- Одинарная свивка (спиральные канаты) – это самая простая конструкция: проволоки свивают по спирали в один или несколько концентрических слоёв, По сути, такой канат — это одна большая прядь. Жёсткие, хорошо держат форму, но мало гибкие. Такие канаты не подходят для строповки и работы на блоках из‑за жёсткости и склонности к расслоению под динамической нагрузкой. Их применяют для растяжек и ограждений.
- Двойная свивка — самый распространённый вариант для грузоподъёмной техники: пряди свиты вокруг сердечника. Оптимальное сочетание прочности и гибкости. О таких канатах и пойдет речь в данном обзоре.
- Тройная свивка (кабельтовые) — ещё более гибкие, используют там, где нужна повышенная податливость.
Стальной канат, его также часто называют тросом, состоит из:
- Проволоки. Это основа каната, холоднотянутая стальная нить диаметром обычно от 0,2 до 3 мм, изготавливается из углеродистой или легированной стали, бывают с цинковым покрытием для защиты от коррозии;
- Пряди. Несколько проволок скручивают по спирали — так получается прядь;
- Сердечник. Находится в центре: бывает органическим (например, из пропитанных смазкой натуральных или синтетических волокон) либо металлическим (отдельная прядь или даже маленький канат). Сердечник держит форму, распределяет нагрузку и (если он органический) работает как резервуар для смазки;
- Смазка. Заполняет пустоты между проволоками и прядями, снижает трение и защищает от ржавчины.
Различное количество прядей в стальном канате и разное число проволок в пряди обуславливают существование различных ГОСТов на их производство. Самые популярные и часто встречаемые ГОСТЫ, на основании которых изготавливаются канаты двойной свивки – это ГОСТ 2688-80, 7668-80, 7669-80.
У стального каната чем больше количество прядей и количество проволок в самих прядях, тем он:
- Гибче. Много мелких проволок и большее число прядей делают канат более податливым — он лучше гнётся и подходит для работы на блоках и барабанах малого диаметра. Например, канаты типа 6×36 (6 прядей по 36 проволок) гибче, чем 6×19.
- Устойчивее к усталостному износу при многократных изгибах. За счёт меньшего диаметра отдельных проволок они меньше страдают от циклических нагрузок.
- Сложнее по конструкции и, как правило, дороже в производстве.
- Требовательнее к условиям эксплуатации в некоторых случаях: тонкие проволоки сильнее страдают от истирания и коррозии, если защита (смазка, цинкование) недостаточна.
Разрывное усилие каната в целом – сила, которую необходимо приложить, чтобы изделие разорвалось. Другими словами, это реальная нагрузка, при которой весь канат рвётся при испытании на разрывной машине.
Суммарное усилие всех проволок — это арифметическая сумма разрывных усилий каждой отдельной проволоки в канате. Его рассчитывают, зная количество и диаметры проволок и предел прочности стали: складывают, сколько каждая проволока «потянет» на разрыв. Это своего рода «идеальная» суммарная прочность материала без учёта конструкции.
Оба эти параметра это сила, поэтому они измеряются в Ньютонах.
Общая прочность на разрыв в первую очередь зависит от суммарной площади поперечного сечения всех проволок, марки стали и качества изготовления, а не напрямую от числа прядей или проволок. Иногда более «грубые» канаты с меньшим числом толстых проволок оказываются практичнее там, где есть сильное истирание или агрессивная среда.
Суммарное разрывное усилие всех проволок всегда больше разрывного усилия каната в целом того же диаметра из-за:
- Неравномерной нагрузки между проволоками. Из‑за свивки проволоки в прядях и пряди вокруг сердечника работают в разных условиях: одни нагружены сильнее, другие слабее, часть испытывает не только растяжение, но и изгиб/смятие.
- Концентрации напряжений в местах контакта. Проволоки давят друг на друга, в точках касания возникают локальные пики напряжений — именно там начинаются микроповреждения, ведущие к разрыву.
- Геометрии свивки. Угол свивки и шаг скрутки означают, что эффективная продольная составляющая усилия на каждой проволоке меньше, чем если бы она тянулась строго вдоль оси.
- Влияния сердечника и смазки. Сердечник поддерживает форму, а смазка снижает трение, но они не добавляют прочности на разрыв; конструкция в целом работает иначе, чем просто пучок прямых проволок.
Эмпирическим путём установлено, что в среднем Разрывное усилие каната в целом составляет 83% от Суммарного разрывного усилия всех проволок в канате.
Допустим, в стальном канате 200 проволок, каждая из них выдерживает 2 кН. Тогда суммарное усилие всех проволок – 2*200 = 400 кН. Но из‑за неравномерности нагрузок и особенностей свивки канат в сборе может разорваться уже при 330–340 кН: это и будет его разрывное усилие каната в целом.
Прочностные (Разрывные) характеристики каната зависят от прочности проволок, из которых он свит. Чем выше прочность отдельных проволок, тем прочнее канат в целом. Поэтому и существует такой параметр, как Маркировочная группа. Она характеризует прочностные характеристики материала проволок, из которых изготовлен канат и присваивается по временному сопротивлению, которое измеряется в Н/мм² или кгс/мм².
Временное сопротивление (часто говорят «временное сопротивление разрыву») - это максимальная нагрузка, которую материал способен выдержать при растяжении, прежде чем начнёт разрушаться.
Представьте, что вы тянете канат. Сначала он чуть-чуть тянется, потом нагрузка растёт - и в какой-то момент канат рвётся. Напряжение (нагрузка на единицу площади сечения), которое было в канате ровно в момент перед разрывом, — это и есть временное сопротивление. То есть, временное сопротивление проволоки — это характеристика самой стальной проволоки: сколько она выдержит, если её испытывать отдельно.
Например, канат маркировочной группы 1770 Н/мм² или 180 кгс/мм² начнет разрушаться, если приложить к нему усилие на разрыв больше чем 1770 Н или 180 кгс на каждый квадратный миллиметр диаметра.
Другой пример: Если взять два каната одинаковой конструкции и одинакового диаметра, но разных маркировочных групп 1770 Н/мм² и 1860 Н/мм², то у последнего каната разрывное усилие каната в целом будет больше.
С основными диаметрами и ГОСТами стальных канатов вы можете ознакомиться на страницах нашего каталога "Стальной канат".
В том случае, если у Вас остались или появились вопросы - будем рады ответить на них по телефону: +7 (343) 200-99-79
Или можете задать вопрос через электронную почту, тогда жмите на кнопку "Задать вопрос" в форме внизу или пишите на этот адрес: zakaz@strop-arsenal.ru
