Загальні відомості про тросах

Експлуатаційні якості тросів. Тросами (канатами) називаються вироби з ниток рослинних і штучних волокон або із сталевих дротів. За матеріалом, використаному для виготовлення, троси поділяються на рослинні, синтетичні, сталеві і комбіновані, а за способом виготовлення - на кручені (кручені), невітие і плетені.

При виборі троса для роботи в конкретних умовах керуються його експлуатаційними якостями, які визначаються фізико-механічними характеристиками троса. Найважливішими з них є міцність, гнучкість і еластичність.

Міцність троса - здатність його витримувати навантаження на розтягнення. Вона залежить від матеріалу, конструкції, способу виготовлення і товщини троса. Остання вимірюється в міліметрах: рослинних і синтетичних тросів - по довжині їх кола, сталевих - по діаметру. Міцність є основним критерієм оцінки будь-якого троса, призначеного для роботи в сильно напруженому стані.

Розрізняють розривну і робочу міцність троса.

Розривна міцність троса визначається тією найменшою навантаженням, при якій він починає руйнуватися. Це навантаження R називається розривним зусиллям. Його числове значення в ньютонах зазначено в державних стандартах і може бути обчислено наближено за формулами.

Для рослинних і синтетичних тросів:

для сталевих тросів:

де f - емпіричний коефіцієнт; С - довжина кола перерізу троса, мм; d, - діаметр троса, мм.

Робоча міцність троса визначається тією найбільшим навантаженням, при якій він може працювати в конкретних умовах тривалий час без порушення цілості окремих елементів і всього троса. Це навантаження називається допустимим зусиллям. Його значення в ньютонах встановлюється з певним запасом міцності:

де R - розривне зусилля, Н; k - коефіцієнт запасу міцності, який обирається в залежності від призначення і умов експлуатації троса.

Для більшості суднових тросів коефіцієнт запасу міцності береться рівним 6, а в пристроях для підйому людей - не менше 12.

Гнучкість троса - здатність його згинатися без порушення структури і втрати міцності. Чим більше гнучкість троса, тим зручніше і безпечніше працювати з ним.

Еластичність (пружність) троса - здатність його подовжуватися при розтягуванні і приймати початкові розміри без залишкових деформацій після зняття навантаження. Еластичні троси є оптимальними в умовах прикладання динамічних навантажень.

Для належного догляду за тросами, їх правильного зберігання і використання на судні важливо також знати і враховувати стійкість тросів до впливів зовнішніх факторів: води, температури, сонячної радіації, хімічних речовин, мікроорганізмів і ін. Нормативами і державними стандартами визначені вимоги до якості вихідних матеріалів і основні характеристики тросів.

Рослинні троси. Виготовляють рослинні троси зі спеціально оброблених міцних довгих волокон деяких рослин. За способом завивки вони можуть бути тросової та кабельної роботи.

Мал. 1. Рослинні троси.

Виготовлення рослинного троса (рис. 1) починають з плетення ниток 1 в каболки 2. З декількох каболок свізают пасмо 3, а кілька пасом, свити разом, утворюють трос тросової роботи (рис. 1, а). Залежно від числа пасом троси бувають трьох-, чотирьох- і багатосталкові. Трос з меншим числом пасом міцніше троса такої ж товщини, звитого з більшого числа пасом, але поступається йому в гнучкості. Трос кабельної роботи (рис. 1, б) виходить шляхом звивання декількох тросів тросової роботи, які в структурі такого троса називаються Стренд 4. Трос кабельної роботи менш міцний, ніж трос тросової роботи такої ж товщини, але більш гнучкий і еластичний. Щоб трос не розкручувався і зберігав свою форму, звивання кожного наступного елемента троса роблять в сторону, протилежну звивка попереднього елемента. Зазвичай волокна звивають в каболки зліва направо. Тоді каболки в пасма звивають справа наліво, а пасма в трос - знову зліва направо. Такий трос називається тросом прямого спуску, або правою плетення (рис. 1, в), а трос з протилежним напрямком звивання елементів - тросом протилежного спуску, або лівої плетення (рис. 1, г).

На суднах морського флоту найбільше застосування отримали прядив'яні, манільські і Сизальские рослинні троси. Рідше використовують троси кокосові, бавовняні і лляні.

Прядив'яні троси виготовляють з волокон конопель - пеньки. Істотним недоліком цих тросів є їх велика гігроскопічність і схильність до гниття. Для запобігання гниття пасма троса звивають з просмолених каболок. Такий трос називається смолені, а трос, виготовлений з непросмоленних каболок, - бельной. Міцність смолені троса приблизно на 25% нижче міцності бельной троса такої ж товщини, а маса на 11 - 18% більше. Прядив'яні троси тросової роботи виготовляють кабельні та смоленими, а троси кабельної роботи - тільки смоленими. Останні як більш вологостійкі використовують переважно в качесте швартових тросів. Кабельні троси мають сіро-зелений колір, смолені - від світло-до темно-коричневого. Прядив'яні троси подовжуються без втрати міцності на 8-10%.

