Стальные канаты (тросы) и цепи

Стальные канаты и цепи делятся на три группы: чалочные, которыми обвязывают грузы; тяговые, служащие для передачи тяговых усилий механизмов, перемещающих грузы; грузовые, предназначенные для подъема грузов.

Стальные 'канаты имеют значительные преимущества перед цепями: они дешевле, обеспечивают бесшумность движения и работы машин, допускают большие скорости подъема, разрушаются постепенно, придают машинам компактность. Кроме того, 1 пог. м стального каната в восемь раз легче 1 пог. м цепи при одних и тех же показателях механических свойств.

Стальные канаты изготовляют из проволок с пределом прочности 130 – 200 кг/мм². Канат (рис. 5) состоит из прядей, свитых из отдельных проволочек диаметром 0,4 – 3 мм вокруг сердечника из пеньки, асбеста или из стали, но более мягкой, чем проволока. Сердечник уменьшает трение между прядями и делает канат более эластичным и менее подверженным износу при перегибах на блоках и барабанах.

Канаты с пеньковым сердечником применяют на мостовых кранах, «работающих при нормальных температурах (шихтовых, копровых, уборочных и пр.). Пеньковый сердечник пропитан канатной смазкой, постепенное выделение которой при нагрузке уменьшает износ отдельных проволок. Канаты с асбестовыми сердечниками используют на кранах, работающих при высоких температурах.

По роду свивки различают канаты односторонней (рис. 5, а) и крестовой свивки (рис. 5, б). В канатах односторонней свивки направление навивки отдельных проволок в прядях совпадает с направлением навивки прядей в канате. В канатах крестовой свивки направление свивки проволок в прядях противоположно направлению свивки прядей в канате. Односторонняя свивка эластична и гибка. Такой канат имеет гладкую поверхность и хорошо огибает барабаны и блоки. Однако канаты односторонней свивки раскручиваются при подъеме грузов, подвешиваемых непосредственно к свободно свисающим концам.

Рис. 5. стальные проволочные канаты (тросы): а – односторонняя свивка; б – крестовая свивка; в – конструкция каната 6 Х 19 (1 – проволочка; 2 – прядь; 3 – сердечник)

Диаметр каната выбирают в зависимости от заданного разрывного усилия. Канаты рассчитывают на растяжение по формуле

S = P/R

где S – расчетное усилие каната, в кгс;

P – разрывное усилие каната, в кгс;

R – коэффициент запаса прочности.

Ниже приведены коэффициенты запаса прочности различных проволочных канатов:

для расчалок 3,5;

для ручного привода (лебедок) 4,5;

для машинного привода (лебедок) 5,0;

для стропов 10,0;

для грузовых канатов на кранах 10,0.

Пригодность каната определяют по числу оборванных проволок на длине, равной одному шагу (свивки) какой-нибудь пряди каната (рис. 5, а) и (табл. 4), т. е. длине каната, равной шести прядям в направлении продольной оси. При односторонней свивке, обрывов допускается в два раза меньше.

Таблица 4

Браковочные признаки износа канатов крестовой свивки по количеству обрывов проволоки

Первоначальный коэффициент запаса прочности каната при установленном Правилами отношении D:d	Количество обрывов проволоки на длине одного шага крестовой свивки каната
6 х 19 число проволок 114	6 х 37 число проволок 222	6 х 61 число проволок 266
До 6
От 6 до 7
Более 7.

D – диаметр барабана, мм; d – диаметр каната, мм.

Канаты хранят на барабанах в закрытом, сухом, проветриваемом помещении с бетонным полом. Для предохранения от ржавчины канат погружают в керосин, очищают проволочной щеткой и затем смазывают любым маслом, не содержащим кислот, щелочей и других вредных примесей. Смазка должна проникнуть через всю толщину каната и хорошо пропитать пеньковый сердечник. На барабан лебедки канат наматывают плотными правильными рядами. Движущийся канат не должен соприкасаться с электросварочными и силовыми кабелями. Нельзя применять блоки с разбитыми роликами, перегружать канаты и резко тормозить или включать лебедку. Концы канатов можно присоединять только к тем серьгам и проушинам, которые имеют коуши. Канаты необходимо периодически осматривать.

Сращивание канатов и соединение разорванных цепей болтами не допускается. Для предохранения канатов в местах перегиба от надрыва проволок применяют коуши, различные прокладки из жести, досок и т. п.

Заводы изготовляют канаты длиной 250, 500, 1000 м. При разделении каната на отрезки нужной длины у места разрубки делают две перевязки мягкой проволокой на длине 6–7 диаметров каната, расстояние между перевязками от 1 до 4 диаметров каната (рис. 6). К концу неиспользуемой части каната прикрепляют бирку с указанием диаметра, длины каната и номера сертификата.

Рис. 6. Закрепление канатов перед разрубкой: 1 – 2 – обвязка канатов проволокой; 3 – 4 – 5 – закрепление концов обвязочной проволокой

Стропами называют приспособления, которыми захватывают груз и подвешивают его на крюк грузоподъемного механизма. Изготовляют стропы из стальных проволочных канатов, цепей, а иногда из пеньковых канатов.

