Прочность стального каната на растяжение

Прочность стального каната на растяжение thumbnail

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.

Читайте также:  Что делать при растяжении связок на ноге стопе

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

Каталог / прочностные характеристики, разрывное усилие, маркировочная группа

Канат стальной, трос

Канат стальной трос — основной грузонесущий элемент большинства грузоподъемных,
транспортных, дорожно-строительных, землеройных машин и механизмов,
которые являются одним из наиболее распространенных видов метизов и
находят широкое применение в самых различных отраслях промышленности:
угольной, горнорудной, нефте — газодобывающей и перерабатывающей,
транспортном и сельскохозяйственном машиностроении, строительной индустрии, морском, речном транспорте и т. д.

Каждый тип и конструкция стального каната имеют свои особенности, которые необходимо учитывать при выборе для конкретных условий эксплуатации.
при этом следует выдерживать рекомендуемые соотношения между диаметрами органов навивки и диаметрами канатов,
а также необходимый запас прочности, обеспечивающий безаварийную работу.

В ассортименте канаты крановые, для лифтов, для талей, подъемные для шахтных установок,
для экскаваторов, тяговый для подвесных дорог и кабель-кранов, для скиповых подъемников
доменных печей, для вагоноопрокидывателей, для изготовления предварительного
напряженных арматурных железобетонных изделий, для судовых подъемных
устройств, для стоячего такелажа судов, арматурный, спиральный, швартово-буксирный и др.
Отрезаем стальной канат любой длины, комплектуем заказы с нестандартной длиной.

Маркировка стальных канатов:

Прочностные характеристики каната отражаются в его маркировке.
Маркировка каната диаметром 15 мм грузолюдского назначения марки ВК, оцинкованный по группе Ж, малокрутящийся, левой крестовой свивки, нераскручивающийся, повышенной точности изготовления, маркировочной группы 1900 Н/мм2 имеет следующее условное обозначение:

Канат 15 ГЛ-ВК-Ж-МК-Л-Н-Р-Т-1900 ГОСТ (ТУ).

Маркировка каната ГОСТ 3079 диаметром 25,0 мм, грузового назначения, марки 1, оцинкованный по группе Ж, левой односторонней свивки, нераскручивающийся, нерихтованный, повышенной точности, маркировочной группы 1370 Н/мм2 (140 кгс/мм2) имеет следующее условное обозначение:

Канат 25 Г-1-Ж-Л-О-Н-Т-1370 ГОСТ 3079-80

Канат ГОСТ 16853 с металлическим сердечником, диаметром 32 мм, марки В, правой крестовой свивки, повышенной точности изготовления Т, маркировочной группы по временному сопротивлению разрыву 1570 Н/мм2 (16 кгс/мм2) маркируется следующим образом:

Канат МС-32-В-Т-1570 ГОСТ 16853-88

Канат грузовой ГОСТ 2688-80 диаметром 16,5 мм, марки ВК, оцинкованный по группе С, правой крестовой свивки, повышенной точности изготовления Т, маркировочной группы по временному сопротивлению разрыву 1570 Н/мм2 (16 кгс/мм2) маркируется следующим образом:

Канат 16,5 Г-ВК-С-Т-1570 ГОСТ 2688-80

Прочностные характеристики канатов:

Конструкция, ГОСТДиаметр, ммМаркировочная группа, Н/мм2 (кгс/мм2)
1570(160)1670(170)1770(180)
Разрывное усилие в целом, Н, не менее
ГОСТ 2688-80 6х19(1+6+6/6)+1о.с3,6-51,015800-129500016800-13400007465-1395000
ГОСТ 3062-80 1х7(1+6)0,65-10,5715-93200764-97750431-102000
ГОСТ 3063-80 1х19(1+6+12)1,1-17,01900-2445002015-2555001145-267500
ГОСТ 3064-80 1х37(1+6+12+18)1,6-24,03485-4485003700-46350021,5-48200
ГОСТ 7668-80 6х36(1+7+7/7+14)+7х7(1+6)10,5-57,066150-190500070450-195000071800-2000000
ГОСТ 14954-80 6х19(1+6+6/7х7(1+6))9,7-49,556350-148000059850-153500061700-1595000
ГОСТ 16853-88 6х31(1+6+6,6+12)+1 о.с.25,0-38,0349900-781000371000-830000393000-878500
ГОСТ 16853-88 6х31(1+6+6,6+12)+7х7(1+6)25,0-38,0400500-896500426000-952500451000-1009000
ГОСТ 3066-80 6х7(1+6)+1х7(1+6)3,8-27,58495-4700009035-4995009954-514500
ГОСТ 3067-88 6х19(1+6+12)+1х19(1+6+12)6,2-18,521200-19000022550-20200023850-214000
ГОСТ 3068-88 6х37(1+6+12+18)+1х37(1+6+12+18)8,0-13,035500-8855037750-9430040000-99700
ГОСТ 3069-88 6х7(1+6)+1о.с.3,3-29,05405-4215005730-4480006085-465500
ГОСТ 3070-88 6х19(1+6+12)+1о.с.6,5-13,019550-7775020800-8260022000-87250
ГОСТ 3071-88 6х37(1+6+12+18)+1о.с.8,5-15,532400-110000344550-11700036450-124000
ГОСТ 3077-80 6х19(1+9+9)+1о.с.7,8-41,029900-84300031300-87200032750-906500
ГОСТ 3079-80 6х37(1+6+15+15)+1о.с.11,5-58,062600-161000066500-171500068750-1765000
ГОСТ 3081-80 6х19(1+9+9)+7х7(1+6)8,6-40,545800-97450048650-100500050150-1045000
ГОСТ 3083-80 6х30(0+15+15)+7о.с.6,5-57,028650-130000030450-138000017800-1430000
ГОСТ 7665-80 6х25(1+6;6+12)+1о.с.16,0-45,0126500-999500134500-1055000139500-1095000
ГОСТ 7667-80 6+25(1+6;6+12)+7х7(1+6)15,5-44,0146000-1145000155000-1220000160000-1260000

