Трос стальной коэффициент растяжения
Содержание статьи
Разрывная нагрузка троса – Какую нагрузку выдерживает стальной трос
При покупке такелажных приспособлений важно знать, какую нагрузку выдерживает трос, поскольку любой перегруз может привести к обрыву подвесной системы. Допустимые значения стального каната определяются его прочностными характеристиками, которые могут варьироваться согласно конструкции, диаметру и способу производства.
Разновидности стальных канатов
Тросы относятся к крученым или витым изделиям, изготавливаемым из стали, синтетических и органических нитей. В производстве стальной продукции применяется оцинкованная высокоуглеродистая проволока сечением 0,4–3 мм, обладающая значительным запасом прочности при нагрузках на разрыв (от 130 до 200 кгс/мм2).
Металлические нити, используемые в изготовлении продукции, бывают нескольких марок. Наилучшими прочностными характеристиками обладает проволока категории В, менее качественным считается сырье марок I и II. Прежде чем определить, какую нагрузку выдерживает трос 5 мм или другой толщины, следует принять во внимание, что вне зависимости от качества материала канаты различаются между собой по конструкции и бывают трех типов:
- Одинарной свивки – сделаны из одной пряди с проволокой одинакового сечения. Их элементы свиваются вокруг одной из металлических нитей до 4-х слоев. Маркируются стальные тросы как сумма из цифр, указывающих на число проволок в плетении. Например, 1+9+9 говорит о том, что в канате имеется 19 проволок, из них одна размещается в центральной части, 9 свиты в первом слое и 9 во втором.
- Двойной свивки – изготовлены из нескольких прядей, накладываемых в 1–2 слоя вокруг сердечника. Для сердечника используют свитую проволоку, органические или минеральные материалы, которые улучшают прочность стального троса и предотвращают проваливание прядей внутрь изделия. Чаще всего такую продукцию применяют для тросовой работы.
- Тройной свивки – сделаны из нескольких тросов. Как и при двойной свивке, они имеют сердечник, однако изготавливаются из проволоки меньшего сечения и используется там, где необходима повышенная гибкость канатов (как правило, для кабельных работ).
Проволока, расположенная в разных слоях, может иметь точечное, линейное или точечно-линейное касание. Устанавливая, какую нагрузку выдерживает трос диаметром 6 мм или иной толщины, нужно учитывать, что канаты с точечным касанием (ТК) актуальны только при незначительных пульсирующих нагрузках. Изделия с линейным касанием (ЛК) отличаются обширной сферой применения, а с точечно-линеныйм (ТЛК) используются в местах, где ЛК не могут обеспечить рекомендуемый запас прочности.
При изготовлении продукции обычно применяется крестовая свивка. Проволока в ее наружном слое имеет различное направление, что гарантирует более крепкое сплетение и простоту в эксплуатации. По желанию заказчиков заводы-производители могут изготовить и другие разновидности свивки, такие как одностороннюю и комбинированную.
Помимо классификации по конструкции, канаты делятся по степени скручивания и могут быть гибкими или жесткими. Последние характеризуются более высокой прочностью на разрыв, поскольку выпускаются из малого числа металлических нитей большого диаметра. Для сравнения гибкости тех или иных модификаций можно воспользоваться таблицей.
Вид | Конструкция | Коэффициент гибкости |
Однопрядный | 1х19 | 5 |
1х37 | 7 | |
ЛК-О | 6х19+1 | 12 |
ТК | 6х19+1 | 15 |
ТЛК-О | 6х37+1 | 21 |
Тройной свивки | 6х6х7+7 | 27 |
Параметры прочности стальных тросов на разрыв
Чтобы установить, какую нагрузку выдерживает стальной трос, важно учесть, что его выбор определяется двумя основными параметрами – разрывной и рабочей прочностью.
Разрывная прочность
Под разрывной прочностью понимается минимальное усилие на канат, при котором он будет рваться. Если необходимо определить эту величину троса стального, характеристики на разрыв берут из ГОСТ или выявляют по формуле:
R=Kd2, где
- K – коэффициент запаса прочности;
- d – диаметр, мм.