Манільські троси виготовляють з волокон тропічного банана абаки - манільської пеньки. З усіх рослинних тросів вони мають найкращі експлуатаційні характеристики: велику міцність, гнучкість і еластичність - подовжуються без втрати міцності на 20 - 25%. Троси повільно намокають і не тонуть у воді, під впливом вологи не втрачають еластичності і гнучкості, швидко сохнуть і тому мало схильні до гниття. Колір цих тросів від світло-жовтого до золотисто-коричневого.

Сизальские троси виготовляють з волокон листя тропічної рослини агави - Сизальские пеньки. Вони еластичні, як манільські троси, але поступаються їм в міцності, гнучкості і вологостійкості, в намоклі стані стають крихкими. Колір цих тросів світло-жовтий.

Кокосові троси виготовляють з волокон, що покривають кокосові горіхи. Троси не тонуть у воді, удвічі легше смолені конопляних тросів, але володіють меншою міцністю. Троси вельми еластичні - при навантаженні на розтягнення, близькою до розривному зусиллю, вони подовжуються на 30 - 35%.

Бавовняні троси використовуються в основному для господарських потреб. Вони недостатньо міцні, недовговічні, вельми гігроскопічні і сильно витягуються.

Залежно від способу виготовлення і товщини рослинні троси мають спеціальні назви:

лини - троси тросової роботи товщиною до 25 мм і троси кабельної роботи товщиною до 35 мм;
перлини - троси кабельної роботи товщиною 101 - 150 мм;
кабельтова - троси кабельної роботи товщиною 151 - 350 мм;
канати - троси кабельної роботи товщиною понад 350 мм.

Ліни великий міцності звивають з декількох каболок високоякісної пеньки. Лінь, звитий з низькосортної пеньки, називається шкімушгаром. Він йде на виготовлення матів, корінців та інших виробів. Ліни, отримані шляхом сплетення лляних ниток, називаються шнурами. Плетені шнури гнучкі і еластичні, не мають великих зовнішніх змін і деформацій в результаті скручування.

При розрахунку розривного зусилля для рослинних тросів приймають наступні значення емпіричного коефіцієнта:

для манільського - 0,65;
для прядив'яного бельной - 0,6;
для прядив'яного смолені - 0,5;
для Сизальские - 0,4.

Синтетичні троси. Залежно від марки полімеру ці троси поділяють на поліамідні, поліефірні та поліпропіленові. До поліамідним відносяться троси, виготовлені з волокон капрону, нейлону (нейлону), перлона, Сілонов і інших полімерів. Поліефірні троси виготовляють з волокон лавсану, ланона, дакрон, Діола, терилена і інших полімерів. Матеріалами для виготовлення поліпропіленових тросів служать плівки або мононитки поліпропілену, тіптолена, бустрона, ульстрона і ін.

Синтетичні троси мають великі переваги перед рослинними. Вони значно міцніше і легше останніх, більш гнучкі й еластичні, вологостійкі, в більшості своїй не втрачають міцності при намоканні і не схильні до гниття. Такі троси стійки до розчинників (бензину, спирту, ацетону, скипидару). Поліамідні і поліефірні троси зберігають всі свої властивості при зміні температури повітря від - 40 до + 60 ° С, що дозволяє використовувати їх при роботі судна в різних кліматичних умовах.

При експлуатації синтетичних тросів необхідно враховувати їх особливості. Поліамідні троси пошкоджуються під впливом сонячної радіації, кислот, оліфи, мазуту, а поліефірні - від зіткнення з концентрованими кислотами і лугами. Розривна міцність поліпропіленових тросів знижується при температурі понад + 20 ° С, а при негативних температурах знижується їх гнучкість. При терті про поверхню деталей обладнання і в результаті тертя пасом між собою троси здатні накопичувати статичну електрику, яке може викликати іскроутворення і пошкодження тросів. Зовнішні волокна недостатньо стійкі до стирання і можуть оплавлятися особливо при терті про шорсткі поверхні.

Синтетичні троси дуже еластичні. Так, при навантаженні, дорівнює половині розривного зусилля, відносне подовження плетених восьмипрядні тросів наступне: поліпропіленових - 21 - 23%, поліефірних - 23 - 25%, поліамідних - 35 - 37%. Така велика еластичність робить сильно натягнутий трос небезпечним для працюючих, так як при розриві кінці його можуть завдати їм травму. Менш небезпечні плетені восьмипрядні троси, ніж кручені трьохпрядні. Крім того, вони більш стійкі до стирання, мають кращу гнучкістю, зберігають структуру і форму навіть при обриві двох пасом, витримуючи при цьому навантаження, що становить 75% розривного зусилля. Відсутність крутного моменту у плетеного троса, що знаходиться в напруженому стані, робить його більш зручним в експлуатації.

