойчивостью к разрыву, что обусловлено применением особых волокон для их плетения. Они могут изготовляться и из простых материалов, которые не отличаются прочностью, что и не требуется, поскольку подобные изделия применяются только для вязки. Шнуры из современных синтетических волокон имеют высокую надежность и грузоподъемность, поэтому их используют в альпинизме. Они легкие и не занимают много места. Шнуры обычно имеют защитное плетение, которое как чехол защищает спрятанный внутри силовой сердечник от перетирания. Они могут использоваться многократно. Шнуры бывают крученые и плетеные. Для крученых характерный диаметр от 1,5 до 6 мм, а для плетеных от 6 до 16 мм.

Классическая веревка, как и шнур, является изделием многоразового использования, хотя обладает меньшей износостойкостью и надежностью чем он. Она не имеет защиты от перетирания. Благодаря большой толщине она выдерживает большие нагрузки. Для веревок характерно хорошее увязывание в узлах, и неплохая гибкость. При их производстве применяется среднее количество витков на 1 погонный метр изделия. Обычно в продаже встречаются веревки с диаметром от 16 до 60 мм.

Канат представляет собой толстую веревку, которая выдерживает высокие разрывные нагрузки. Он имеет волокна устойчивые к воздействию окружающей среды. При плетении волокна затягиваются плотно и не имеют торчащих нитей. Они сделаны для многоразового использования. Канаты плохо завязываются в узлы, поскольку обладают малой гибкостью по причине множества плетений, не позволяющих их сгибать с малым радиусом.

Из чего делается веревка
Кроме толщины, на устойчивость веревок к разрыву влияет материал, из которого они изготовлены. Данные изделия по исходному сырью классифицируются на следующие виды:
  • Натуральные.
  • Искусственные.
  • Синтетические.
  • Комбинированные.
Натуральные волокна

Такие веревки могут быть изготовлены из растительного, животного или минерального сырья. Веревки из растительных волокон делают из хлопка, льна, пеньки, джута и так далее. Главный недостаток таких изделий заключается в их склонности к гниению при намокании. Для защиты от порчи их вымачивают в различных водоотталкивающих растворах. Такие веревки начали изготовлять много тысячелетий назад, поэтому они имеют большую историю. Их производство довольно трудозатратное. Изделия из растительных волокон практически самые дорогие.

Веревки могут изготовлять из материала животного происхождения. Это может быть шерсть или шелк. Шелковое плетение получается очень тонким, но при этом невероятно прочным. Изделия из шелка легкие и дорогие. Сравнительно недавно кроме применения растительных волокон, началось производство с использованием минерального сырья, в частности асбеста. Хотя такие веревки и не отличаются высокой устойчивостью к разрыву, но их безусловным преимуществом является устойчивость к горению. Их используют для обвязки и создания ответственных узлов в зонах с высоким риском возгорания. Также такими веревками можно подвязывать горячие или раскаленные предметы, к примеру, стальные дымоходные трубы.

Веревки из натуральных волокон выглядят очень красиво и традиционно, но уступают прочим материалам, в связи с этим их обычно применяют не для выполнения сложной работы, а в декорировании. Такие изделия приятны на ощупь и не бывают скользкими, поэтому при проведении различных спортивных мероприятий, к примеру, перетягивании каната или поднятии по веревке вверх, применяются изделия из растительных волокон.

Искусственная и синтетическая веревка

На первый взгляд может показаться, что искусственный и синтетический это синонимы, поэтому и такие веревки это одно и то же. На самом деле искусственные плетения делаются из получаемых природных высокомолекулярных соединений. К ним относятся вискозные, медноаммиачные, ацетатные и белковые волокна. Синтетические веревки изготовляют из синтезированных волокон, которые были получены в результате химического синтеза. К таким изделиям относятся полиамидные, полипропиленовые, полиэтиленовые и полиэфирные изделия.

