Что такое рабочее усилие каната

Разрывное усилие каната

Стальная канатная продукция (троса) – распространенная и весьма востребованная разновидность металлоизделий. Производимый сегодня ассортимент канатов способен удовлетворить спрос на них во всех отраслях, где троса востребованы. При выборе метиза для определенных целей приходится считаться с рядом факторов. Определяющими из них являются прочностные характеристики, приведенные в заводском паспорте канатной продукции. Важным параметром принято считать разрывные усилия канатов – предельные нагрузки, сопровождающиеся разрушением витого изделия.

На практике прочность канатной продукции зависит от целого комплекса особенностей изделия, среди которых следует назвать:

В конечном итоге разрывное усилие троса зависит от диаметра самого изделия и рост его пропорционален увеличению сечения каната.

Понятия и характеристики

Трактовка понятия разрывного усилия стальных канатов вытекает из самого термина. По сути, это силовая нагрузка, которую необходимо приложить к тросу для его разрушения. Существует два значения этой характеристики канатной продукции, обычно приводимых в стандарте на трос стальной. Они представлены:

• разрывным усилием каната в целом;
• суммарным разрывным усилием каната.

Первое из них определяется на каждую партию канатной продукции посредством заводских испытаний. И если с первым все понятно, то суммарное значение складывается из разрывных усилий всех проволок, пошедших на повив каната. Обычно это значение выше, нежели для канатного изделия целиком, так величина разрывного усилия каната ГОСТ 2688 составляет примерно 84.9% от суммы всех проволок.

Важной характеристикой, определяющей прочность канатной продукции можно назвать упомянутую выше маркировочную группу. Она указывает на временное сопротивление разрыву проволок и измеряется в Н/мм² (кгс/мм²). Фактически это сила, приложенная к проволоке, превышение которой приводит к разрыву последней. Среди серийно производимой канатной продукции встречаются маркировочные группы: 1370 (140) … 1860 (190) Н/мм² (кгс/мм²). Более высокие показатели прочности используются для выполнения специальных заказов. Троса от 1960 Н/мм² (200 кгс/мм²) и выше производятся по согласованию с заказчиком.

Практический расчет разрывного усилия каната (Q_раз) производится несложно. Для него следует воспользоваться формулой:

Чтобы определиться с коэффициентом, необходимо разделить два термина, приведенные в формуле. Разрывной нагрузке мы посвятили предыдущие строки, а рабочая указывает на вес груза, перемещаемого при помощи троса. Для безопасной работы она всегда меньше, нежели величина статического разрывного усилия каната. Коэффициента запаса прочности значение соответственно в разы больше единицы и равно:

Приобретая канатную продукцию для определенных целей, следует учитывать оба вида нагрузки – это важно для продолжительной и безупречной ее работы.

Источник

Суммарное усилие всех проволок в канате и разрывное усилие каната в целом — в чём разница?

Постараемся коротко и доступным языком внести ясность по данному вопросу.

Разрывное усилие каната в целом – сила, которую необходимо приложить, чтобы изделие разорвалось. Другими словами, это предельная нагрузка, при которой канат разрывается.

Разрывное усилие каната
можно определять двумя способами:

Суммарное разрывное усилие всех проволок всегда больше разрывного усилия каната в целом того же диаметра, из-за неравномерности работы проволок в канате. Оба эти параметра это сила, поэтому они измеряются в Ньютонах.

Эмпирическим путём установлено, что в среднем Разрывное усилие каната в целом составляет 83% от Суммарного разрывного усилия всех проволок в канате.

Временное сопротивление – максимальное механическое напряжение, превышение которого повлечёт за собой разрыв материала.

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 будет больше.

С основными диаметрами и ГОСТами стальных канатов вы можете ознакомиться на страницах нашего каталога “Стальной канат”.

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

Полезно знать:

Есть вопросы? Задавайте.
Ответим в течение 15 минут

ООО «Строп-Арсенал» © 2015-2019. Все права защищены.
Производство и поставка грузоподъёмных строп
и съёмных грузозахватных приспособлений
в Екатеринбурге, в Тюмень и по всей России.

