Рассчитать вес стального каната
Обновлено: 25.04.2024
Канат (трос) стальной предназначен для подъема, буксировки различных грузов с большим весом. Наиболее часто стальной трос используют в металлургии, строительстве, сельском хозяйстве, машиностроении, судостроении, нефтедобывающей промышленности и других отраслях где необходима безопасная транспортировка грузов.
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.
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).
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.
| Диаметр каната, мм | Расчетная площадь сечения всех проволок, мм 2 | Расчетный вес 1000 м смазанного каната, кг | Расчетное разрывное усилие каната в целом в кгс (не менее) для маркировочной группы по временному сопротивлению разрыву, кгс/мм 2 | ||
| 140 | 160 | 180 | |||
| 4,1 | 6,55 | 64,1 | 1000 | ||
| 4,8 | 8,61 | 84,2 | — | — | 1 315 |
| 5,1 | 9,76 | 95,5 | — | — | 1 490 |
| 5,6 | 11,9 | 116,5 | — | — | 1 820 |
| 6,9 | 18,05 | 176,6 | — | 2 450 | 2 685 |
| 8,3 | 26,15 | 253 | — | 3 555 | 3 895 |
| 9,1 | 31,18 | 305 | — | 4 235 | 4 640 |
| 9,9 | 36,66 | 358,6 | — | 4 985 | 5 455 |
| 11 | 47,19 | 461,6 | — | 6 415 | 7 025 |
| 12 | 53,87 | 527 | — | 7 325 | 8 020 |
| 13 | 61 | 596,6 | 7 255 | 8 295 | 9 085 |
| 14 | 74,4 | 728 | 8 850 | 10 100 | 11 050 |
| 15 | 86,28 | 844 | 10 250 | 11 700 | 12 850 |
| 16,5 | 104,61 | 1025 | 12 400 | 14 200 | 15 550 |
| 18 | 124,73 | 1220 | 14 800 | 16 950 | 18 550 |
| 19,5 | 143,61 | 1405 | 17 050 | 19 500 | 21 350 |
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.
Что такое 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:
- конструкцию троса, определяемую ГОСТом, в соответствии с которым он изготовлен;
- маркировочную группу каната, указывающую на прочностные характеристики;
- диаметры и сечения проволок, из которых он свит и пр.
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:
Q_раз = k·P ,
где k – коэффициент, указывающий на запас прочности , а P – расчетная (рабочая) нагрузка , при которой намечается эксплуатация троса.
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:
k = Q_раз/P .
Приобретая канатную продукцию для определенных целей, следует учитывать оба вида нагрузки – это важно для продолжительной и безупречной ее работы.
Стальные канаты нашли применение в различных отраслях промышленности и строительства. Переработка нефти, добыча угля, возведение промышленных объектов и жилых зданий, эксплуатация морских и речных судов — это далеко не полный список применения металлических тросов.
Сфера применения
- подъемных установок в цехах металлообработки;
- шахтного подъемного оборудования;
- буровых установок и горных машин;
- землеройной и дорожной техники;
- подвесных дорог.
Описание
- полипропилена, полиэтилена;
- пеньки или хлопкового волокна;
- вискозы, капрона, лавсана;
- корда, сизаля.
- Торсиол-55;
- Эласкон;
- БОЗ-1;
- СК-50;
- КС-У.
Технические характеристики
- ГЛ — грузолюдскими, предназначенными для установки на лифтах;
- Г — грузовыми, которые применяются для монтажа всех других механизмов.
- К — комбинированным;
- О — односторонним;
- крестовым.
- Н — нераскручивающиеся;
- МК — малокрутящиеся;
- раскручивающиеся.
- в процессе эксплуатации не образуют петель и узлов;
- свободные концы не раскручиваются и не распускаются;
- трос не совершает круговых вращений при обрезке, удалении перевязок.
- В — обыкновенного качества;
- ВК — высокого качества;
- 1 — нормального качества.
- Продукция с буквенным обозначением С эксплуатируется в агрессивных условиях. Плотность цинка составляет 20-110 г/м2.
- Канаты, маркированные буквой Ж имеют плотность покрытия 25-150 г/м2 и используются в жестких условиях.
- Изделия с маркировкой ОЖ предназначены для эксплуатации в особо жестких условиях с высоким уровнем износа. Поверхностная плотность цинка варьируется от 60 до 245 г/м2.
Условные обозначения
- 14 — диаметр каната;
- Г — грузовой;
- ВК — высокого качества;
- Л — с левым направлением свивки;
- МК — малокрутящийся;
- Т — повышенной точности;
- 1860 — маркировочная группа.
Особенности производства канатов
Контроль качества
- изменение конфигурации и разрушение сердечника;
- выдавливание проволок из прядей;
- износ наружного слоя проволок;
- обрыв проволок;
- залом каната.
