Стальные канаты и канатные стропы

При проведении подъемно-транспортных и такелажных работ используются множество механизмов и приспособлений, но нельзя представить эту работу без использования чалок и строп. Стропы используется в случаях отсутствия у груза специальных мест крепления под крюк грузоподъемного механизма (крана), или при работе с крупногабаритными грузами, для подъема которого требуются дополнительные элементы.

Стропы принято делить на три группы: канатные, цепные и текстильные. В свою очередь текстильные подразделяются на два основных вида — это ленточные и круглопрядные стропы. Каждый из этих видов имеют свои особенности изготовления и формы исполнения. В данной статье мы более подробно рассмотрим канатные стропы и стальные канаты, из которых они изготавливаются.

Канатные стропы, исходя из названия, изготавливаются из различных канатов. Материалом для них служат стальные, синтетические и канаты растительного происхождения (пеньковые и хлопчатобумажные). В качестве грузоподъемных строп чаще всего используются стальные канаты, поскольку они выдерживают высокие разрывные нагрузки, обладают повышенной износостойкостью, а также позволяют поднимать груз с высокой скоростью (динамическое нагружение).

Канатные стропы изготавливаются в соответствии с ГОСТ 25573-82 и РД 10-231-98 (РД-10-33-93 с изм. 1998г.). В грузоподъемных устройствах и на производстве строп применяются стальные канаты двойной (троссовой) свивки.

Стальные канаты изготавливаются способом последовательной свивки его отдельных элементов — проволок в пряди (спиральные канаты одинарной свивки), и прядей в канаты или стренги. В результате свивки прядей проволок получают канаты двойной (троссовой) свивки, которые в дальнейшем могут использоваться для изготовления канатов тройной свивки. При изготовлении тросов пряди навиваются на органический или металлический сердечник.

Типы свивки канатов

Различают канаты с точечным касанием проволок между слоями прядей (ТК) и линейным касанием (ЛК). Проволоки, из которых свивают пряди, могут быть одинакового или разного диаметра, при разном диаметре проволок в обозначение каната добавляют букву Р, при одинаковом — О.

При производстве тросов типа ТК послойно изготавливаются многослойные пряди с последующей свивкой их в канат. При этом способе производства стремятся свить прядь, сохраняя одинаковые углы свивок проволок по отдельным слоям, поэтому шаги свивки получаются разные и и проволоки в них между слоями перекрещиваются, образуя точечное касание. Стальные канаты с точечным касанием могут изготавливаться из проволок как одинакового, так и разного диаметра.

Пряди, изготовленные таким способом, отличаются повышенной жесткостью, при этом проволоки подвергаются значительному износу из-за перекрещивания, а также значительным контактным напряжениям.

На производстве тросов типа ЛК сохраняют постоянным шаг свивки, допуская различные углы свивки для каждого слоя прядей, при соответствующем подборе диаметров отдельных проволок как по слоям, так и в самом слое. Это дает возможность исключить перекрещивание проволок по отдельным слоям и обеспечивает взаимное линейное касание.

В прядях типа ТК проволоки внутреннего и наружного слоев загружены одинаково, а центральная проволока несет большую нагрузку. В прядях типа ЛК проволоки наружного слоя несут наименьшую нагрузку, а проволоки внутреннего слоя — значительно большую нагрузку, при этом центральная проволока даже перегружена. Канаты типа ЛК имеют лучшее заполнение сечения, они более гибкие и износостойкие в сравнении с канатами типа ТК.

Комбинированные канаты применяются когда использование тросов с линейным касанием проволок в прядях невозможно из-за нарушения установленных соотношений между диаметрами органов навивки и диаметрами проволок или необеспечения рекомендуемого запаса прочности. В зависимости от типа располагающегося слоя (ЛК или ТК), считая от центра пряди, получают канаты с точечно-линейным касанием (ТЛК), или с линейно-точечным касанием (ЛТК).

Сочетание направлений свивки канатов

Канаты изготавливаются с различным направлением свивки прядей — с правым и левым. При правом направлении свивки (обозначение Z) пряди идут слева-вверх-направо, при левом направлении (обозначение S): справа-вверх-налево. По сочетанию направлений свивки проволок в прядях и прядей в канатах различают канаты односторонней и крестовой свивки. В канатах односторонней свивки направления навивки проволок в наружном слое прядей и прядей в канате одно и то же, в канатах крестовой свивки эти направления противоположны.

Канаты односторонней свивки имеют более ровную поверхность, площадь сечения в них заполнена лучше, они более гибкие и долговечные, вследствие увеличенной поверхности соприкосновения проволок с поверхностью блока или барабана. В канатах крестовой свивки наружные проволоки смежных прядей соприкасаются по отдельным точкам, что увеличивает контактные напряжения. Из-за стремления к раскручиванию под действием растягивающей нагрузки, канаты односторонней свивки непригодны к использованию, если требуется свободно подвесить груз на одной ветви. В этих случаях используют некрутящиеся канаты крестовой свивки.

В случаях когда хотят уменьшить крутящий момент и износ каната благодаря линейному касанию проволок, используют канаты с комбинированной свивкой, в которых чередуется одинаковое количество прядей правой и левой свивок.

Выбор направлений навивки канатов

Грузоподъемные механизмы, на которых применяются стальные канаты, оснащаются тяговыми барабанами, к которым крепится один или оба конца каната. В зависимости от назначения и конструкции грузоподъемного механизма, на барабан производится однослойная или многослойная навивка каната. Как правило, применяется спиральная послойная навивка каната, при которой отдельные, спирально расположенные ветви каната плотно и равномерно навиваются на поверхность барабана, а при многослойной навивке — на ранее навитые слои.

В зависимости от направления свивки троса, направления вращения барабана и порядка укладки витков на барабан деформация кручения может увеличиваться или уменьшаться. При многослойной навивке каната, направление навивки чередуется в нарастающих слоях, поэтому направление навивки следует выбирать из условия правильной навивки первого слоя.

Требуемое направление свивки каната легко установить по направлению пальцев правой и левой руки.

Номер позиции	Укладка витков каната на барабан	Направление движения каната	Требуемое направление свивки каната
I II III IV	Слева направо Справа налево Справа налево Слева направо	На барабан Под барабан На барабан Под барабан	Правое Правое Левое Левое

При наличии абразивной или коррозийной среды предпочтительнее выбирать канаты из более толстой проволоки. Для уменьшения изнашивания и повреждения канаты покрывают защитными смазочными материалами. Разрушение каната происходит постепенно, что позволяет своевременно обнаружить дефект и заменить канат.

Стропы из стальных канатов

Канатные стропы изготавливают в 2 основных исполнениях — петлевые (УСК 1, СКП) и кольцевые (УСК 2, СКК). Двухпетлевые стропы в обиходе именуют «чалками» (происх. от чалить — вязать, связывать, увязывать). На основе петлевого исполнения изготавливаются многоветвевые стропы типа 1СК, 2СК, 3СК, 4СК, а также специальные виды с использованием канатных строп.

При изготовлении канатных строп концы канатов заделывают различными способами. Основными способами заделки концов являются опрессовка концов алюминиевой или стальной втулкой и заплетка. При изготовлении специальных видов строп иногда применяются заделка концов каната винтовыми зажимами, клиновыми зажимами, а также заливка концов в вантовом стакане или специальном коуше.