Розривна міцність синтетичних тросів залежить від марки полімеру (див. Таблицю).

Таблиця. Значення розривного зусилля (кН) для плетених восьмипрядні тросів в залежності від матеріалу їх виготовлення.

Довжина кола перетину троса, мм

Сталеві троси. Їх виготовляють зазвичай з оцинкованого дроту. За якістю оцинковки дріт поділяють на три групи з індексами ЛЗ (для легких умов роботи), СС (для середніх умов роботи) і ЖС (для жорстких умов роботи).

Мал. 2. Сталеві троси.

За конструкцією троси бувають одинарному, подвійному і потрійному плетення. Трос одинарної завивки, званий також спіральним (рис. 2, а), складається з одного пасма, у якій дроту свити по спіралі в один або кілька рядів навколо центральної дроту. Кілька пасом, свити навколо одного сердечника, утворюють трос двічі кручений (рис. 2.6). Це трос тросової роботи. Трос потрійний плетення (рис. 2, е) отримують шляхом звивання декількох тросів двічі кручений. Він являє собою трос кабельної роботи.

Залежно від способу завивки дротів в многорядной пасма розрізняють троси з лінійним і крапковим торканням дротів. У тросі з лінійним торканням дроту кожного наступного ряду звиваються навколо центрального сердечника в ту ж сторону, що і дроту попереднього ряду. В цьому випадку ряди дротів стикаються по всій довжині дроту. Такий тип троса позначається буквами ЛК. Значення розривного зусилля для тросів типу ЛК конструкції 6X30 (0 + 15 + 15) + 10С наступні:

Діаметр троса, мм

У напрямку сукання дротів у пасмі й пасом в трос розрізняють троси односторонньої, хрестової і комбінованої плетення.

Трос однобокого сукання (правої або лівої) отримують скрутом пасом в тому ж напрямку, в якому свити дроту в пасма. При звивка пасом в трос в напрямку, протилежному звивка дротів в пасмі, виходить трос хрестової звивання. Якщо ж перша половина пасом має звивка в одну сторону, а друга половина - в протилежну, такий трос називається тросом комбінованої плетення.

В як осердя для тросів застосовуються сталевий дріт, промаслені прядив'яні та інші рослинні троси тросової роботи, синтетичні і азбестові матеріали. Сердечник забезпечує щільність троса і збереження його форми на вигинах при великому натягу, робить трос більш м'яким і гнучким. Промаслені сердечники, крім того, оберігають внутрішні дроту від іржавіння, а азбестові - від передчасного зношування тросів, які використовуються в умовах високих Температура. Крім центрального сердечника з різних матеріалів, багато типів тросів мають сердечники з органічних матеріалів всередині кожної пасма.

За ступенем гнучкості троси поділяють на жорсткі і гнучкі. Жорсткими називають троси одинарної завивки, виготовлені з дротів з високою межею міцності, свити в кілька рядів навколо дротяного сердечника, а також троси тросової роботи з одним сердечником з органічного матеріалу. Гнучкими називають троси тросової роботи, кожна пасмо яких свита з тонких дротів і має сердечник з органічного матеріалу, а також звиті з таких тросів троси кабельної роботи.

Комбіновані троси. Їх застосовують як буксирні і в якості швартовов. Для їх виготовлення використовують різні полімери (в поєднанні), а також синтетичні і сталеві троси з волокнами рослинного походження. Факторами, що визначають вибір матеріалів для виготовлення комбінованих тросів, є експлуатаційні характеристики, яким вони повинні відповідати.

Для умовного позначення конструкції, структури і характеристики сталевих тросів застосовують буквенную і цифрову системи. Число пасом в тросі вказується цифрою, а конструкція пасма - сумою цифр, з яких перша характеризує сердечник, друга вказує число дротів в першому ряду, третя - число дротів у другому ряду і т. Д. Наприклад, запис для дворядної пасма (1 + 6 +12) означає, що пасмо має сердечник з однієї (центральної) дроту, в першому ряду пасма 6 дротів, у другому - 12. у пасом з органічним сердечником замість цифри 1 ставлять цифру 0. Запис за дужкою +1 ОС означає, що багатопасмовий трос має загальний органічний сердечник. Так, для багатосталкові троса запис 6X24 (0 + 9 + 15) +1 оС означає: трос шестіпрядний, кожна пасмо має 24 дроту, звиті навколо органічного сердечника в 2 ряди по 9 і 15 дротів відповідно, а пасма свити навколо загального органічного сердечника.