Как выбрать стальной канат

Стальной канат, он же трос, представляет собой техническое изделие из проволоки, сердечника и слоёв пряди. Канаты используются во всех грузоподъёмных механизмах, применяются при изготовлении строп, чалок, грузозахватных приспособлений. Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, стальной канат является самым важным элементом любого подъёмо-транспортного средства или приспособления. Именно от правильного выбора типа и сечения зависит надёжность технического устройства и безопасность обслуживающего персонала.

Многие, кто сталкиваются с эксплуатацией грузоподъёмных машин и механизмов, часто задаются вопросом: «Как правильно подобрать стальной канат для замены изношенного или на случай внепланового ремонта техники?». Для этого необходимо знать конструктивные особенности и область применения канатов различных типов и марок.

Классификация канатов

Все канаты, выпускаемые промышленностью, классифицируются по ряду признаков:

• по конструкции;
• по форме сечения: на круглые и прямоугольные;
• по способу изготовления;
• по материалу сердечника:
• по типу свивки прядей каната: на ТК, ЛК, ЛК-О, ЛК-ЗЛК-Р;
• по размерам.

По степени уравновешенности канаты подразделяются на рихтованные и нерихтованные.

В зависимости от конкретной классификации определяется и область применения канатов. Большинство поставщиков и производителей предлагают пользоваться при выборе переводными таблицами. С их помощью легко подобрать канаты для кранов, траулеров, строительных сооружений, специальной техники, лифтов и такелажа.

По каким параметрам определяется прочность стальных канатов

Для того, чтобы определить, какую максимальную нагрузку способен выдержать стальной трос, необходимо знать два параметра:

• рабочую прочность;
• разрывную прочность.

Рабочая прочность определяет допустимую сферу использования стального каната. Этот показатель указывает, при какой максимальной нагрузке трос может разорваться. Параметр представляет собой отношение разрывной прочности, выраженной в килограммах, к коэффициенту запаса прочности.

Разрывная прочность определяется по формуле:

P=R/K , где

R – прочность на разрыв, кг;

K – коэффициент запаса прочности.

Этот параметр напрямую влияет на выбор диаметра стального каната.

К примеру, разрывное усилие каната диаметром 10 мм составляет 58,8 кН. Это значит, что он может разорваться при нагрузке 5995 кгс. Параметры разрывного усилия и допустимой нагрузки на трос являются табличными данными и устанавливаются для каждого типа канатов государственным стандартом.

Разрывная прочность выражает величину минимальной нагрузки, при которой стальной канат может порваться. Как правило, эту характеристику также берут из государственного стандарта или определяют по формуле:

R=Kx² , где

К – коэффициент запаса прочности;

х² – диаметр стального каната, мм.

Т.е. при увеличении диаметра стального каната его разрывная прочность увеличивается в квадрате. Коэффициент запаса прочности – это константная величина. Он устанавливается производителем для каждого конкретного изделия индивидуально и отражается в техническом паспорте либо в сертификате качества.

Параметры рабочей и разрывной прочности выражают нагрузку, при которой канат может разорваться. Но он может и не разорваться даже при её превышении. Это зависит от ряда факторов:

• степени усталости металла;
• условий эксплуатации;
• качества проволоки;
• воздействия вращающих нагрузок, агрессивной среды, температуры и т.д.

Параметры прочности – это главные критерии при выборе стального каната. Перед покупкой необходимо внимательно изучить технические характеристики, выяснить величину разрывного усилия и допустимой нагрузки для конкретного типа троса.

ВАЖНО: от правильно подобранного каната зависит не только надёжная и безотказная эксплуатация подъёмо-транспортных средств и грузозахватных приспособлений, но и жизни людей. Большинство аварий техногенного характера, связанные с эксплуатацией грузоподъёмных устройств, случаются именно из-за разрыва троса, т.е. ошибки при выборе его диаметра и несущей способности.

Коэффициент запаса прочности

При выборе стального каната необходимо обязательно учитывать коэффициент запаса прочности. Он является отношением разрывного усилия к максимальной рабочей нагрузке, прикладываемой к канату при его эксплуатации. Иными словами, коэффициент запаса прочности указывает, какой величины должна быть рабочая нагрузка на канат в сравнении с предельно допустимой. Это требование безопасной эксплуатации стальных канатов.

К примеру, разрывное усилие составляет 6000 кгс, а коэффициент запаса прочности каната равен 10. Следовательно, рабочая нагрузка, с которой может использоваться канат, не должна превышать 600 кгс. Такие параметры соответствуют стальному тросу диаметром 10 мм.

