Стальные канаты передают тяговое усилие, удерживают конструкции и работают в механизмах подъёма. Внешне похожие канаты могут по-разному переносить изгиб, истирание и вращение под нагрузкой. Поэтому замену подбирают по паспорту оборудования, устройству троса и условиям эксплуатации. Разберём, чем отличаются основные виды стальных канатов, как читать их обозначения и какие параметры каната проверять перед покупкой.
Виды стальных тросов
Классификация объединяет несколько независимых признаков: устройство, форму сечения, материал внутренней опоры, направление укладки и поведение при растяжении. Один стальной канат одновременно относится к нескольким группам. Например, он может быть круглым, шестипрядным, оцинкованным и нераскручивающимся. Чтобы классифицировать канат без ошибок, каждый признак рассматривают отдельно.
По структуре троса
Основу стального каната составляет проволока. Несколько таких элементов образуют прядь, а их сочетание вокруг центральной опоры формирует гибкий канат. В зависимости от числа этапов сборки различают следующие исполнения.
Одинарная свивка. Проволочные ряды располагают по спирали вокруг центра в один или несколько слоёв. Такой канат называют спиральным. Пример — схема 1×7: одна центральная проволока и шесть наружных. Сравнительно жёсткие исполнения подходят для растяжек, где нет постоянного огибания небольших блоков. Их нельзя автоматически ставить вместо гибкого тягового троса.
Двойная свивка. Сначала собирают отдельные пучки, затем соединяют их вокруг сердечника. Полученный канат применяют в лебёдках, кранах и другом оборудовании с учётом требований изготовителя. Распространённая запись 6×19 означает шесть наружных прядей по девятнадцать проволок. Дополнительная часть обозначения раскрывает устройство центральной опоры.
Тройная свивка. Несколько канатов двойной свивки, называемых стренгами, объединяют в следующую сборку. Это отдельная конструкция каната. Она может использоваться при изготовлении гибких стропов и в специальных задачах, для которых предусмотрена технической документацией.
По форме сечения канаты бывают круглыми и плоскими. Круглая разновидность встречается в обычной подъёмной технике; плоская предназначена для специальных установок. Форму каната сверяют с устройством оборудования.
В зависимости от плетения
Слово «плетение» часто используют в описаниях канатов, хотя для обычного стального каната точнее термин «свивка». Тип контакта показывает, как соприкасаются соседние проволочные слои. От контакта зависят местные напряжения и поведение при многократных перегибах.
ТК — точечное касание. Соседние ряды пересекаются и опираются друг на друга в отдельных точках. При движении через блоки эти участки испытывают контактное давление. Возможность применения такого каната определяют по режиму работы механизма, а не только по его разрывному усилию.
ЛК — линейное касание. Расположение рядов обеспечивает контакт вдоль линии. Это уменьшает концентрацию давления по сравнению с точечной схемой при сопоставимых условиях. У канатов этой группы есть несколько вариантов:
ЛК-О: в каждом отдельном слое пряди используют одинаковый диаметр проволок; между слоями он может различаться.
ЛК-Р: наружный ряд включает элементы разных диаметров.
ЛК-З: промежутки занимают тонкие проволоки заполнения.
ЛК-РО: сочетаются слои с одинаковыми и различными размерами составляющих.
ТЛК — точечно-линейное касание. В одной сборке объединяются оба способа контакта. Такие канаты оценивают по конкретному сортаменту: само сокращение не задаёт допустимую нагрузку и ресурс.
ПК — полосовое касание. Контакт становится шире вследствие пластического обжатия. Плотная укладка увеличивает долю металла в сечении. Обжатый стальной канат может быть рассчитан на интенсивную работу, однако его совместимость с ручьями блоков и способом запасовки всё равно проверяют.
Число составляющих влияет на гибкость каната. При сопоставимом наружном размере большее количество тонких проволок обычно облегчает изгиб. Более толстые наружные элементы лучше противостоят абразивному износу. Поэтому выбор между гибкостью и стойкостью к истиранию делают под конкретный механизм, учитывая также прочностную группу и внутреннюю опору.
В зависимости от материала сердечника
Сердечник каната поддерживает окружающие пряди и помогает сохранять форму поперечного сечения. Его материал влияет на сопротивление смятию, удлинение и допустимые условия работы. Стальной канат с мягкой центральной частью и внешне такой же вариант с жёсткой опорой ведут себя под нагрузкой по-разному.
ОС — органический сердечник из натуральных или химических волокон. Используют, например, сизаль, пеньку и полипропилен. Пропитанная волокнистая основа удерживает смазку, которая снижает внутреннее трение. Такие канаты выбирают там, где предусмотрено гибкое исполнение. Допустимую температуру определяют по материалу, пропитке и паспорту; единого значения для всей группы нет.
МС — металлический сердечник. Центральную опору выполняют из отдельной пряди либо самостоятельного стального каната. По сравнению с волокнистой основой такое решение обычно лучше сопротивляется поперечному сдавливанию и увеличивает площадь металлического сечения. Это важно при многослойной намотке, когда верхние витки давят на нижние. Повышенная жёсткость также учитывается при подборе.
ПС — основа из твёрдого полимера. Её не следует смешивать с ОС из синтетических волокон: у этих исполнений разная структура. Обозначения МОС и МПС относятся к комбинированной центральной части, где металл сочетается соответственно с волокнистым материалом или твёрдым полимером.
По навивке
По направлению наружной спирали выделяют правую и левую навивку. В обозначениях по ГОСТ 3241-91 буква Л указывает левое исполнение; для правого отдельную букву обычно не ставят. Направление стального каната определяют по наружным составляющим: для одинарной сборки — по проволокам, для двойной — по прядям, для тройной — по стренгам.
При подборе ориентируются на схему запасовки и рекомендации изготовителя. Направление спирали влияет на поведение при намотке и прохождении через систему блоков. Устанавливать левый канат вместо правого только потому, что совпадает размер, нельзя без проверки совместимости.
В международных обозначениях канатов правое направление часто передают буквой Z, левое — S. Строчные и прописные символы могут описывать разные уровни сборки. Поэтому импортную маркировку расшифровывают целиком, сопоставляя её с документацией производителя.
По уравновешенности
По этому признаку стальные канаты делят на рихтованные и нерихтованные. Для рихтованного исполнения используют обозначение Р. Обработка при изготовлении уменьшает остаточные напряжения и склонность свободного отрезка изгибаться. Уравновешенность характеризует ненагруженный канат и не равна устойчивости груза к вращению.
Рихтованный канат удобнее укладывать в предусмотренную трассу, но он также требует правильной размотки. Если сбрасывать витки с неподвижной бухты, можно внести дополнительное кручение и получить петли. Их затягивание способно необратимо повредить структуру.
В зависимости от направления навивки и положения составных частей
Здесь сравнивают спираль наружных прядей с направлением составляющих внутри них. Для стальных канатов двойной и тройной сборки выделяют крестовую, одностороннюю и комбинированную схемы.
При крестовой свивке направления на соседних уровнях противоположны. Например, наружная сборка идёт вправо, а её проволочные пучки — влево. Такой канат обычно хорошо сохраняет структуру при обращении. Его применяют по паспорту подъёмной техники.
При односторонней свивке направления совпадают. В российском обозначении ей соответствует буква О. Наружные проволоки идут под заметным углом к оси троса и имеют более протяжённую зону контакта с опорой. Такая укладка может повысить стойкость к поверхностному износу. При этом необходимо учитывать склонность к вращению и требования к закреплению концов.
Комбинированная свивка каната, обозначаемая К, сочетает разные направления составляющих в общей сборке. Для подбора нужна полная маркировка.
В зависимости от степени закрутки
В технической документации используют понятие «степень крутимости». Под растягивающей нагрузкой стальной канат создаёт крутящий момент. Если конец свободен, это может привести к повороту подвешенного груза. Различают крутящиеся и малокрутящиеся исполнения.
У малокрутящегося каната, обозначаемого МК, слои имеют противоположные направления укладки. Их крутящие моменты частично компенсируют друг друга. Это изделие востребовано при большой высоте подъёма и в схемах, где поворот подвески мешает работе. Но маркировка МК не обещает отсутствия вращения при любых условиях.
Способность каната сохранять сборку после освобождения концов — другой признак. По нему канаты бывают раскручивающимися и нераскручивающимися. Последние получают обозначение Н. Предварительное формование составляющих уменьшает их стремление распрямиться и выйти из общей структуры.
Нераскручивающийся стальной канат не становится автоматически малокрутящимся. Буква Н относится к сохранению формы сборки, а МК — к поведению под растяжением. Оба свойства могут присутствовать одновременно. Различать их особенно важно при заказе замены для крана или подъёмника.
Установку вертлюга также согласуют с изготовителем. Он разрешён не для каждого каната: свободный поворот может нарушить распределение усилий между слоями. Перед отрезанием концы закрепляют установленным способом даже у исполнения Н, чтобы сохранить целостность сечения.
Где используются стальные канаты
Назначение определяет требования к прочности, гибкости, покрытию и внутреннему устройству. Канат для неподвижной растяжки и трос для механизма с частыми перегибами выбирают по разным требованиям даже при одинаковом размере.