Коэффициент К при подсчете разрывной нагрузки тросов является неизменным и выбирается в зависимости от разновидности конкретной продукции. Так, если надо выяснить значение изделия однопрядного типа, используют показатель 70. Для каната с одним органическим сердечником берут цифру 40, с несколькими сердечниками – 34.
Рабочая прочность
Чтобы подобрать изделие под конкретные условия работы, необходимо ориентироваться на рабочую прочность стальных тросов на разрыв. Этот параметр определяется как допустимое натяжение, которое канат может выдержать при эксплуатации без потери целостности. Для подсчета значения можно использовать следующую формулу:
Р= R/К, где
- R – разрывная прочность, кгс;
- K – коэффициент запаса крепости.
Важно учитывать, что данный параметр, равно как и разрывное усилие, зависит от толщины каната. Иными словами, характеристики стального троса 5 мм будут отличаться, например, от разрывной нагрузки троса 6 мм. Обратите внимание, что за единицу измерения при подсчетах рабочей крепости принимается 1 килоньютон (кН), равный 100кг.
При определении допустимого и разрывного усилия стальных канатов таблица ниже поможет выяснить характеристики наиболее распространенных диаметров.
Диаметр | Допустимая нагрузка на трос, кН | Разрывное усилие, кН |
2 мм | 0,47 | 2,35 |
3 мм | 1,06 | 5,29 |
4 мм | 1,88 | 9,41 |
5 мм | 2,94 | 14,7 |
6 мм | 4,24 | 21,2 |
8 мм | 7,52 | 37,6 |
10 мм | 17,6 | 58,8 |
Как понятно из предложенной таблицы, канаты данных диаметров будут продолжительное время функционировать без повреждений при нагрузках в диапазоне 47–174 кг. Вместе с тем, усилие, необходимое для их повреждения, составляет от 235 кг для металлического троса 2 мм до 5880 кг для троса 10 мм.
На основании сказанного можно сделать вывод, что параметры прочности канатов играют основополагающую роль при покупке. Если заблаговременно выяснить разрывные нагрузки стальных тросов и подобрать их под конкретные рабочие условия, изделия будут надежно и длительно выполнять свои функции при перевозке или подъеме грузов.
Источник
Трос стальной, канат стальной
ТРОС СТАЛЬНОЙ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ (DIN 3055)
Рекомендуется для широкого применения в различных грузоподъемных устройствах, от ручных талей до подъемных кранов, для подъема и перемещения грузов, деталей и элементов конструкций. Они являются частью большинства грузоподъемных механизмов и приспособлений. В зависимости от конструкции, трос имеет различную гибкость и коэффициент растяжения.
Трос изготовлен из углеродистой стали и оцинкован.
Конструктивно трос изготовлен из высокопрочной проволоки и сердечника. Проволоку обвивают вокруг сердечника и получают прядь, пряди в свою очередь тоже обвивают вокруг сердечника и получают трос.
Пример обозначения: 6 х 7 + FC
Первая цифра — число прядей троса.
Вторая — число проволок в пряди.
Третья — число сердечников, включая сердечники в прядях, если нет цифры — неметаллический один в центре троса, а в прядях сердечник стальной.