Комбинированные

Такая веревка представляет собой смесь из волокон различного происхождения. По своим характеристикам она является чем-то средним между предыдущими видами. Подобные изделия имеют увеличенную толщину по сравнению с искусственными и синтетическими, поскольку у них присутствуют толстые растительные волокна. При этом они устойчивы к разрыву, ведь имеют вплетенные современные материалы.

Конструкция веревок

Третьим критерием, который влияет на устойчивость веревки к разрыву и перетиранию, является конструкция плетения или скручивания волокон. Данный показатель не менее важен, чем применяемый материал и толщина конечного изделия.

Главными технологиями, которые применяются на современных производствах, являются:
  • Кручение.
  • Плетение.
Крученые веревки

Это простая технология производства, которая обычно предусматривает использование 3 прядей. Они сначала по отдельности закручиваются в одну сторону, а потом уже все вместе общим пучком вращаются в противоположном направлении. Жесткость веревки зависит от числа кручений.

Мягкая веревка имеет наименьшее число скруток, благодаря чему обладает наибольшей прочностью на разрыв. Так же у нее минимальная растяжимость, но и малая устойчивость к истиранию. Ее пряди зачастую вырываются при зацепах. В жестких веревках наибольшее число скруток. Они сильно растягиваются под нагрузкой, но не настолько крепкие на разрыв. Жесткие веревки отлично переносят трение. Что касается изделий средней жесткости, то они находятся в средине по всем трем параметрам.

Технология скручивания применяется при изготовлении веревок из натуральных волокон. Она иногда используется и при производстве изделий из мультифиламентных и монофиламентных нитей. Неоспоримое преимущество данного способа обработки заключается в его дешевизне производства. Кроме этого сплетенные веревки можно при необходимости сращивать, не связывая между собой узлами, а вплетать их концы, благодаря чему длинное изделие будет выглядеть как монолитное.

Не лишена такая технология производства и недостатков. В первую очередь такие изделия склонны к раскручиванию. В связи с этим концы нужно подвязывать в узелки, не позволяя прядям распускаться.

Плетеные веревки

Технология плетения намного более сложная, поэтому и стоимость таких изделий зачастую выше. Для производства применяются сложные станки, которые работают с десятками прядей, вплетая их в одно готовое изделие. Веревка полученная плетением может быть с сердечником или без него.

Отличить их визуально даже не рассматривая концы вполне легко. Дело в том, что у изделий без сердечника внутри находится пустота. В связи с этим если их натянуть, приложив хорошую нагрузку, то из круглого состояния веревка превратится в плоское. Фактически она представляет собой чулок. Внутренняя пустая полость малозаметна у тоненьких веревок, но в сложных толстых сплетениях она может быть очень крупной. Для изделий без сердечника применяются различные технологии плетения: диагональная, сплошная и пр.

При плетении с применением сердечника работа с прядями начинается поверх пучка нитей или меньшей веревки. Обычно такая технология применяется при создании шнуров. Изделие состоит из внутреннего сердечника и его внешней обмотки. Благодаря плотной структуре она защищает внутреннюю силовую часть, и берет на себя значительную долю нагрузки. Обычно обмотку делают из износостойкого материала, а сердечник из устойчивого к разрыву, но склонного к перетиранию. Такая технология производства применяется при работе с синтетическими материалами.

Плетеные веревки могут распускаться на концах. Поскольку они сделаны из синтетических или искусственных волокон, то данная проблема может решаться не только созданием узла, но и обычным обжигом. Достаточно прижечь конец веревки зажигалкой или спичкой. Волокна оплавятся и спаяются между собой, поэтому больше не будут распускаться. Это нужно делать аккуратно, поскольку отдельные виды волокон очень горючие, поэтому вся веревка может вспыхнуть.

Похожие темы:

Сравнение материалов. Синтетические канаты: из чего они сделаны.

