Разрывная и допустимая нагрузка стального троса
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;
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:
- Нержавеющая сталь. Используется там, где коррозия является основным фактором.
- Оцинкованная углеродная сталь. Применяется там, где прочность стоит на первом месте, а коррозионная стойкость менее важна.
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 |
Коэффициент |
|
Грузовые стреловые |
Ручной |
4,5 |
|
Машинный: |
|
|
|
легкий |
5 |
|
|
средний |
5,5 |
|
|
тяжелый, весьма тяжелый |
6 |
|
|
Стреловые, являющиеся растяжками |
|
3,5 |
|
Оттяжки мачт и опор: |
|
|
|
постоянно действующих кранов |
|
3,5 |
|
временно действующих кранов |
|
3 |
|
Несущие канаты кабельных кранов: |
|
|
|
постоянно действующих |
|
3,5 |
|
временно действующих кранов |
|
3 |
|
Тяговые канаты кабельных кранов |
|
4 |
|
Канаты полиспастов |
|
6 |
Минимальные допустимые значения коэффициента К, принимаемого при расчетах запаса прочности.
|
Тип грузоподьемной машины |
Привод грузоподьемной |
Значение коэффициента e |
|
Грузоподьемные машины всех типов, за исключением стреловых кранов, талей и лебедок. |
Ручной |
18 |
|
Машинный: |
|
|
|
легкий |
20 |
|
|
средний |
25 |
|
|
тяжелый, весьма тяжелый непрерывного действия |
30 |
|
|
Краны стреловые |
Ручной |
16 |
|
Машинный: |
|
|
|
легкий |
16 |
|
|
средний |
18 |
|
|
тяжелый, весьма тяжелый |
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 троса | Рабочая нагрузка, кН | Разрушающая нагрузка, кН |
| 2мм | 0,47 | 2,35 |
| 3мм | 1,06 | 5,29 |
| 4мм | 1,88 | 9,41 |
| 5мм | 2,94 | 14,7 |
| 6мм | 4,24 | 21,2 |
| 8мм | 7,52 | 37,6 |
| 10мм | 11,76 | 58,8 |
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 бесплатному телефону 8 (800) 550-93-95 или по электронной почте sales@stropkomplekt.ru.