Буквы — материал сердечника: FC — растительный, PVC — синтетика. Если нет буквенного обозначения, это значит, что в качестве центрального сердечника используется такая же прядь, как боковые.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
D, мм обозначение | S поперечного сечения, мм 2 | рабочая нагрузка, кН | разрушающая нагрузка, кН | вес 1 -ого метра троса, кг |
2 мм | 1,50 | 0,47 | 2,35 | 0,014 |
Змм | 3,30 | 1,06 | 5,29 | 0,031 |
4 мм | 5,90 | 1,88 | 9,41 | 0,056 |
5 мм | 9,20 | 2,94 | 14,70 | 0,087 |
6 мм | 13,30 | 4,24 | 21,20 | 0,125 |
7 мм | 18,10 | 5,76 | 28,80 | 0,171 |
8 мм | 23,60 | 7,52 | 37,60 | 0,223 |
9 мм | 29,90 | 9,50 | 47,50 | 0,282 |
10 мм | 36,90 | 11,76 | 58,80 | 0,349 |
12 мм | 53,20 | 16,94 | 84,70 | 0,502 |
14 мм | 72,40 | 23,00 | 115,00 | 0,683 |
16 мм | 94,50 | 30,20 | 151,00 | 0,892 |
Изготовляемые в настоящее время канаты классифицируются, следуя ГОСТу 7372-79 “Канаты стальные. Технические условия” по следующим признакам:
ПО КОНСТРУКЦИИ:
одинарной свивки ( спиральные ) — состоящие из одного, двух или трёх концентрических слоёв проволоки, свитых по спирали;
двойной свивки – состоящие из шести прядей свитых в один концентрический слой;
тройной свивки – состоящие из свитых канатов двойной свивки.
ПО МЕХАНИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ ПРОВОЛОКИ:
ВК – высокого качества;
В – повышенного качества;
1 – нормального качества.
ПО ВИДУ ПОКРЫТИЯ ПОВЕРХНОСТИ ПРОВОЛОКИ:
без покрытия;
с цинковым покрытием для различных сред,- ОЖ , Ж и С.
ПО НАЗНАЧЕНИЮ:
грузолюдские (ГЛ);
грузовые ( Г).
ПО МАТЕРИАЛУ СЕРДЕЧНИКА:
с органическим сердечником из натуральных или синтетических материалов – ОС;
с металлическим сердечником – МС.
ПО НАПРАВЛЕНИЮ СВИВКИ ЭЛЕМЕНТОВ КАНАТА:
правой свивки;
левой свивки ( Л ).
ПО СОЧЕТАНИЮ НАПРАВЛЕНИЙ СВИВКИ КАНАТА И ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ:
крестовой свивки, при которой направление свивки прядей в канате противоположно;
направлению свивки проволок в прядях;
односторонней свивки, при которй направление свивки проволок в прядях и прядей в канат одинаковое ( правое или левое).
ПО СТЕПЕНИ КРУТИМОСТИ:
крутящиеся – с одинаковым направлением свивки всех прядей по слоям каната, это ,как правило, шести- и восьмипрядные канаты с органическим или металлическим сердечником;
малокрутящиеся ( МК )- с противоположным направлением свивки прядей каната по слоям в многослойных , многопрядных и в канатах ординарной свивки.
ПО СПОСОБУ СВИВКИ:
нераскручивающиеся ( Н ) — элементы каната сохраняют своё положение после снятия вязок с концов каната и удаления заварки торца;
раскручивающиеся.
ПО СТЕПЕНИ УРАВНОВЕШЕННОСТИ:
нерихтованные;
рихтованные ( Р ).
ПО ТИПУ СВИВКИ ПРЯДЕЙ И КАНАТОВ ОРДИНАРНОЙ СВИВКИ:
с точечным касанием проволок между слоями ( ТК );
с линейным касанием проволок между слоями ( ЛК );
с комбинированным точечно-линейным касанием проволок между слоями ( ТЛК).
ПО ТОЧНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ:
нормальной точности;
повышенной точности ( Т );
с ужесточенными предельными отклонениями по диаметру каната.
