Типы тросов: классы конструкции, отделка и руководство по выбору

Строительные блоки: как устроен трос

Прежде чем сравнивать типы, полезно понять, что вы на самом деле выбираете. Трос — это не один материал, а тщательно спроектированная сборка из трех вложенных друг в друга компонентов, каждый из которых по-своему влияет на производительность.

Провода являются наименьшей единицей. Отдельные стальные проволоки тянутся до определенного диаметра и марки, а затем скручиваются вместе, образуя прядь. Меньшее количество и более толстая проволока в пряди повышают устойчивость к истиранию; чем больше, тем тоньше проволока улучшает гибкость и усталостную долговечность. Пряди затем укладываются по спирали вокруг центральной ядро , который может представлять собой волоконную сердцевину (FC) для обеспечения гибкости, независимую сердцевину из проволочного каната (IWRC) для дополнительной прочности и устойчивости к раздавливанию или сердцевину из прядей проволоки (WSC) для промежуточных характеристик. Обозначение, напечатанное на тросе, например 6×19 или 7×19, указывает количество прядей и приблизительное количество проволок в пряди, которые вместе определяют его механические характеристики.

Каждое последующее типовое решение восходит к этим трем уровням и компромиссам между ними.

Типы тросов по классам конструкции

Строительный класс — это наиболее фундаментальный способ классификации стальных канатов. Он определяет, насколько веревка сочетает в себе прочность, гибкость и устойчивость к истиранию или смятию под нагрузкой.

Класс 6×19 Проволочный канат состоит из шести прядей, каждая из которых содержит примерно от 16 до 26 проволок. Меньшее количество проволок большего размера делает этот класс очень устойчивым к истиранию при контакте с барабанами, шкивами и шероховатыми поверхностями. Это стандартный выбор для подъемных строп общего назначения, подъемных строп и применений, в которых канат проходит через шкивы большего диаметра. Обычные конструкции этого класса включают 6×19 Seal, 6×19 Warrington и присадочную проволоку 6×25. Для покупателей, отвечающих международным стандартам, Трос, соответствующий стандарту ASTM A1023 класса 6×19 отвечает большинству общих требований к такелажу и подъему.

Класс 6×36 В стальном канате используется та же шестипрядная схема, но в каждую прядь входит значительно больше и меньших по размеру проволок. В результате получается заметно более гибкая веревка, которая легче сгибается вокруг меньших шкивов и через многослойную обмотку барабана. Подъемные тросы крана, тросы лебедки и тросы лифта идеально подходят. Компромиссом является снижение стойкости к истиранию: более тонкие внешние проволоки более подвержены поверхностному износу и сдавливанию при больших углах наклона.

Класс 7×19 добавляет седьмую центральную прядь, придавая веревке исключительную гибкость и гладкую внешнюю поверхность. Это делает его доминирующим выбором для тросов управления самолетами, тросов, лебедок и устройств управления «тяни-толкай», где трос должен многократно сгибаться на малых радиусах. Диаметры обычно меньше — от 3/32 дюйма до 3/8 дюйма, а конструкция доступна в основном с оцинкованной отделкой.

Устойчивые к вращению конструкции такие как 8×19 и 19×7, разработаны для однолинейных подъемников, где вращение груза является проблемой безопасности. Многослойное расположение прядей создает противоположные силы крутящего момента, которые нейтрализуют друг друга при растяжении, сохраняя стабильность нагрузки. Типичными вариантами применения являются подъемные канаты башенных кранов и шахтные подъемники с глубокими шахтами. Эти конструкции требуют осторожного обращения и заделки — они более чувствительны к перегибам и ошибкам монтажа, чем стандартные 6-жильные конструкции.

Типы тросов по отделке поверхности

Обработка поверхности определяет, как трос взаимодействует с окружающей средой. Во многих случаях выбор отделки имеет такое же значение, как и класс конструкции: конструктивно подходящий канат с неправильной отделкой преждевременно выйдет из строя в агрессивной среде или в среде с высокой влажностью.