Чаще всего применяют стропы из стальных канатов (тросов). Стропы, изготовленные из цепей, используют реже. В ряде случаев стропы из цепей нельзя заменить стропами из канатов (строповка горячего металла – скрап, «козлы», грузов с наличием на них большого количества песка, литья с острыми и неровными краями, рвущими проволоки каната и т. п.).

Цепи бывают сварными – кузнечной и электроконтактной сварки (по ГОСТ 191 из качественной стали марок 45–50, а также пластинчатыми из листовой стали Ст. 2 и Ст. 3. На заводе изготовителе производится пробная и разрушающая нагрузка цепей. При пробной нагрузке испытывается по всей длине каждая цепь, а при разрушающей – образец цепи.

При поставке завод изготовитель сопровождает цепи сертификатом, технические характеристики которого служат основанием для поверочных расчетов стропов из цепей.

Стропы должны быть снабжены бирками, на которых указаны: грузоподъемность, дата испытания и срок следующего испытания.

Стропы по практическому применению можно разделить на универсальные, облегченные с петлей или крюком и с петлями на концах. В табл. 5, 6, и 7 приведены основные характеристики этих стропов. Стропы бывают с одной ветвью, с двумя, четырьмя и восемью. При застроповке грузов надо стремиться, чтобы ветви не прижимали одна другую.

Таблица 5

Универсальные стропы

	Диаметр троса d, мм	Длина сращения а, м	Рабочая длина стропа l, м	Длина троса в заготовке, м
19,5	0,40	8,0	16,5
19,5	0.40		20,5
22,0	0,45	8,0	16,5
22,0	0,45	12,0	24,5
25,0	0,50	8,0	16,5
25,0	0,50	12,0	24,5

Таблица 6

Облегченные стропы с петлей или крюком

	Диаметр троса d, мм	Длина сращения а, м	Длина троса в заготовке, м
12,0	0,25	l + 2,0
16,0	0,35	l+ 2,5
19,0	0,40	l+ 3,2
	0,45	l+ 3,5
25,0	0,50	l+ 4,5
30,0	0,70	l+ 5,5

Таблица 7

Стропы с петлями на концах

	Диаметр стропа d мм	Размер петли, мм	Минимальная длина стропа l м
А	Б
22,0	175,0	460,0	2,5
25,0	175,0	460,0	2,5
28,0	175,0	460,0
32,0	175,0	460,0	2,5
35,0	225,0	560,0	3,0
38,0	225,0	560,0	3,0

Подвешивая груз на крюк крана (рис. 7), нужно все ветви стропа нагружать одинаково, так как перегруженные ветви могут оборваться. Это особенно важно при подвеске крупногабаритных и тяжелых грузов, когда используются стропы с большим числом ветвей.

Рис. 7. схема подвески груза на крюк крана: S – усилие в стропе; α – угол наклона стропа; β – расстояние между стропами

При строповке необходимо определить центр тяжести груза, чтобы в подвешенном положении он был в равновесии.

При известном весе груза Q кг. Натяжение S кгс, возникающее в каждой ветви, определяется по формуле

S = кгс,

где при α = 0, 30, 45 град. коэффициент m соответственно равен 1; 1,15; 1,42.

В заводской практике рекомендуются следующие способы вязки узлов и петель на стропах.

На рис. 8 показаны наиболее часто встречающиеся петли:

а ) мертвая петля;

б) видоизмененная мертвая петля;

в) петля с двойным узлом, для устранения самопроизвольного развязывания, конец петли надо выпустить подальше и поддержать до затяжки;

г) петля с предохранительным узлом на коротком или длинном конце, чтобы петля не развязывалась, необходимо короткий конец завязать узлом;

д) петля на однорогий крюк, широко применяется при подвешивании стропа на крюк;

е) петля на двурогий крюк, применяется при подвешивании на крюк стропа, имеющего с одной стороны петлю;

ж) петля на двойной крюк, применяется при подвешивании на крюк стропа, имеющего с обеих сторон петли.

.

Рис. 8. петли на стропах

На рис. 9 показаны узлы:

а) простой гачный узел; применяется в тех случаях, когда надо быстро набросить и снять конец каната с крюка;

б) двойной гачный узел; завязывается на тонких канатах;

в) крестовый узел; имеет широкое применение.

рис. 8. узлы на стропах

Стропы и цепи испытывают двойной нагрузкой. Для испытаний их устанавливают определенные сроки. Стропы, чалочные приспособления, тару проверяют через каждые 10 дней. Грузоподъемные траверсы осматривают не реже одного раза в 6 мес.

Пеньковые канаты применяют для подъема вручную небольших грузов (ведер с раствором, огнеупоров, инструментов и т. п.), в качестве расчалок, оттяжек, а также на ручных лебедках. На ручных лебедках диаметр барабана или ролика должен быть в десять раз больше диаметра пенькового каната. На моторных лебедках пеньковые канаты не применяют. В беленых канатах допускается напряжение 1 кг/мм², а если они используются в качестве стропов – 0,5 кг/мм². Для смоляных канатов напряжение снижается на 10%.