Предельные отклонения по диаметру канатов одинарной и двойной свивки

Предельные отклонения канатов с металлическим сердечником и с органическим сердечником.

Диаметр, ммПредельные отклонения, %, не более, для канатов
Повышенной точностиНормально точности
с металлическим сердечникомс органическим сердечникомс металлическим сердечникомс органическим сердечником
До 3,0мм вкл.+7
-1
+6+10
-2
+10
Св. 3,0 до 6,0 вкл.+6
-1
+6+10
-2
+10
Св. 6,0 до 80 вкл.+5
-1
+6+10
-2
+10
Св. 8,0мм+4
-1
+5+6
-2
+7
Предельные отклонения по диаметру канатов одинарной свивки

Диаметр, ммПредельные отклонения диаметра каната одинарной свивки, %, не более
Нормальной точн.Повышенной точн.
До 1,5 мм вкл.+10
-2
+5
Св. 1,5 до 8,0 мм вкл.+10
-2
+4
Св. 8,0 до 16,0 мм  вкл.+6
-2
+4
Св. 16,0 мм+6
-2
+3

Проволока из стали марки 80, 85 используется для изготовления арматурных канатов.

Выбраковка канатов по числу обрывов проволоки на длине одного шага свивки

Первоначальный коэффициент запаса прочностиКонструкция
6х19=114
органический сердечник
6х37=222
органический сердечник
6х61=366
органический сердечник
18х19=342
органический сердечник
Число обрывов проволок на длине одного шага свивки каната, при котором он должен быть забракован.
Крест. свивкиОдност. свивкиКрест. свивкиОдност. свивкиКрест. свивкиОдност. свивкиКрест. свивкиОдност. свивки
До 6126221136183618
От 6 до 7147261338193819
Свыше 7168301540204020
Читайте также:  Найти эпюры растяжения сжатия

Стальные канаты находят широкое применение во всех отраслях промышленности и строительства.
Они используются на монтаже, в крановом хозяйстве, при такелажных работах, для расчалок, подвесок, тяг, грузовых подвесок и т.д.

Для грузовых и подъемных стропов применяются гибкие канаты имеющие органический сердечник.

Для расчалок, вант, тяг, подвесок (в морском деле — это «стоячий такелаж») требуются более жесткие канаты.

Подбор стальных канатов необходимой прочности осуществляется путем определения максимальных расчетных усилий и умножением их на коэффициент запаса прочности.
Полученный результат сравнивают с разрывным усилием каната.

Коэффициент запаса прочности стального каната

НазначениеКоэффициент запаса прочности К3
Грузовые канаты с ручным приводом4
Грузовые канаты с машинным приводом для легкого режима работы5
Грузовые канаты с машинным приводом для среднего режима работы5,5
Грузовые канаты с машинным приводом для тяжелого режима работы6,0
Канаты для полиспастов с изменяющейся длиной под нагрузкой грузоподъемностью от 5 до 50т при соотношении D/d:
Грузоподъемностью от 13 до 165,0
Грузоподъемностью от 16 и более4,0
Канаты для полиспастов с изменяющейся длиной под нагрузкой грузоподъемностью от 50 до 100т при соотношении D/d:
Грузоподъемностью от 13 до 164,0
Грузоподъемностью от 16 и более3,5
Канаты для полиспастов с изменяющейся длиной под нагрузкой грузоподъемностью 100т и более при соотношении D/d:
Грузоподъемностью от 13 до 163,5
Грузоподъемностью от 16 и более3,0
Стропы с обвязкой или зацепкой крюками или серьгами6,0
Стропы витые при соотношении D2/dc от 2 и более5,0
Стропы полотенчатые при соотношении D3/dc 3,5 до 65,5
Стропы полотенчатые при соотношении D3/dc 6 и более5,0
Расчалки, оттяжки, тяги при соотношении D3/d от 4 до 55,0
Расчалки, оттяжки, тяги при соотношении D3/d от 5 до 74,0
Расчалки, оттяжки, тяги при соотношении D3/d от 7 до 93,5
Расчалки, оттяжки, тяги при соотношении D3/d 10 и более3,0