Яркий (без покрытия) Трос представляет собой проволоку из углеродистой стали с легкой смазкой, нанесенной при изготовлении. Он обеспечивает максимальное металлическое сечение для данного диаметра (что означает несколько более высокую номинальную прочность на разрыв, чем аналог с покрытием) и минимальную стоимость приобретения. Ограничением является воздействие: блестящая веревка быстро разрушается на открытом воздухе, в морской или химической среде без дополнительной защиты посредством смазки или контроля окружающей среды.

Оцинкованный трос наносит цинковое покрытие на каждую отдельную проволоку перед скруткой, обеспечивая надежную защиту от коррозии при умеренной надбавке к стоимости по сравнению с ярким канатом. Это наиболее широко используемое покрытие для наружного строительства, сельского хозяйства и легкого морского транспорта. Диапазон и эффективность гальванизированной защиты значительно различаются в зависимости от используемого метода — это различие стоит глубоко понять.

Трос из нержавеющей стали — обычно марки 304 или 316 — заменяет углеродистую сталь коррозионностойким сплавом по всему поперечному сечению проволоки. В марку 316 добавлен молибден для обеспечения превосходной устойчивости к хлоридам, что делает его стандартом для морской среды, пищевой промышленности и химических предприятий, где оцинкованный канат все равно будет подвергаться коррозии с течением времени. Нержавеющая сталь имеет более высокую цену, но в действительно суровых условиях она исключает циклы замены, которые подрывают ценовое преимущество более дешевых альтернатив. Наш канатная продукция из оцинкованной и нержавеющей стали охватывают обе отделки во всем диапазоне конструкций и диаметров.

Трос с пластиковым покрытием (Оболочка из ПВХ или нейлона) добавляет полимерную оболочку поверх оцинкованного или нержавеющей сердцевины. Покрытие защищает от истирания, обеспечивает электроизоляцию, предотвращает загрязнение поверхности и улучшает управляемость. Это часто встречается в архитектурных тросовых перилах, страховочных веревках, бельевых веревках и везде, где веревка контактирует с поверхностями, которые должны оставаться немаркированными или чистыми.

Оцинкованный трос: горячее или электрооцинкованное

В категории оцинкованных изделий два различных производственных процесса обеспечивают существенно разные уровни защиты, и их путаница является распространенной ошибкой в спецификации.

Горячее цинкование погружает стальную проволоку в ванну с расплавленным цинком, обычно при температуре около 450°C. Цинк металлургически связывается со стальной поверхностью, образуя толстое многослойное покрытие, которое включает внешний слой чистого цинка и внутренние слои железо-цинкового сплава. Толщина покрытия при горячем цинковании существенно больше, чем при гальванике — часто в три-пять раз толще по массе на единицу площади. Такая глубина покрытия напрямую приводит к увеличению срока службы при постоянной влажности, ультрафиолетовом излучении и умеренном химическом воздействии. Горячеоцинкованный трос является подходящим выбором для наружного подъемного оборудования, судового палубного оборудования, строительных подъемников и любых применений, подвергающихся постоянному воздействию окружающей среды.

Электрогальванизация наносит цинк на проволоку посредством электрохимического процесса при комнатной температуре. Полученное покрытие тоньше, более однородно по внешнему виду и лучше подходит для применений, где важна точность размеров, например, для контрольных кабелей малого диаметра, где толщина покрытия влияет на совместимость фитингов. Электрооцинкованный канат обеспечивает умеренную защиту от коррозии и подходит для периодического воздействия на открытом воздухе или в помещениях с периодической влажностью.

При выборе оцинкованного троса подтвердите, какой процесс применяется. Трос с маркировкой просто «оцинкованный» без дополнительной квалификации может быть электрооцинкованным и непригодным для коррозионных требований морских или наружных подъемных устройств, требующих защиты горячим погружением.