ПО ПРОЧНОСТНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ:
в основу классификации положено значение временного сопротивления разрыву :
1370 Н/мм2( 140 кгс/мм2);
1470 Н/мм2(150 кгс/мм2);
и далее через 100Н до2160Н/мм .
| Канат двойной свивки типа ЛК-РО Конструкции 6х36(1+7+7/7+14)+1 о.с. ГОСТ 7668-80 |
Канат двойной свивки типа ЛК-Р Конструкции 6х19х(1+6+6/6)+1 о.с. ГОСТ 2688-80 (DIN 3059-72, JIS G 2525-88, PR-W-410D-84, UNI 7265-7) | |
Канат двойной свивки типа ЛК-PО Конструкции 6х36(1+7+7/7+14)+7×7(1+6) ГОСТ 7669-80 (DIN 3064-72, ISO 2408-85, BS 302-8742, JIS G 3525-88, NFA 47-200-83, UNI 7297-74) | |
Канат двойной свивки типа ЛК-3 | |
Канат двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х19(1+9+9)+1 о.с. ГОСТ 3077-80 (DIN 3051-72, ISO 2408-85, BS 302-8742, PR-W-410D-84) | |
Канат двойной свивки типа ТЛК-О конструкции 6х37(1+6+15+15)+1 о.с. ГОСТ 3079-80 | |
Канат двойной свивки типа ЛК-3 конструкции 6х25(1+6; 6+12)+1 о.с. ГОСТ 7665-80 | |
Канат двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х7(1+6)+1 о.с. ГОСТ 3069-80 (DIN 3055-72, ISO 2408-85, BS 302-87 4.2, NFA 47-200-83) | |
Канат двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х19(1+6)+1×7(1+6) ГОСТ 3066-80 (DIN 3055-72, ISO 2408-85, BS 302-87, NFA 47-200-83, UNI 7293-74) | |
Канат одинарной свивки типа ТК конструкции 1х37(1+6+12+18) ГОСТ 3064-80 |
Источник
Как измерить прочность допустимой нагрузки стального каната
Минимальная прочность на разрыв относится к наименьшей нагрузке, которая разорвет трос. Суммарная прочность — совокупная устойчивость на разрыв всех проводов в одном канате. Поэтому производитель проверяет их по отдельности.
Как рассчитываются рабочие показатели прочности
Прочность тросов, канатов по производственному назначению регламентируется соответствующими ГОСТами:
- ГОСТ 2688-80 – стальные канаты, тросы, стропы для подъемных кранов (строительных, металлургических), установок в шахтах;
- ГОСТ 3068-88 – канаты и тросы для дорожной, строительной техники, подъемно-транспортных механизмов, землеройной техники;
- ГОСТ 7668-80 – универсальные стальные тросы для металлургических, промышленных подъемных работ, строительства;
- ГОСТ 7669-80 – тросы и канаты для лебедок, ковшей экскаваторов, шахтных подъемников;
Прочность троса из стали определяется двумя критериями:
- разрывная прочность тросов – расчетная величина, определяющая, при каких минимальных нагрузках стальной трос начинает разрушаться;
- рабочая прочность или допустимое усилие – показатель эксплуатационных возможностей, оптимальных нагрузок на трос при которых он может эксплуатироваться определенный срок без обрывов и разрушений. Этот показатель определяет, какие рабочие нагрузки допустимы для стального каната.
Разрывная и рабочая прочность зависит от технологии производства, конструкции, степени жесткости. Чем выше жесткость троса, тем выше показатели прочности на разрыв.
Область применения
Использование стального каната можно встретить в разных областях. Это может быть, как трос для монтажа палатки и вантовых кровельных конструкций до подвесных мостов и телерадиобашен.
Различные области применения тросов предъявляют разные требования к прочности, устойчивости к истиранию и коррозии. Чтобы соответствовать этим требованиям, трос изготавливается из таких материалов как:
- Нержавеющая сталь. Используется там, где коррозия является основным фактором.
- Оцинкованная углеродная сталь. Применяется там, где прочность стоит на первом месте, а коррозионная стойкость менее важна.
Проволока (один элемент) может иметь сечение до 3 мм. Этого достаточно, чтобы выдерживать нагрузку до 200кгс/мм2. Стальные тросы и канаты различаются в плане свивки, которая бывает одинарная, двойная или тройная. Расположение проволоки в разных слоях, имеет одно из следующих касаний:
- точечное (используются, как правило, при несущественных прерывистых нагрузках);
- линейное (применяется во многих сферах);
- точечно-линейное (используется для дополнительной прочности).