Измерение диаметра каната
Диаметр каната определяют замером фактического размера изделия с помощью штангенциркуля. Замеры выполняются на двух участках, расстояние между которыми составляет не менее 1 м. На каждом участке диаметр замеряется в двух плоскостях. Среднее арифметическое значение четырех замеров должно находиться внутри границ допустимых значений, которые указаны для номинального диаметра.
Расчет стальных канатов. Формула. Нормы отбраковки канатов.
Стальные канаты согласно Госгортехнадзору, рассчитываются по формуле:
S = P/K,
S – самое большое усилие на канат, кг;
P – разрывное усилие каната, кг;
K – табличный коэффициент запаса прочности, выбирается из таблицы 1. (для грузовых и тяговых канатов, а также оттяжек (расчалок).
Когда проверяют канаты на прочность, их разрывное усилие берется из сертификата, а в случае его отсутствия определяется практически, путем лабораторного испытания. В этом случае расчет каната ведется по суммарному усилию разрыва отдельных проволок, умноженному на 0,83.
Размеры барабанов для каната.
Самый меньший диаметр барабана или блока, который допускается огибать стальным канатом рассчитывается по формуле:
D ≥ d(с – 1),
D – наименьший диаметр канавки огибаемого барабана или блока, мм;
d – диаметр каната, мм;
e – коэффициент, который зависит от типа грузоподъемной машины и режима её работы. (выбирается по таблице 2. см. ниже)
Диаметр уравнительного блока нужно принимать на 40% меньше диаметра барабанов и блоков.
Более детально про виды, типы свивок, вес стальных канатов Вы можете узнать в статье: Характеристики стальных канатов. Канат двойной свивки типа ТК, ЛК-Р.
Таблица 1.
Наименьшие допустимые значения коэффициентов запаса прочности К.
Уход за стальными канатами. Смазка канатов.
Нельзя допускать резких переломов, «жучков», сплющивания каната из-за падения предметов или защемления его. Необходимо постоянно смазывать канаты специальной мазью не содержащей влаги, это мази с таким составом по весу:
- — масляный гудрон — 68%;
- — битум марки 3 — 10%;
- — канифоль – 10%;
- — технический вазелин – 7%;
- — графит – 3%;
- — озокерит – 2%.
Также возможно смазывать стальные канаты вязким минеральным маслом по типу вискозина.
Периодичность смазки стальных канатов.
Период смазки зависит от того находится он в работе или просто хранится на складе:
- — при работе – через каждые 1,5 месяца;
- — при хранении на складе – через 6 месяцев.
Расход смазки.
Расход смазки зависит от того новый канат или б/у. Если канат новый, то расход составляет 0,3 кг на 100 п.м. каната, а если б/у – 0,45 кг на 100 п.м. каната.
Идеально было бы не допускать канаты трению о кирпичные здания и металлоконструкции, соприкосновения их с электросварочными проводами.
Хранить желательно в сухих, закрытых помещения, хорошо смазанными (с периодичностью смазки описанной выше), в бухтах и на деревянном настиле.
Таблица 2.
Наименьшие допустимые коэффициенты запаса прочности e.
Выбраковка стальных канатов.
В таблице 3 приведены данные согласно которым происходит отбраковка грузовых канатов по количеству обрывов проволок. При подсчете обрыв толстой проволоки принимается за 1.7, а тонкой — за 1.0. В табл. 3 приведены значения для трех типов каната 6 × 19 = 114, 6 × 37 = 222, 6 × 61 = 366. Если необходимо подсчитать отбраковку каната, которого нет в табл. 3, то данные этой таблицы нужно умножить на отношение числа проволок в наружных слоях прядей искомого каната и ближайшее значение по табл. 3. Это число берется самое близкое по количеству проволок и прядей в сечении.
К дальнейшей работе канат не допускается, если обнаружилась оборванная пряжа.
Таблица 3.
Нормы отбраковки грузовых канатов.
Таблица 4.
Коэффициент уменьшения допускаемого числа обрывов проволок при наличии поверхностного износа и коррозии проволок каната.
Канат пеньковый. Вес. Прочность пенькового каната.
Канаты пеньковые являются одними из самых распространенных канатов, изготавливаемых из натуральных волокон (пеньки). Основное применение пеньковых канатов сводится к такелажным работам по подъему, кантовке различных грузов, а в данное время такие канаты также нашли свое применение в украшении интерьера (декоративных целях). Пеньковые канаты применяются в животноводстве для привязки разного скота, в сельском хозяйстве (в подвязке растений) и т.д.
Пеньковые канаты обладают достаточно высокой прочностью на разрыв, долговечностью, устойчивостью к воздействию воды и гибкостью. Он экологически безопасен для окружающей среды и устойчив от солнечной радиации. Удельная плотность таких канатов составляет 1.38.
Одно из самых лучших качеств каната пенькового в том, что стоимость его не высока. Купить его можно диаметром от 0.5 до 30 мм в бухтах. При покупке необходимо знать количество (вес, длина) приобретаемого каната, это можно узнать из таблиц 1 и 2 ниже.