ВИДЫ И СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СИНТЕТИЧЕСКИХ КАНАТОВ

Для тех, кому не интересно читать, а нужны цифры - Сводная таблица физико-химических свойств синтетических материалов

Таблица 1.Основные виды синтетических материалов, применяемые при производстве канатов
Материал Краткое наименование Другие названия, торговые марки
Полиамид ПА, PA(eng) Найлон, капрон
Полиэфир PET, PES Полиэстер, лавсан, терилен, дакрон,
Полипропилен PP
Полиэтилен PE
Арамид PPTA кевлар, technora, twaron и др.
Высокомолекулярный полиэтилен HMPE, HPPE Spectra, Dyneema, Trevo и др.
Вектран (Vectran)
Физико-химические свойства

Cинтетические материалы обладают определенными физико-химическими свойствами. Это определяет характеристики и область применения канатов и веревок.

Температура

Как и положено, при нагревании (или охлаждении), материалы начинают менять свое агрегатное состояние. Для большинства синтетических материалов с увеличением температуры характерно:

- кристаллизация – (нормальное состояние) - размягчение - плавление – испарение (деструкция) -
Эти переходы условны, могут проходить минуя некоторые стадии, что зависит от конкретного материала. Но углубляться в физхимию и полиморфные превращения мы не будем.

Как это отразиться на готовой веревке:
-Кристаллическое состояние. При достаточно низких температурах веревка будет хрупкой и жесткой, пользоваться ей по назначению не получится
-Нормальное состояние. Интервал температур, в которых веревка может нормально эксплуатироваться
-Размягчение. При дальнейшем нагревании веревка начинает вытягиваться под нагрузкой (как жевательная резинка). Грубо говоря, это точка не возврата. Если веревка была при такой температуре под нагрузкой, она растянется и потеряет (частично или полностью) свои свойства
-Плавление Если температура продолжает расти, вещество начнет плавиться и потом испаряться (либо разрушаться, тогда это будет тепловая деструкция)

Таким образом, чем больше диапазон температур, в которых материал (веревка) сохраняет нормальное состояние – тем лучше

Таблица 2. Характерные температуры
Материал T хрупкости (морозостойкость) T рабочая* (не более) T размягчения T плавления
Полиамид -50 100 170 215
Полиэфир -60 120 225 260
Полипропилен -20 80 140 170
Полиэтилен -70 80 120 150
Высокомолекулярный полиэтилен -70 80 120 150
Арамид -70 250 - 450-500
Вектран 330
* Температура, при которой канаты сохраняют свои свойства. Превышение сокращает срок службы и снижает эксплуатационные характеристики.

Важно! Рабочая температура всегда должна быть ниже температуры размягчения.
Температура каната не всегда равна температуре окружающей среды. При интенсивном использовании действуют силы трения – внутреннего и внешнего. Внешнее – это ролики, валы и другие поверхности соприкосновения. Внутреннее – это трение волокон друг о друга. Чем больше скорость протяжки, чем больше нагрузка – тем сильнее разогревается канат.

Трение
Чувствительность к внешнему трению
Устойчивость к истиранию (механическим повреждениям в результате трения) зависит от следующих факторов:
  • Свойства материала
  • Обработка нитей, из которых делается канат
  • Конструкция каната
  • Вид поверхности, с которой контактирует канат
  • Сила натяжения каната, сила прижатия каната к истирающей поверхности
  • Скорость протяжки (перемещения) каната и/или истирающей поверхности

Устойчивость к трению величина относительная. Сравнивается количество циклов истирания канатов из разных материалов о поверхность (канаты должны быть схожи по типу плетения, диаметру и т.д.). В целом, по материалам прослеживается следующая закономерность:

Таблица 3. Устойчивость к трению
Материал Устойчивость к истиранию, По шкале от 1 до 10 Примечания
Полиамид 8 снижается во влажном состоянии
Полиэфир 7
Полипропилен 4 Низкая температура плавления!
Полиэтилен 5 Низкая температура плавления!
Высокомолекулярный полиэтилен 10 Низкая температура плавления!
Арамид 6

Важно! Для материалов с низкой точкой плавления возможен нагрев и выход каната из строя раньше, чем от истирания!
При интенсивном использовании в результате сил трения канат может разогреваться достаточно сильно. В этом случае устойчивость к истиранию материалов относительно друг друга меняется.
Например, интенсивный спуск по полиамидной веревке приведет к оплавлению ее оплетки, тогда как полиэфирная веревка при этих условиях не пострадает. Арамид же сможет выдержать еще более интенсивное разогревание без повреждений. Таким образом, могут возникнуть ситуации, когда веревка придет в негодность не от количества циклов трения, а от их интенсивности.

Прочность, растяжимость
Прочность является важной характеристикой синтетических нитей. Измеряется в усилии, которое надо приложить к нити, чтобы она порвалась.
Любые нагрузки на нить (или на канат) приводят к его растяжению. Для каждого материала удлинение будет разным. Чем больше нагрузка – тем больше растяжение. Новые (не использовавшиеся канаты) тянуться сильнее, чем уже «поработавшие». Удлинение сильно зависит от конструкции каната.
Прочность каната зависит от следующих факторов:
  • Прочность исходных нитей
  • Скорость приложения нагрузки
  • Наличие узлов, перегибов
  • Климатические условия (температура, влажность и т.д.)
  • Конструкция каната
Таблица 4. Удлинение и прочность синтетических нитей
Материал Прочность сN/dtex Удлинение при разрыве, % Примечания
Полиамид 6,2-8,2 22-24 прочность снижается на 5-10% во влажном состоянии
Полиэфир 6,2-8,4 10-17 прочность снижается на 5-10% во влажном состоянии
Полипропилен 6,1-6,6 20 прочность снижается на 5-10% во влажном состоянии
Полиэтилен 5,1-6 20
Высокомолекулярный полиэтилен 23-40 3,5-4
Арамид 20-35 2-5
Важно! Характеристики могут меняться в зависимости от производителя нити
Воздействие ультрафиолета
Со временем синтетические канаты теряют свою прочность. Это объясняется «старением» материала. Как правило, речь идет о процессах окисления, под действием кислорода воздуха. Под действием солнечного света процессы разрушения протекают быстрее (дополнительные активаторы – повышенная температура). В качестве защиты для исходных нитей используются светостабилизирующие добавки.
Готовые канаты защищают с помощью обработки специальными составами.

Если сравнивать стойкость к УФ различных материалов между собой, картина будет следующая:

Таблица 5. Влияние ультрафиолетового излучения
Материал УФ устойчивость, по шкале от 1 до 10
Полиамид 8
Полиэфир 10
Полипропилен 6
Полиэтилен 9
Высокомолекулярный полиэтилен 9
Арамид 6
Важно! Соотношения могут меняться при использовании светостабилизирующих добавок
Влагопоглощение
При контакте с водой, влага может проникать как между волокон (физическое взаимодействие), так и внутрь (химическое взаимодействие). Обычное проникновение воды между волокон не влияет на прочность и другие свойства.
Таблица 6. Влагопоглощение
Материал Водоотталкиваемость Водопоглощение, масс% Снижение прочности, % Линейная усадка, %
Полиамид нет 1-7 до 15 до 10
Полиэфир нет 0,5-2 - -
Полипропилен нет 0 - -
Полиэтилен да 0 - -
Высокомолекулярный полиэтилен да 0 - -
Арамид нет 2-5 * -
  • При длительном воздействии воды арамиды могут снижать свою прочность
  • При намокании полиамида происходит линейная усадка (до 10%). Снижение прочности до 15%. При высушивании прочность восстанавливается.
Удельный вес (плотность)
Помимо удельного веса (вес единицы объема материала) для нитей существует еще один параметр - линейный вес. Стандартно измеряется в текс (tex) или денье (den).
Текс - это вес в граммах 1 км нити. Т.е. если говорят "нитка толщиной 10текс", следует понимать, что 1км такой нитки весит 10г.
Денье - это вес в граммах 9км нити.
Плотность материала играет важное значение, если есть условия по ограничению веса. Для канатных изделий есть еще один интересный параметр - прочность с единицы веса.
Таблица 6. Удельный вес (плотность)
Материал Удельный вес, кг/дм3
Полиамид 1,14
Полиэфир 1,38
Полипропилен 0,91
Полиэтилен 0,97
Высокомолекулярный полиэтилен 0,97
Арамид 1,4
Выводы

Знание свойств материалов, из которых делаются канаты, позволяет говорить о их применимости в тех или иных случаях.

  • Полипропиленовые канаты
    Нашли широкое применение при вспомогательных, хозяйственных работах, буксировке (в основном водный транспорт), работа с не ответственными грузами.
    Преимущества: низкая стоимость, малый вес (плавают на воде) Недостатки: средний срок службы, требуют аккуратной работы (низкая температура размягчения, средняя устойчивость к УФ, средняя устойчивость к истиранию).
  • Полиамидные канаты
    Благодаря хорошо развитому производству полиамида (Россия, страны ближнего зарубежья), очень широко распространены.
    Полиамид хорошо тянется (амортизирует) и подходит для буксировочных, швартовых канатов. Высокие прочностные характеристики и не большой удельный вес позволяет использовать этот материал для производства страховочных веревок.
    Недостатки: поглощает воду, меняет свойства во влажной среде (усадка, уменьшение прочности, ухудшается устойчивость к истиранию).
  • Полиэфирные канаты
    Широко распространены в Европе. Полиэфир обладает низкой растяжимостью, очень высоким сопротивлением к истиранию, высокой температурой размягчения, не меняет свойств во влажной среде. Это обеспечивает большой срок службы канатов.
    Применяются для растяжек, для подъема грузов, промышленного альпинизма, как лебедочные, яхтенные (шкоты, фалы, швартовые), буксировочные канаты.
    Из недостатков можно отметить большой удельный вес (канаты будут тяжелее, чем скажем, полиамидные).
  • Полиэтиленовые канаты
    Отлично подходят для работы в воде, влажных средах. Благодаря гладкой поверхности не удерживают воду. Хорошо переносят циклы замерзания/оттаивания.
    Применяются в качестве леерных канатов, для производства сетей, в водном транспорте, при производстве потягов и др.
    Недостатки: низкая температура.размягчения, плавления
  • Канаты из высокомолекулярного полиэтилена
    Очень высокая прочность, низкая растяжимость. Очень большое соотношение прочности к весу каната
    Отлично подходят для работы в воде, влажных средах. Благодаря гладкой поверхности не удерживают воду. Хорошо переносят циклы замерзания/оттаивания.
    Применяются в качестве оттяжек для мачт антенн, водном спорте, рыболовстве (сети, тралы), яхтинге, в системах точного позиционирования.
    Недостатки: низкая температура.размягчения, плавления. Текучесть при больших нагрузках.
  • Арамидные канаты
    Аналогично предыдущему – высокая стоимость, очень высокие разрывные нагрузки, крайне низкая растяжимость.
    Высокие рабочие температуры - 250 градусов. Кратковременно до 400.
    Недостатки: средняя устойчивость к трению. Помимо этого, канаты из арамида «боятся» перегибов и заломов. Низкая устойчивость к УФ.
Сводная таблица характеристик синтетических материалов
Характеристики Полиамид Полиэфир Полипропилен Полиэтилен Высокомолекулярный полиэтилен Арамид
Удельный вес, г/см 3 1,14 1,38 0,91 0,95 0,95 1,4
Температура плавления,0С 215 260 170 150 150 450-500*
Максимальная рабочая температура, 0 С 100 120 80 80 80 250-300
морозостойкость, 0 С -50 -60 -20 -70 -70
Разрывная прочность, сN/dtex 6,2-8,2 6,2-8,4 6,1-6,6 5,1-6 23-40 20-35
Удлиннение при разрыве,% 22-24 10-17 20 20 3,5-4 2-5
Устойчивость к Ультрафиолету 1-10 8 10 6 9 9 6
Сопротивление истиранию (изностостойкость) 1-10 8 7 4 5 10 6
Кислотостойкость * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
Растворяемость в щелочах * * * * * * * * * * * * * * * * * *
растворяемость в органических растворителях * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

При использовании материалов статьи ссылка на первоисточник www.remera.ru обязательна