Расчет параметра прочности
Под параметром прочности подразумевается наименьшее напряжение на канат или трос, при котором происходит его разрыв. Такого рода характеристики можно узнать в ГОСТе либо используя формулу:
R=Kd2
R – прочность на разрыв, кгс;
K – коэффициент ресурса прочности;
d – диаметр.
Коэффициент запаса прочности К при расчете нагрузок не изменяется, выбор коэффициента зависит от номенклатуры изделия.
Назначение канатов | Привод грузоподьемной | Коэффициент |
Грузовые стреловые | Ручной | 4,5 |
Машинный: | ||
легкий | 5 | |
средний | 5,5 | |
тяжелый, весьма тяжелый | 6 | |
Стреловые, являющиеся растяжками | 3,5 | |
Оттяжки мачт и опор: | ||
постоянно действующих кранов | 3,5 | |
временно действующих кранов | 3 | |
Несущие канаты кабельных кранов: | ||
постоянно действующих | 3,5 | |
временно действующих кранов | 3 | |
Тяговые канаты кабельных кранов | 4 | |
Канаты полиспастов | 6 |
Минимальные допустимые значения коэффициента К, принимаемого при расчетах запаса прочности.
Тип грузоподьемной машины | Привод грузоподьемной | Значение коэффициента e |
Грузоподьемные машины всех типов, за исключением стреловых кранов, талей и лебедок. | Ручной | 18 |
Машинный: | ||
легкий | 20 | |
средний | 25 | |
тяжелый, весьма тяжелый непрерывного действия | 30 | |
Краны стреловые | Ручной | 16 |
Машинный: | ||
легкий | 16 | |
средний | 18 | |
тяжелый, весьма тяжелый | 20 | |
Электрические тали (тельферы) | 20 | |
Лебедки с ручным приводом для подьема грузов или людей | 16 |
В таблице указаны наименьшие допустимые показатели запаса прочности стальных канатов для подъемной техники в зависимости от назначения. Запас прочности зависит от запаса прочности, толщины каната.Расчет рабочей прочности стальных канатов
Подбирая номенклатуру стальных канатов для конкретных рабочих условий необходимо рассчитать допустимую прочность стального каната на разрыв. Прочность на разрыв – показатель, который определяет допустимые пределы натяжения троса при определенной нагрузке. Или иначе – допустимые эксплуатационные нагрузки, при которых трос не оборвется.
Рабочая прочность (допустимое усилие) измеряется по формуле:
Р= R/К
- R – разрывная прочность, кгс;
- K – запас крепости, постоянный коэффициент рассчитываемый в килоньютонах, 1 кН = 102 кг.
Предельные нагрузки стальных тросов для такелажных работ будут отличаться в зависимости от диаметра (толщины). Например, для троса диаметром 3 мм запас крепости 1,06 кН, а для каната диаметром 8 мм – 7,52 кН или в номенклатуре на изделие указывается маркировка толщины троса 10 мм и разрывного усилия 5880 кг.
Диаметр троса | Рабочая нагрузка, кН | Разрушающая нагрузка, кН |
2мм | 0,47 | 2,35 |
3мм | 1,06 | 5,29 |
4мм | 1,88 | 9,41 |
5мм | 2,94 | 14,7 |
6мм | 4,24 | 21,2 |
8мм | 7,52 | 37,6 |
10мм | 11,76 | 58,8 |
При подборе троса для такелажных работ важно кроме рабочей и разрывной прочности, учитывать заводские требования по эксплуатации к подъемным машинам, механизмам, оборудованию. Применять номенклатуру тросов, какую рекомендует производитель конкретного подъемного оборудования.
Компания «Стропкомплект» предлагает широкий ассортимент стальных тросов, отвечающих большинству требований (обычных и специализированных). Также мы поможем желающим в решении впросов с подъемом груза. За консультацией обращаться по телефону +7 (812) 44-989-11 или по электронной почте sales@stropkomplekt.ru.
Источник