Стальные тросы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат на тему: Стальные тросы

Содержание:

Введение

Раздел 1: Виды тросов

Раздел 2: Срок службы стальных канатов

Выводы

Введение

Тросами называются изделия, свитые из стальных проволок или скрученные из растительных и синтетических волокон. На кораблях и вспомогательных судах Военно-Морского Флота тросы применяются в качестве стоячего и бегучего такелажа, швартовов и буксиров, в грузоподъемных устройствах, для крепления предметов на корабле, для водолазных работ, в минно-тральном деле, в приборах и механизмах, при такелажных и других работах.

Стальной канат (трос) относится к одному из видов грузоподъемных приспособлений и является сложным и ответственным видом проволочных изделий. Он имеет большое число типов и конструкций и различается по форме поперечного сечения, как самого каната, так и его элементов, а также по физико-механическим характеристикам проволок и сердечников.

Канат стальной (трос) - совмещение достоинств арматуры и проволоки высокой прочности, исключающая при этом наиболее важные их недостатки. В строительстве канаты стальные используют в основном в качестве несущих элементов конструкций повышенной сложности. Одним из важных материалов в производстве стальных канатов является катанка, причём её свойства, форма сечения, диаметр определяют основные технические характеристики стального троса. Также на качество каната влияют его конструкционные особенности.

В данное время канаты (тросы) подразделяют на: одинарной, двойной, тройной свивки и прошивные по числу свивочных операций; овальнопрядные, плоскопрядные, трехгранные по конфигурации сечения прядей; свитые с точечным, линейным и смешанным точечно-линейным касанием по роду свивки; обыкновенные, нераскручивающиеся и не крутящиеся по способу свивки в канат; прямые и обратные по направлению свивки проволок. Готовые канаты смазывают, покрывают антикоррозионным слоем металла или полимера для увеличения их стойкости к воздействию внешней среды.

В ответственных строительных конструкциях чаще всего применяют невитые канаты или канаты, имеющие большой шаг свивки без органического сердечника.

Стальные тросы изготовляют из стальной проволоки разного качества, свитой по спирали. Для защиты от коррозии стальная проволока изготовляется из нержавеющей стали (более дорогая и менее прочная), оцинковывается (со временем покрытие стирается) или тросы имеют пеньковый сердечник, пропитанный смазкой. Последний тип тросов состоят из шести прядей, свитых вокруг пенькового манильского или джутового сердечника. Сердечник заполняет пустоту в центре троса, образованную между прядями, предохраняет пряди от проваливания к центру и защищает внутренние слои проволок троса от коррозии, так как пропитан антикоррозионной смазкой, которая проникает в межпроволочное пространство прядей при изгибе троса.

Раздел 1: Виды тросов

Канаты (тросы) стальные различаются:

По материалу сердечника:

- с органическим сердечником из натуральных или синтетических материалов (обозначается ОС)

- с металлическим сердечником - МС.

Сердечник в стальном канате служит внутренней опорой и амортизатором для прядей самого каната в целом. Его основная функция - противостоять радиальному давлению прядей при нагружении каната, не допуская при этом его поперечной деформации.

В качестве органических сердечников применяются сердечники из натуральных материалов - пеньковые, из синтетических и искусственных материалов - полипропиленовые. При производстве стальных канатов обычно используются органические сердечники, пропитанные антикоррозионными и противогнилостными составами. Массовая доля пропитанного состава колеблется в пределах 25-50% к постоянно сухой массе сердечника.

В процессе производства стального каната выбору вида канатной смазки и способам ее нанесения придается большое значение, так как от этого в значительной степени зависят надежность работы каната и возможность в полной мере использования его технического ресурса. Смазка предназначена не только для защиты металла стального каната от коррозии, но и для обеспечения длительной сохранности органического сердечника в канате, уменьшения трения и износа как внутренних, так и наружных проволок при работе каната на блоках.

Канаты наматываются на деревянные барабаны по ГОСТ 11127-78 или металлические барабаны, а также на возвратные барабаны с использованием их в установленном порядке, или в бухты.

Диаметр шейки барабана должен быть не менее 15 номинальных диаметров каната. Борт барабана должен выступать над наружным слоем намотанного стального каната не менее чем на два диаметра каната при диаметре 25 мм и не менее чем на 50 мм при диаметре каната более 25 мм. Допускается наматывание на барабан несколько отрезков каната одного типоразмера.