В грузоподъёмных машинах канат проходит через блоки и навивается на барабан. Здесь важны усталостная стойкость, соответствие ручьям и сопротивление смятию. Для интенсивной эксплуатации учитывают число слоёв намотки, высоту подъёма и возможность вращения подвески. Увеличивать наружный размер без проверки барабана и направляющих нельзя.
В лифтах стальные канаты работают с учётом требований к подвеске, тяговому шкиву и согласованности натяжения. Подбирать их по аналогии с обычной лебёдкой недопустимо. При покупке сверяют документацию лифта, комплектность и параметры поставки.
В стропах гибкая часть соединяется с петлями, коушами или другими окончаниями. Грузоподъёмность готового приспособления зависит от схемы, заделки концов и углов между ветвями. Разрывное усилие исходного каната нельзя считать допустимой массой поднимаемого груза. Для сборки требуются предусмотренные технологией комплектующие и контроль.
В строительных растяжках и опорных системах на первый план выходят прочность, удлинение, защита от коррозии и надёжность анкеров. На морском транспорте и открытых площадках дополнительно учитывают влагу, загрязнения и состояние защитного слоя. Применение в шахтах, буровых установках и специальных механизмах требует исполнения под их режим работы.
По защите поверхности различают стальные канаты без покрытия проволоки, оцинкованные и варианты с полимерной оболочкой. Цинк замедляет коррозию; его группу выбирают под среду эксплуатации. Полимер может уменьшать контакт с влагой и окружающими предметами, но не устраняет необходимость осмотров. Повреждённая оболочка способна скрывать изменения внутри.
Для подбора каната подготовьте следующие сведения:
модель оборудования и обозначение заменяемой позиции;
требуемые длину, диаметр и допуски;
схему сечения, центральную опору и направления укладки;
минимальное разрывное усилие и маркировочную группу;
температуру, воздействие влаги и характер загрязнений;
способ намотки, крепления концов и требования к документам.
Состояние стального каната контролируют в эксплуатации. Обрывы наружных проволок, коррозию, уменьшение сечения, смятие, заломы и выпучивание оценивают по нормам для конкретного механизма. Универсальное допустимое число повреждений для всех исполнений указывать нельзя. Ресурс зависит также от смазки, хранения и аккуратности монтажа.
ГОСТы стальных тросов
Общие технические требования к канатам задаёт ГОСТ 3241-91. Он описывает признаки разделения, требования к изготовлению, приёмке и испытаниям. Геометрию и расчётные параметры уточняют в стандарте на сортамент.
Часто встречаются следующие документы:
ГОСТ 3062-80 — одинарная свивка ЛК-О, схема 1×7 (1+6).
ГОСТ 3063-80 — одинарная свивка ТК, схема 1×19 (1+6+12).
ГОСТ 2688-80 — двойная свивка ЛК-Р, схема 6×19 (1+6+6/6) с органической опорой.
ГОСТ 7665-80 — двойная свивка ЛК-З, схема 6×25 (1+6; 6+12) с органической опорой.
ГОСТ 7668-80 — двойная свивка ЛК-РО, схема 6×36 (1+7+7/7+14) с органической опорой.
ГОСТ 7667-80 — двойная свивка ЛК-З, наружная схема 6×25 с металлической центральной частью.
При заказе стального каната сверяют также буквы назначения. Г означает грузовое исполнение, ГЛ — грузолюдское. Повышенная точность изготовления обозначается Т. Для оцинкованной проволоки предусмотрены группы С, Ж и ОЖ, связанные с поверхностной плотностью цинка. Прочностную группу каната приводят отдельно; она не равна рабочей грузоподъёмности.
Разрывное усилие — характеристика, которую сравнивают с требованиями проектной документации. Допустимое натяжение определяют с учётом необходимого коэффициента запаса и условий работы. Дополнительно проверяют потери прочности в заделках. Переводить паспортное усилие в тонны и использовать результат как разрешённую массу груза неверно.
Перед поставкой каната сопоставляют маркировку на бирке с документом о качестве: размер, исполнение, номер партии, длину и заявленные прочностные показатели. Для ответственных механизмов сверяют весь набор требований, включая нужное подтверждение соответствия. Если паспорт утрачен, техническое задание на замену восстанавливают до покупки.
Для покупки стальных канатов на сайте 23Болта подготовьте полное обозначение из паспорта и требуемый метраж. Сравните характеристики выбранной позиции с задачей, уточните наличие и комплект документов. Так проще заказать канат нужного исполнения и избежать замены, которая подходит по размеру, но не соответствует работе оборудования.