Соответствие типа троса конкретному применению

Правильный канат для конкретной работы находится на пересечении механических требований и воздействия на окружающую среду. Вот как наиболее распространенные категории приложений сопоставляются с выбором типа.

Подъемно-подъемные работы — включая мостовые краны, подъемники и подъемные стропы — обычно требуется канат класса 6×19 с оцинкованной или блестящей отделкой в сочетании с IWRC для обеспечения устойчивости к раздавливанию в многослойных барабанных системах. Для многоцикловых кранов может быть указан класс 6×36 для увеличения усталостной долговечности при изгибе. Правильно подобрано арматура для тросов и такелажные принадлежности — обжимные муфты, зажимы для троса, коуши — необходимы для реализации полной номинальной мощности канатной сборки.

Морской и оффшорный для применения требуется нержавеющая сталь марки 316 или канат, оцинкованный горячим способом, в зависимости от бюджета и серьезности воздействия. Такелаж на судах, швартовые тросы и тросы якорной лебедки – все они подвергаются постоянному контакту с соленой водой. В таких условиях интервалы технического обслуживания в большей степени определяются коррозионными характеристиками отделки, чем механической конструкцией.

Строительно-конструкторские виды использования — оттяжки, подвесные тросы, системы защиты от падения и временные конструкции — обычно требуют класса 6×19 или 6×36 с горячеоцинкованной отделкой. Баланс прочности и умеренной гибкости подходит как для статических несущих задач, так и для применений, требующих периодической регулировки или изменения положения.

Кабели управления и движения в машинах, двухтактных системах и средствах управления транспортными средствами используются классы 7×19 или 7×7 из-за их гибкости и компактного диаметра. Они обычно поставляются с оцинкованной отделкой и требуют точных концевых заделок для поддержания реакции управления. Соответствующий аксессуары для тросов для сборки и натяжения — манжеты, обжимные упоры и талрепы — завершают сборку для надежной работы.

Ключевые критерии выбора

Каждая спецификация стального каната предполагает компромисс между четырьмя основными эксплуатационными характеристиками. Понимание иерархии этих компромиссов для вашего конкретного приложения приведет непосредственно к правильному типу.

Предел прочности устанавливает верхний предел нагрузки. Марка проволоки (IPS, EIPS, EEIPS) и диаметр каната являются основными факторами. Проволока более высокого качества обеспечивает большую прочность на разрыв при том же диаметре, но она также менее пластична — это необходимо учитывать при ударных нагрузках, где ценно некоторое поглощение энергии.

Гибкость определяет минимальный радиус изгиба и усталостную долговечность шкивов. Большее количество проводов на прядь увеличивает гибкость; меньшее количество проводов на прядь уменьшает его. Если веревке приходится перемещаться по шкивам малого диаметра или подвергаться миллионам циклов изгиба, выберите конструкцию с большим количеством прядей, например 6×36 или 7×19, вместо того, чтобы заставлять более жесткую 6×19 использовать систему меньшего размера.

Устойчивость к истиранию имеет значение везде, где трос соприкасается с твердыми поверхностями — фланцами барабана, канавками шкивов, направляющими роликами или пересеченной местностью при использовании лебедок. Меньшее количество внешних проволок большего размера лучше противостоит поверхностному износу. Для этих сред класс 6×19 с конструкцией Seale неизменно превосходит альтернативы с более тонкими проводами.

Коррозионная стойкость следует сопоставлять с фактическим воздействием на окружающую среду, а не использовать по умолчанию самый дешевый из имеющихся вариантов. Яркий канат для закрытых внутренних подъемников, оцинкованный канат для наружных работ и канат из нержавеющей стали для морских или химических сред — каждый из них является экономически правильным выбором, если общий срок службы учитывается в уравнении стоимости.

Сочетание этих четырех критериев с четким представлением условий эксплуатации — циклов нагрузки, геометрии изгиба, воздействия окружающей среды и метода концевой заделки — дает спецификацию, которая работает надежно, а не просто соответствует минимальным требованиям каталога.