В зависимости от количества проволок в тросе, тросы бывают разной гибкости -- менее гибкие из 42 проволок, гибкие тросы из 72 проволок, по 12 в каждой пряди вокруг пенькового сердечника, тросы повышенной гибкости, свитые из 144 тонких проволок (по 24 в каждой пряди) вокруг пенькового сердечника.

По конструкции:

- одинарной свивки (спиральные), состоящие из одного, двух или трех концентрических слоев проволоки, свитых по спирали;

- двойной свивки, состоящие из прядей, свитых в один или несколько концентрических слоев;

- тройной свивки, состоящие из канатов двойной свивки (стренг), свитых в концентрический слой.

По типу свивки прядей и канатов одинарной свивки:

- с точечным касанием проволок между слоями ТК;

- с линейным касанием проволок между слоями ЛК;

- с линейным касанием проволок между слоями при одинаковом диаметре проволок по слоям пряди ЛК-О;

- с линейным касанием проволок между слоями при разных диаметрах проволок в наружном слое пряди ЛК-Р;

- с линейным касанием проволок между слоями и проволоками заполнения ЛК-З;

- с линейным касанием проволок между слоями и имеющих в пряди слои с проволоками разных диаметров и слои с проволоками одинакового диаметра ЛК-РО;

- с комбинированным точечно-линейным касанием проволок ТЛК.

По способу свивки:

- нераскручивающиеся Н;

- раскручивающиеся Р.

По степени уравновешенности:

- рихтованные Р;

- нерихтованные.

По направлению свивки каната:

- правой;

- левой.

По сочетанию направлений свивки канатов и его элементов:

- крестовой свивки (направление свивки каната и направление свивки стренг и прядей противоположны);

- односторонней свивки (направление свивки пряди и направление свивки проволоки в пряди одинаковы) О.

По механическим свойствам:

- марок ВК, В, I.

По виду покрытия поверхности проволок в канате:

- из проволоки без покрытия;

-из оцинкованной проволоки: в зависимости от поверхностной плотности цинка. С, Ж, ОЖ.

По назначению:

- грузолюдские ГЛ (марок ВК, В);

- грузовые Г.

По точности изготовления:

- нормальной;

- повышенной Т.

Канаты типа ТК применяются для напряженных условий эксплуатации, где знакопеременные изгибы и пульсирующие нагрузки незначительны или полностью отсутствуют (расчалочные и грозозащитные канаты, временные лесосплавные крепления, различные поддерживающие).

Канаты типа ЛК-О устойчиво работают в условиях сильного истирания благодаря наличию в верхнем слое проволок увеличенного диаметра. Эти канаты получили широкое распространение в качестве подъемных на судах и лифтах, тормозных на шахтных подъемных установках, тяговых на канатных дорогах. Но для их нормальной эксплуатации требуется несколько повышенный диаметр блоков и барабанов.

Канаты стальные восьмипрядные предназначены для оснащения лифтов и других грузоподъемных установок.

Канаты ЛК-Р следует применять только тогда, когда в процессе эксплуатации они подвергаются воздействию агрессивных сред, интенсивному знакопеременному изгибу при работе на открытом воздухе. Большая структурная прочность этих канатов позволяет использовать их во многих весьма напряженных условиях работы на строительных и металлургических кранах, шахтных подъемных установках, экскаваторах и скреперах, подвесных дорогах, кабель-кранах.

Канаты тройной свивки применяются тогда, когда основными эксплуатационными требованиями являются максимальная гибкость и упругость каната, а его прочность и опорная поверхность не имеют решающего значения. Благодаря использованию проволок малых диаметров по сравнению с проволоками канатов двойной свивки, канаты тройной свивки для нормальной эксплуатации требуют шкива значительно меньшего диаметра.

Канаты ЛК-РО отличаются сравнительно большим числом проволок в прядях и поэтому обладают повышенной гибкостью. Наличие в наружном слое этих канатов относительно толстых проволок позволяет успешно применять их в условиях абразивного износа и агрессивных сред.

Канаты типа ЛК-З применяются почти во всех отраслях промышленности, так как обладают очень большой гибкостью, но при этом не должны подвергаться воздействию агрессивной среды. Применять эти канаты в агрессивной среде не рекомендуется из-за тонких проволок заполнения, легко поддающихся корродированию.

Канаты двойной свивки типа ТЛК следует применять тогда, когда использование канатов с линейным касанием проволок в прядях невозможно из-за нарушения установленных соотношений между диаметрами органов навивки и диаметрами проволок или отсутствием возможности обеспечения рекомендуемого запаса прочности.