Маркировочная группа канатов и тросов

Буквенные обозначения: D – диаметр ролика; d – диаметр каната; D3 – диаметр захватного устройства (элемента, огибаемого стропом, расчалкой, тягой, крепящим канатом); dc – диаметр витого стропа.
Легкий режим характеризуется работой каната на малых скоростях без рывков с числом изгибов на роликах не более четырех, а тяжелый – работой каната на больших скоростях, с рывками и числом изгибов на роликах более четырех.

По желанию заказчика возможна отгрузка стальных канатов немерной длины (с отмоткой).

Осуществляем продажу канатов и тросов с отгрузкой любым видом транспорта от 100 метров или катушки во все регионы России.

Как купить канат стальной по низким ценам:

  • заполните простую форму «Оформить заказ» вверху страницы;
  • позвоните по телефону +7 (4862) 43-90-47;
  • отправьте заявку на электронную почту megaprom@orel.ru;

Условия продажи:

  • Реализация металлоизделий оптом и в розницу;
  • Безналичный расчет, путем перевода денежных средств с банковского счета;
  • Возможность отсрочки платежей;
  • Бесплатные консультации наших специалистов;
  • Оказываем услуги упаковки товара по требованиям заказчика;
  • Готовы произвести продукцию любой сложности на заказ по чертежам заказчика.

Условия доставки:

  • Доставка продукции осуществляется со склада из наличия;
  • При необходимости мы можем предоставить услугу ответхранения;
  • Готовы предоставить скидку на доставку согласно условиям партнерских программ транспортных компаний;
  • Возможность самовывоза товаров со складов.

Гарантии:

  • Вся продукция сертифицирована, отпускается после технологического контроля;
  • Метизы, крепеж, канаты, сетка, проволока, электроды и другая металлопродукция соответствуют ГОСТ и ТУ;
  • Возможность возврата товара в соответствии с законодательством Российской Федерации;

Доставка по РФ:
Москва, Санкт-Петербург, Архангельск, Астрахань, Барнаул,
Белгород, Брянск, Владимир, Волгоград, Вологда, Воронеж, Екатеринбург, Иваново, Ижевск,
Йошкар-Ола, Казань, Калуга, Киров, Кострома, Краснодар, Курган, Курск, Липецк, Омск, Оренбург,
Пенза, Пермь, Псков, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Саранск, Саратов, Севастополь, Симферополь,
Смоленск, Ставрополь, Тамбов, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Ульяновск, Уфа, Челябинск, Ярославль и др.

Представленная на данном сайте информация содержит каталог справочной информации о более 3000 наименованиях металлоизделий,
носит информационный, ознакомительный характер, может быть применена в разных областях деятельности предприятий.

Источник

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;
Читайте также:  Расчеты на прочность при растяжении сжатии решение задач

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:

  1. Нержавеющая сталь. Используется там, где коррозия является основным фактором.
  2. Оцинкованная углеродная сталь. Применяется там, где прочность стоит на первом месте, а коррозионная стойкость менее важна.

Прочность стального каната на растяжение

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
машины и режим ее работы

Коэффициент
запаса прочности K

Грузовые стреловые

Ручной

4,5

Машинный:

легкий

5

средний

5,5

тяжелый, весьма тяжелый
 и весьма тяжелый непрерывного действия

6

Стреловые, являющиеся растяжками

3,5

Оттяжки мачт и опор:

постоянно действующих кранов

3,5

временно действующих кранов
(со сроком работы до 1 года)

3

Несущие канаты кабельных кранов:

постоянно действующих

3,5

временно действующих кранов
(со сроком работы до 1 года)

3

Тяговые канаты кабельных кранов

4

Канаты полиспастов
для заякоривания несущих канатов (кабельных кранов)

6

Минимальные допустимые значения коэффициента К, принимаемого при расчетах запаса прочности.

Тип грузоподьемной машины

Привод грузоподьемной
машины и режим ее работы

Значение

коэффициента e

Грузоподьемные машины всех

типов, за исключением стреловых кранов, талей и лебедок.

Ручной

18

Машинный:

легкий

20

средний

25

тяжелый, весьма тяжелый
 и весьма тяжелый

непрерывного действия

30

Краны стреловые

Ручной

16

Машинный:

легкий

16

средний

18

тяжелый, весьма тяжелый
 и весьма тяжелый непрерывного действия

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 тросаРабочая нагрузка, кНРазрушающая нагрузка, кН
2мм0,472,35
3мм1,065,29
4мм1,889,41
5мм2,9414,7
6мм4,2421,2
8мм7,5237,6
10мм11,7658,8

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