Требования к коэффициентам запаса прочности стальных канатов устанавливаются государственными стандартами ГОСТ 1.0-2015 и ГОСТ 1.2-2015. Документ регулирует нормы запаса прочности стальных канатов в зависимости от области их использования и назначения, типа, типа барабана грузоподъёмного механизма, условий использования и минимального усилия на разрыв.

Грузоподъёмность, размеры и вес стальных канатов

Согласно требований действующих нормативных документов в области промышленной безопасности допустимая рабочая нагрузка, действующая на стальной трос, должна быть в 3-8 раз ниже усилия на разрыв. Производители проверяют грузоподъёмность стальных тросов в процессе приёмо-сдаточных испытаний и часто занижают усилие на разрыв. Это объясняется требованиями надёжности и безопасности изделий.

Каждый производитель стальных канатов разрабатывает и утверждает собственную таблицу грузоподъёмности, ориентируясь на которую покупатели могут выбрать стальной канат. Достаточно знать максимальную массу груза, с которой будет работать трос, и усилие разрыва. По этим данным легко и быстро определяется нужный диаметр каната любого типа.

Базовыми размерными параметрами стальных канатов являются:

• длина;
• диаметр (только для канатов круглого сечения без ПВХ-оболочки);
• ширина и толщина (только для канатов прямоугольного сечения);
• диаметр «по проволоке» и диаметр по полимерной защитной оболочке.

Самая востребованная категория стальных канатов – изделия круглого сечения. Они используются во всех сферах промышленности, производства, а также в быту. Плоские тросы встречаются в продаже реже. Они предназначены для специализированных промышленных машин и механизмов. Плоские канаты, выпускаемые промышленностью РФ, имеют ширину от 72 до 119 мм, а толщину от 11,5 до 19,5 мм.

Вес стального каната напрямую зависит от площади его сечения, типа сердечника, марки проволоки. Соответствующие переводные величины указываются в таблицах ГОСТ. Как правило, масса стального каната определяется из расчёта 1000 м длины. Некоторые поставщики для удобства покупателей выполняют градацию и по 100, 200, 300 м. Это позволяет быстро отрезать продукцию нужной длины с высокой точностью. Согласно ГОСТ 3241-91 масса брутто должна обязательно указываться на бирке стального каната.

Какие данные должны указываться на бирке стальных канатов

Любой стально трос всегда должен иметь бирку с указанием определённых параметров. Для стальных канатов она может наноситься непосредственно на теле стропа или петле при помощи заклёпывания, опрессовывания.

Бирка стального каната должна содержать информацию о:

• грузоподъёмности;
• типе стропа;
• длине каната;
• дате изготовления изделия.

На неё также должно наноситься товарное клеймо или знак и заводской номер изделия.

Особенно важно уделять внимание заводскому номеру. Именно по нему можно расшифровать, когда и где изготовлен канат, кем проведены испытания. Если заводской номер отсутствует – это первый признак контрафактного изделия.

Выбор сердечника стального каната

И металлические тросы, и стальные сердечники должны изготавливаться из проволоки, соответствующей требованиям государственного стандарта 7372. При покупке каната следует обязательно поинтересоваться и продавца, из какого типа стальной проволоки свит канат.

Канаты могут иметь и органические сердечники, т.е. изготовленные из искусственных и синтетических материалов. В качестве сердечника могут использоваться хлопчатобумажный корд, капрон, полиэтилен, гибкий пластик, вискоза и лавсан. Но производитель может изготовить канат и по индивидуальному техническому заданию, используя альтернативные материалы. Требования к органическим сердечникам нежёсткие.

Назначение сердечника – амортизация груза, поддержка правильной формы и натяжения каната, а в некоторых случаях – и смазка трущихся проволочных элементов. Основное правило: чем больше масса груза, тем прочнее должен быть сердечник.

Кроме того, стоит помнить, что пеньковые и джутовые сердечники в процессе эксплуатации должны обязательно смазываться. Смазку добавляют в зависимости от интенсивности использования стального троса.

Грузозахватные приспособления и грузоподъёмные механизмы, имеющие в своём составе стальные тросы, должны обязательно учитываться в журналах специальной формы. Перед началом эксплуатации механизма или приспособления их необходимо осматривать: проверять состояние волокон, степень износа проволоки, осматривать трос на наличие обрывов и потёртостей.