Канаты стальные для армирования железобетонных строительных конструкций применяются в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Канаты применяются для постройки орудий лова и такелажа. Имеют повышенную гибкость и прочность по сравнению с канатами из полимерных материалов.

Раздел 2: Срок службы стальных канатов

Чтобы продлить срок службы вашего троса, постоянно следите за его внешним состоянием. После каждой эксплуатации исследуйте его на разрыв прядей и сохранность оцинковки. Если при работе стальной трос в каком-либо месте трется, его нужно оклетневать, чтобы не стерлась оцинковка, иначе трос будет ржаветь. Хранить стальные тросы надо в сухом помещении, предварительно обработав их специальной смазкой, составленной из канифоли, нигрола, солидола.

Важное значение имеет правильный выбор диаметра и профиля канавки (кипа) шкива, огибаемого тросом. При переходе троса через блок его проволоки, помимо растяжения от нагрузки, получают дополнительные напряжения от изгиба, от скручивания и от смятия между проволоками. Лопнувшие от усталости и износа проволоки всегда лежат в месте касания троса о блок. Следует помнить, что на практике снасти бегучего такелажа подвергаются переменным нагрузкам, т. е. работают на усталость. Например, стаксель-фал на ходу яхты под парусами все время подвергается колебаниям в зависимости от нагрузки на стаксель и провисания штага. Амплитуда этих колебаний на крупной яхте может достичь 40--60 мм, а период 1--3 сек. В таких же условиях работает и штуртрос.

Принятые в промышленности и даже в судостроении нормы на диаметры шкивов часто оказываются неприемлемыми при проектировании оснастки парусной яхты, когда идет борьба за всемерное облегчение парусного вооружения.

Практика парусного спорта выработала следующие минимальные диаметры шкивов в зависимости от гибкости троса:

где dтр -- диаметр троса, а указанные диаметры шкивов из мерены по канавке для троса.

На практике иногда приходится принимать диаметр шкива даже несколько меньше критического, но в любом случае не рекомендуется делать шкив менее 12 dтр (по возможности следует принимать его диаметр равным 16 dтр и более). Такие же диаметры должны приниматься для барабанов лебедок и рулевых машинок. Только в отдельных случаях, когда трос не несет большой нагрузки и практически неподвижен на блоке, можно принимать шкивы диаметром 6/10 dтр. Такие диаметры рекомендуются и для битенгов и кнехтов, за которые крепится стальной швартовный или якорный канат. Проводившиеся опыты показали, что срок службы троса пропорционален отношению квадратов диаметров огибаемых блоков.

Радиус кипа шкива должен быть равен 1,05 радиуса троса. При более узком или широком кипе трос изнашивается быстрее. Кип шкива должен охватывать 130--150 поперечного сечения троса (рис. 2). Применение алюминиевых или текстолитовых барабанов лебедок и шкивов способствует уменьшению износа троса.

Важное значение правильного подбора диаметра и профиля кипа шкива иллюстрирует рис. 3, на котором представлены результаты испытаний троса диаметром 5 мм конструкции 7X19. Во время этих испытаний трос работал в условиях, близких к работе фалов на морских яхтах: огибал шкив

Рис. 2. Элементы шкива для стального троса.

Рис. 3. Предельное число циклов, выдерживаемое тросом под нагрузкой, в зависимости от нагрузки, профиля типа А, В, С и диаметра шкива О.

И под нагрузкой подвергался периодическому движению в одну и другую сторону с амплитудой около 25 мм и периодом 1 сек. Испытано было 9 шкивов с относительным диаметром D/dтр,, равным 8, 12 и 16. Каждый из указанных диаметров имел по три (А, В и С) профиля кипа (R/rтр = 1; 2 и 4), На графике по оси ординат отложено количество циклов (число перегибов), которое выдержал трос до разрушения на каждом из девяти шкивов. Нагрузка на трос принималась равной 200 и 365 кг.

При уменьшении диаметра шкива в два раза (с 16 до 8 dтр) выносливость троса падает в 10--12 раз. При переходе с плоского шкива (R/rтр = 4) к кипу нормального профиля (R/rтр = 1) выносливость троса увеличивается в 4-- 5 раз.

Несколько слов о заделке концов тросов для крепления к рангоуту и деталям устройств.

Наиболее распространенным способом заделки концов тросов является заращивание огона с металлическим штампованным или литым коушем. При числе пробивок, равном 3,5, обеспечивается прочность заделки не менее 85% прочности троса.

В практике мелкого судостроения все более широкое применение находят различные патентованные способы заделки концов тросов, заимствованные из авиационной промышленности. При небольшом диаметре троса его конец запрессовывают в концевую металлическую втулку с цилиндрическим отверстием. В процессе запрессовки металл втулки плотно заполняет спиральные канавки между проволоками троса и препятствует выдергиванию последнего под нагрузкой. В простейшем виде такая заделка осуществляется запрессовкой стального шарика (рис. 4, а). Прочность такой заделки на отрыв составляет 60--80% разрывной нагрузки троса.

Рис. 4, Заделка концов троса запрессовкой:

а -- шариком; б -- втулкой с шариком; в -- втулкой с резьбой для талрепа; г -- крепление с втулкой типа б; д, е -- втулки с проушиной и вилкой; ж -- опрессовка типа огона.

стальной канал трос шкив

При необходимости обеспечения повышенной прочности заделки, равной 90--100% разрывной нагрузки троса, применяются втулки, которые могут иметь различное конструктивное оформление, в том числе и вид обычного огона с коушем (рис. 4, б--ж).

Рис. 5. Концевые конусные втулки:
а -- для заливки цинком; б -- для заливки баббитомг в, г -- с вкладным конусным клином.

Для заделки концов троса, имеющего большой диаметр и, следовательно, большую разрывную нагрузку, применяются более надежные конусные втулки (рис. 5).

Наиболее просты втулки с заливкой баббитом или цинком. В первом случае втулки имеют значительную конусность; при заделке трос пропускают через отверстие втулки, затем его конец расплетают и проволоки загибают внутрь втулки (рис. 5, б). В мелком судостроении такие втулки применяются сравнительно редко из-за значительного веса и габаритов.

Втулки для заливки цинком имеют небольшую конусность (около 1/10 ) и длину около 12 dтр (рис. 5, а). Заливка втулки производится чистым цинком после предварительного травления проволок троса раствором соляной кислоты. При заливке происходит спаивание проволок троса в монолитный конус. Такие втулки применены, например, для крепления» стоячего такелажа на 25-тонной крейсерской яхте «Хортица»; они показали достаточную прочность заделки при эксплуатации. Имеется нормаль ОН9-169-60 на подобные втулки (патроны) для крупного судостроения.

Во втулке типа В конец троса удерживается силами трения, возникающими от сжатия расплетенных проволок металлическим конусным клином. Втулка типа Г нормализована и применяется в судостроении (нормаль С1-1307-50.Муфты тросовые). Два последних способа заделки концов троса являются разъемными.

Применение рассмотренных типов концевых заделок связано с необходимостью изготовления специальных деталей, а в случае опрессовки и применения специального ручного или механического пресса. Однако втулки незаменимы при креплении жестких тросов конструкции 1X19 и 7 Х7р. а в некоторых случаях -- обеспечивают меньший вес и габариты крепления, чем заплеткаогонов.

Важное значение для длительной эксплуатации троса имеет предохранение его от коррозии. Поэтому следует применять тросы только из оцинкованной или нержавеющей проволоки. Тросы из неоцинкованной или медненой проволоки быстро покрываются ржавчиной и разрушаются, особенно в морских условиях. Стоячий такелаж должен быть, смазан или окрашен, а все огоны и сплесни -- оклетневаны. За рубежом для некоторых устройств применяются тросы, заключенные в пластмассовую оболочку (наподобие телефонных проводов). Можно использовать для этой цели тонкие пластмассовые трубки, однако при этом необходимо тщательно заделать концы трубки, чтобы предотвратить попадание в нее влаги.

Выводы:

Стальной канат (трос) относится к одному из видов грузоподъемных приспособлений и является сложным и ответственным видом проволочных изделий. Он имеет большое число типов и конструкций и различается по форме поперечного сечения, как самого каната, так и его элементов, а также по физико-механическим характеристикам проволок и сердечников.

Канат стальной (трос) - совмещение достоинств арматуры и проволоки высокой прочности, исключающая при этом наиболее важные их недостатки. В строительстве канаты стальные используют в основном в качестве несущих элементов конструкций повышенной сложности. Одним из важных материалов в производстве стальных канатов является катанка, причём её свойства, форма сечения, диаметр определяют основные технические характеристики стального троса. Также на качество каната влияют его конструкционные особенности.

Размещено на www.allbest.ru