Рабочие часы: Пн-Пт: 09:00-18:00,
Сб-Вс: Выходные

г. Екатеринбург, ул. Амундсена,133
стр.4, оф.6

Источник

Разрывная и допустимая нагрузка стального троса

Как рассчитываются рабочие показатели прочности

Прочность тросов, канатов по производственному назначению регламентируется соответствующими ГОСТами:

Прочность троса из стали определяется двумя критериями:

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:

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:

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 – 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

Источник

Разрывное усилие стальных канатов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗРЫВНОГО УСИЛИЯ И ВЫБОР КАНАТА

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:

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.

Стальные канаты. Назначение, классификация.

Коэффициент запаса прочности каната, его величина для грузовых и стропальных канатов.

Различают канаты одинарной свивки (прядь), свитых из проволок вокруг центральной проволоки и канат двойной свивки (трос) свитый из прядей вокруг сердечника.

Сердечник придаёт канату гибкость и способствует смазке.

Материал сердечника – пенька, сизаль, джут, а для кранов, работающих с раскалённым и расплавленным металлом применяют канаты с металлическими сердечниками из мягких отожжённых проволок.

Если проволоки в прядях и пряди вокруг сердечника свиты в одну сторону, то это канат односторонней свивки, такие канаты более гибкие, но склонны к раскручиванию.

Если проволоки в прядях и пряди в канате свиты в разных направлениях, то это канат крестовой свивки. Они менее гибкие, но не раскручиваются.

На кранах применяют именно эти канаты.

Конструкцию каната обозначают: 6*61+1 О.С О.С. – органический сердечник.

6 – число прядей в канате;

61 – число проволок в каждой пряди.

Все канаты изготовляют в соответствии с ГОСТами и снабжают сертификатами.

Коэффициент запаса прочности каната (Zp) – это отношение разрывного усилия каната в целом (F0) к наибольшему натяжению ветви каната (S).

Zp=F0/S

КЗП для грузовых канатов зависит от режима работы: режим работы Л С Т ВТ

КЗП больше 5 5,5 6 6

Для стропальных канатов КЗП не зависит от режима работы и всегда должен быть больше или равен шести.

Правила безопасной погрузки и разгрузки железнодорожных полувагонов.

В местах постоянной погрузки и разгрузки железнодорожных полувагонов и платформ должны быть установлены эстакады для стропальщиков.

Работой должно руководить специалист, ответственный за безопасное производство работ с применением ПС.

Перед началом погрузки или разгрузки полувагонов нужно убедиться в том, что полувагон отцеплен от подвижного состава, а под колёса установлены тормозные башмаки. Никто не должен находиться в полувагоне и около него.

Стропальщик должен находиться на эстакаде и для разворота груза использовать крюк соответствующей длины.

Под опускаемый груз при необходимости должны быть уложены прочные подкладки.

Погрузку или разгрузку производить равномерно, без нарушения равновесия полувагонов.

Билет № 13

Различают два типа токоподвода:

— троллейный, с помощью троллеев и скользящих по ним токосъёмников (башмаков);

— кабельный, с помощью гибкого кабеля.

По назначению троллеи делятся:

— главные (цеховые), расположенные вдоль пролёта цеха и подводящие ток к крану;

— вспомогательные (мостовые) установлены на мосту кранов старой конструкции и осуществляющие энергоснабжение тележки.

Троллеи по конструкции делятся на:

— жёсткие — из стального проката (уголок, рельс и другое);

— гибкие — из медного контактного провода (без изоляции).

Токосъёмники выполняют из чугуна большой массы (для обеспечения лучшего контакта), форма их зависит от формы троллеи.

Кабельный токоподвод применяют для козловых кранов и для энергоснабжения тележек современных кранов.

Кабельный токоподвод для тележки выполняют так:

вдоль тележечного пути натягивают тонкий канат (стальной уголок) по которому катятся ролики кареток с прикреплённым в них кабелем.

Один конец кабеля прикреплён к выводной коробке на мосту крана, а другой конец закреплён на раме тележки к поводку и подключён к соответствующим эл. аппаратам.

С целью защиты кабеля от возможного растяжения, каретки соединяют между собой тонким вспомогательным канатом, длина участков которого меньше расстояния между каретками.

К крану подводится трехфазный переменный ток, напряжением 380 Вольт.

Все канаты изготавливают в соответствии с ГОСТами и снабжаются сертификатами.

Перед установкой каната на кран он должен быть проверен расчётом на прочность по формуле:

F0 – разрывное усилие каната в целом [H], берётся из сертификата каната, если в сертификате дано суммарное разрывное усилие проволок в канате Fсум., то F0=0,83Fсум.

S – наибольшее натяжение ветви каната [H], берётся из паспорта крана или рассчитывается.

Zр – коэффициент запаса прочности, берётся из специальной таблицы в зависимости от режима работы.

КЗП для грузовых канатов: режим работы Л С Т ВТ

КЗП больше или равно 5 5,5 6 6

Канаты кранов, транспортирующих раскалённый и расплавленный металл и шлак, должны быть защищены от воздействия лучистого тепла, брызг металла и шлака путём установки специальных ограждений (экран).

Сердечник этих канатов металлический, нормы браковки в 2 раза меньше по сравнению с канатами обычных кранов.

Билет № 14

ПРР (пускорегулирующие резисторы) служат для уменьшения пускового тока при включении двигателя и для регулировки скорости при разгоне двигателя и его торможении.

Их изготовляют из спецсплавов с большим удельным сопротивлением (константан, нихром, фехраль), величина которого не меняется при нагреве (до 3000С нагреваются ПРР при работе).

Канат стальной, характеристики стальных канатов

Как рассчитываются рабочие показатели прочности

Прочность тросов, канатов по производственному назначению регламентируется соответствующими ГОСТами:

Прочность троса из стали определяется двумя критериями:

Разрывная и рабочая прочность зависит от технологии производства, конструкции, степени жесткости. Чем выше жесткость троса, тем выше показатели прочности на разрыв.

Параметры прочности

Прочность каната из стали зависит от двух параметров: минимальной и максимальной нагрузки. Самая низкая нагрузка, при которой изделие из стали начинает изнашиваться, устанавливает прочность его разрывания.

Самая большая нагрузка, которая позволяет использовать трос долгий период без потери его качества, говорит о его рабочей прочности (допустимом усилии). Именно она определяет, какой вес выдержит канат из стали, и сколько времени не будет разрушаться.

Единицей измерения допустимой нагрузки являются ньютоны и считают ее с помощью такой формулы: (k): P=R/k – где R – это разрывное усилие, а k – отношение коэффициент запаса прочности. При подсчетах последнее значение будет зависеть от условий использования и предназначения изделия.

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:

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:

Стальные канаты — технические параметры

Канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 Читайте также: Как покрыть медь серебром в домашних условиях?

Материалы для изготовления канатов

Проволока для производства канатов изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 7372-79 из углеродистой канатной катанки сталь марки 45 — 75. Проволока из стали марки 80, 85 используется для изготовления арматурных канатов.

Расчетный вес и разрывные усилия стальных канатов

В приведенных ниже таблицах указаны расчетный вес и разрывные усилия стальных канатов для маркировочной группы 1770 Н/мм2 (180 кгс/мм2) по основным ГОСТам и диаметрам.
Разрывные усилия указанны в Н (Ньютонах), Для перевода в кгс. необходимо разделить значения разрывных усилий на коэффициент 9,8.

Хранение, размотка и эксплуатация стальных канатов.

Таблица 2. Рекомендации по подбору диаметра барабана для эксплуатации канатов

Для радиуса канавки барабана, с учетом предельных отклонений диаметра каната и его уменьшения при вытяжке, рекомендовано следующее соотношение с диаметром каната:
Глубина желоба блока

· R канавки = (0,52 – 0,53) D каната

· Н блока = (1.6 – 2.0) D каната

При навешивании и запасовке каната необходимо принять все меры, исключающие неравномерную работу прядей каната и вытягивание отдельных из них, в противном случае произойдет обрыв таких прядей и самого каната.
Минимальная партия от 5 метров.

12.1 Стальные канаты

Канат – гибкое изделие, изготовленное из стальной проволоки или из волокон растительного, синтетического и минерального происхождения

Стальные канаты применяют в механизмах грузоподъемных машин в качестве гибкого тягового органа (грузовые), для изготовления стропов, обвязки и крепления грузов (чалочные), для передачи усилий в механизмах (тяговые). Для изготовления канатов используют светлую проволоку из мартеновской углеродистой стали диаметром от 0,2 до 5 мм и расчетным пределом прочности при растяжении 1370 — 2350 Н/мм 2 (140 — 240 кгс/мм 2 ).

Применяемые стальные канаты должны соответствовать действующим государственным стандартам и иметь сертификат завода-изготовителя об их испытании. Канаты, не снабженные сертификатом, к использованию не допускаются.

Стальные канаты классифицируют по назначению, конструкции, по типу свивки, материалу сердечника, направлению свивки и другим признакам.

По назначению канаты делятся на грузовые (Г) для перемещения грузов; грузолюдские (ГЛ) для машин, перемещающих грузы и людей.

По конструкции различают канаты (рисунок 12.1):

− одинарной свивки (спиральные канаты), из проволок, свитых по спирали в один или несколько концентрических слоев;

− двойной свивки, проволоки предварительно свивают в пряди, а затем пряди свивают в канат;

− тройной свивки, свитые из канатов двойной свивки (стренг).

Рисунок 12.1 – Канаты стальные:

а – одинарной свивки типа ТК, 1х19(1+6+12) по ГОСТ 3063-80;

б – двойной свивки типа ЛК-Р, 6х19(1+6+6/6)+1о.с. по ГОСТ 2688-80;

в – двойной свивки типа ТЛК-О, 6х37(1+6+15+15)+1о.с. по ГОСТ 3079-80;

г – двойной свивки типа ТК, 6х19(1+6+12)+1х19(1+6+12) по ГОСТ 3067-88;

д – канат с точечным касанием ТК; е – канат с линейным касанием ЛК;

ж – канаты левой и правой свивки; и – измерение диаметра каната

Канаты одинарной свивки обладают повышенной жесткостью, поэтому их применяют только для различного рода оттяжек. В механизмах строительных кранов применяют преимущественно канаты двойной свивки, шестипрядевые с органическим сердечником. Канаты тройной свивки в грузоподъемных машинах в настоящее время не применяют.

Материал сердечника каната может быть органическим (о.с.) или металлическим (м.с.). Для органического сердечника чаще всего используют пеньку, сизаль или хлопчатобумажную пряжу, пропитанные при изготовлении смазкой. В качестве металлического сердечника используют прядь каната, свитую из мягкой проволоки с пределом прочности 680. 880 Н/мм 2 (70. 90 кгс/мм 2 ). Канаты с металлическим сердечником применяют при многослойной навивке на барабан и работе при повышенных температурах.

По направлению свивки различают канаты левой (Л) и правой свивки. По сочетанию направлений свивки каната и его элементов различают

канаты односторонней свивки, когда направление свивки прядей и проволок в прядях совпадают; и канаты крестовой свивки, когда направление свивки прядей в канате и проволок в прядях противоположно. Канаты крестовой свивки обладают меньшей гибкостью, чем канаты односторонней свивки, но они менее подвержены кручению и деформации при огибании блоков. Их применяют при гладких барабанах механизмов машин.

По типу свивки прядей различают канаты:

ТК – с точечным касанием отдельных проволок между слоями; ЛК – с линейным касанием отдельных проволок между слоями;

ЛК-О – с линейным касанием проволок между слоями и одинаковым диаметром проволок по слоям пряди;

ЛК-Р – с линейным касанием проволок между слоями и разным диаметром проволок в наружном слое пряди;

ТЛК – с комбинированным точечно-линейным касанием проволок.

В зависимости от условий эксплуатации применяют канаты без покрытия или с покрытием. Проволоки прядей могут иметь цинковое покрытие для особо жестких (ОЖ), жестких (Ж) и средних (С) агрессивных условий работы, либо пряди или канат в целом покрывают искусственными материалами (П).

По механическим свойствам изготавливают канаты марок ВК, В, I. Марку ВК применяют для ответственных случаев (транспортирование людей, химически активных или взрывчатых веществ и т.п.). Для крановых механизмов применяют канаты марок В и I.

Техническая характеристика канатов двойной свивки типа ТЛК-О конструкции 6х37 (1+6+15+15) +1 о.с. по ГОСТ 3079-80 приведена в таблице12.1.

Таблица 12.1 – Канаты двойной свивки типа ТЛК-О конструкции

6х37(1+6+15+15)+1о.с. по ГОСТ 3079-80 (выборочные данные)

Характеристики стальных канатов. Канат двойной свивки типа ТК, ЛК-Р.

Характеристики стальных канатов. Канат двойной свивки типа ТК, ЛК-Р.

Назначение стальных канатов.

Очень часто используют стальные канаты в грузоподъемных машинах и механизмах при монтажных работах, поэтому для полноценной их работы необходимо использовать канаты (троса) с наиболее подходящим диаметром, расчетным разрывным усилием и ГОСТом каната, эти параметры можно найти в технической документации к каждому грузоподъемному устройству. В таблицах ниже приведены расчетные разрывные усилия каната, расчетная площадь сечения всех проволок и вес 1000 м смазанного каната для разных диаметров каната в зависимости от типа и конструкции стального (троса) каната.

Стальной канат изготовление. ГОСТ.

Стальной канат (трос) изготавливают согласно ГОСТ, из пружинных марок проволоки, могут быть как с покрытием, так и без него. Ниже в таблицах приведены технические характеристики для трёх типов стальных канатов (тросов) по ГОСТ: ГОСТ 2688-80, ГОСТ 3070-88, ГОСТ 3071-88.

Рис.1. Канаты стальные ГОСТ.

Виды стальных канатов.

Различают три основных вида стальных канатов (тросов): одинарной (однослойной), двойной (двухслойной) и тройной (трехслойной) свивки. Все эти виды изображены ниже рисунок 2.

Рис.2. Виды свивки стальных канатов (тросов).

Типы свивки стальных канатов.

Также по типу свивки стальных канатов (тросов) различают:

— канаты с линейным касанием проволок, тип ЛК;

— канаты с точечным касанием проволок, тип ТК;

— канаты с линейным касанием проволок, с разными диаметрами проволок во внешнем слое пряди, тип ЛК-Р;

— канаты с линейным касанием проволок, с одинаковыми диаметрами проволок, тип ЛК-О;

— канаты с линейным касанием проволок, с проволоками заполнения, тип ЛК-З;

— канаты с линейным касанием проволок, с одинаковыми и разными диаметрами проволок в пряди каната, тип ЛК-РО;

— комбинированные, тип ТЛК.

Рис.3. Типы свивики стальных канатов (тросов).

Канаты двойной свивики: а) ТК6х19 [1+6+12] +1.0.С, ГОСТ 3070-88; б) ЛК-06х19 [1+9+9]+7х7 [1+6], ГОСТ 3081-80; в) ЛК-Р6х19[1+6+6/6]+1.0.С, ГОСТ 2688-80; г) ЛК-Р06хЗб [1+7+7/7+14]+7х7 [1+6], ГОСТ 7669-80; д) ЛК-З6×25 [1+ 6+12/6]+1.0.C, ГОСТ 7665-80; е) ТЛК-06×27 [1+6+10+10]+1.0.С, ГОСТ 3079-80.

Ниже в таблицах приведены технические характеристики для трех типов конструкции стальных канатов: канат двойной свивки типа ЛК-Р 6х19 (1+6+6/6)+1.0.С., канат двойной свивки типа ТК 6×19 (1+6+12)+1.0.С., канат двойной свивки типа ТК 6×37 (1+6+12+18)+1.0.С.

Вес каната стального. Масса стальных канатов.

Канат двойной свивки типа ЛК-Р 6×19.

Таблица 1. Канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6×19 (1+6+6/6)+1.0.С. по ГОСТ 2688-80.

Канат двойной свивки типа тк конструкции 6х19.

Таблица 2. Канат двойной свивки типа ТК конструкции 6×19 (1+6+12)+1.0.С. по ГОСТ 3070-88.

Канат типа ТК 6×37.

Таблица 3. Канат двойной свивки типа ТК конструкции 6×37 (1+6+12+18)+1.0.С. по ГОСТ 3071-88.

Источник