Канат пеньковый вес.
Таблица 1.
Техническая характеристика пеньковых бельных канатов.
| Диаметр канатов, мм | Специальные | Повышенные | Нормальные | |||
| Вес 100 пог. м каната, кг | Разрывное усилие, кг (не менее) | Вес 100 пог. м каната, кг | Разрывное усилие, кг (не менее) | Вес 100 пог. м каната, кг | Разрывное усилие, кг (не менее) | |
| 9,6 | 6,6 | 704 | 6,6 | 631 | — | — |
| 11,1 | 8,7 | 835 | 8,5 | 745 | 8,5 | 680 |
| 12,7 | 11,6 | 1101 | 11,3 | 994 | 11,3 | 907 |
| 14,3 | 14,7 | 1361 | 14,3 | 1228 | 14,3 | 1121 |
| 15,9 | 19 | 1740 | 17,2 | 1449 | 17,2 | 1323 |
| 19,1 | 27 | 2368 | 25,3 | 2017 | 25,3 | 1842 |
| 20,7 | 31,5 | 2731 | 30 | 2318 | 30 | 2117 |
| 23,9 | 42,5 | 3550 | 40,2 | 3091 | 40,2 | 2822 |
| 28,7 | 61 | 4830 | 59 | 4250 | 59 | 3880 |
| 31,8 | 76 | 5852 | 72,8 | 5175 | 72,8 | 4725 |
| 36,6 | 100 | 7344 | 94,8 | 6456 | 94,8 | 5927 |
| 39,8 | 118 | 8690 | 112 | 7536 | 112 | 6918 |
| 47,8 | 168 | 12281 | 161 | 10632 | 161 | 9761 |
| 55,7 | 232 | 15990 | 220 | 13855 | 220 | 12719 |
| 63,7 | 302 | 20163 | 291 | 17614 | 291 | 16020 |
Техническая характеристика пеньковых смоленых канатов.
| Диаметр канатов, мм | Специальные | Повышенные | Нормальные | |||
| Вес 100 пог. м каната, кг | Разрывное усилие, кг (не менее) | Вес 100 пог. м каната, кг | Разрывное усилие, кг (не менее) | Вес 100 пог. м каната, кг | Разрывное усилие, кг (не менее) | |
| 9,6 | 7,8 | 669 | 7,8 | 600 | — | — |
| 11,1 | 10,3 | 793 | 10 | 708 | 10 | 646 |
| 12,7 | 13,7 | 1046 | 13,3 | 944 | 13,3 | 862 |
| 14,3 | 17,3 | 1293 | 17 | 1167 | 17 | 1065 |
| 15,9 | 22,4 | 1653 | 20,3 | 1376 | 20,3 | 1257 |
| 19,1 | 31,9 | 2250 | 29,8 | 1916 | 29,8 | 1750 |
| 20,7 | 37,2 | 2594 | 35,4 | 2202 | 35,4 | 2011 |
| 23,9 | 50,1 | 3372 | 47,4 | 2936 | 47,4 | 2681 |
| 28,7 | 72 | 4588 | 70 | 4037 | 70 | 3686 |
| 31,8 | 89,7 | 5559 | 86 | 4916 | 86 | 4489 |
| 36,6 | 118 | 6976 | 112 | 6133 | 112 | 5630 |
| 39,8 | 139,2 | 8255 | 132 | 7159 | 132 | 6572 |
| 47,8 | 198,2 | 11667 | 190 | 10100 | 190 | 9272 |
| 55,7 | 273,8 | 15190 | 260 | 13162 | 260 | 12083 |
| 63,7 | 356,4 | 19155 | 343,4 | 16733 | 343,4 | 15219 |
Пеньковые канаты допускают к применению в качестве чалочных для грузов с небольшим весом. На конце пенькового каната петля должна быть обязательно только с коушем. Заплетка петли должна иметь не меньше чем две полные и две половинные пробивки.
Расчет каната на прочность.
Для определения натяжения пеньковых чалочных канатов необходимо знать количество ветвей каната и углы их наклона к вертикали:
S = (1/cos α) · Q/m = K · Q/m,
S – натяжение каждой ветви стропа, кг;
Q – вес поднимаемого груза, кг;
m – число ветвей стропа;
α – угол наклона ветвей стропа к вертикали.
Коэффициент запаса прочности пеньковых канатов.
Значение коэффициента K:
При α = 0° → K = 1,0;
При α = 30° → K = 1,15;
При α = 45° → K = 1,42;
При α = 60° → K = 2,0.
Расчет каната производим по формуле:
P/S ≥ K,
K – коэффициент запаса прочности, который должен быть не менее 8;
P – разрывное усилие каната в целом, принимаемое по сертификату или таблице 1 и 2.
Читайте также: