Коэффициент запаса прочности стропов из стальных канатов

Коэффициент запаса прочности — это отношение разрывной нагруз­ки каната (цепи) к нагрузке в отдельной ветви стропа. Он показыва­ет, во сколько раз натяжение ветви стропа должно быть меньше разрывной нагрузки каната (цепи), из которого строп изготовлен.

Стропы из стальных канатов должны изготавливаться с коэффициен­том запаса прочности не менее 6 (шестикратный запас прочности).

Цепные стропы должны изготавливаться с коэффициентом запаса прочности не менее 4.

Стропы из растительных и синтетических волокон должны изготав­ливаться с коэффициентом запаса прочности не менее 8.

ВНИМАНИЕ! Несмотря на то, что стропы рассчитаны с запасом прочности, недопустимо превышать грузоподъемность стропа, указанную на бирке.

От чего зависит натяжение ветвей стропа? На какой угол между ветвя­ми рассчитаны стропы?

Натяжение S ветви одноветвевого стропа равно массе груза Q (рис. 3.13). атяжение S в каждой ветви многоветвевого стропа рассчитывают по формуле

S = Q/(n cos б),

где п — число ветвей стропа; cos б— косинус угла наклона ветви стро­па к вертикали.

Конечно, стропальщик не должен определять нагрузки в ветвях стро­па, но он должен понимать, что при увеличении угла между ветвями возрастает натяжение ветвей стропа. На рис. 3.

14 показана зависи­мость натяжения ветвей двухветвевого стропа от угла между ними. Вспомните, когда вы переносите ведра с водой, нагрузка возрастает при разведении рук.

Растягивающее усилие в каждой ветви двухвет­вевого стропа превысит массу груза, если угол между ветвями превы­сит 120°.

Очевидно, что при увеличении угла между ветвями возрастает не толь­ко натяжение ветвей и вероятность их разрыва, но и сжимающая составляющая натяжения 5СЖ (см. рис. 3.13), что может привести к раз­рушению груза.

ВНИМАНИЕ! Ветвевые канатные и цепные стропы рассчитаны так, что углы между ветвями не превышают 90°. Расчетный угол для текстиль­ных стропов 120°.

Для чего предназначены траверсы? Какие конструкции траверс приме­няют для строповки грузов?

Траверсы — это съемные грузозахватные приспособления, предназна­ченные для строповки длинномерных и крупногабаритных грузов. Они предохраняют поднимаемые грузы от воздействия сжимающих усилий, которые возникают при использовании стропов.

По конструкции траверсы разделяют на плоскостные и простран­ственные.

Плоскостные траверсы (рис. 3.15, а) применяют для строповки длин­номерных грузов. Основной частью траверсы является балка 2, или ферма, которая воспринимает изгибающие нагрузки. К балке подве­шиваются канатные или цепные ветви 1.

Траверсы с возможностью перемещения обойм 4 вдоль балки назы­вают универсальными (рис. 3.15, б).

В обоймах установлены уравни­тельные блоки 5, которые обеспечивают равномерное распределение нагрузок между ветвями траверсы S1 = S2. По этой причине такую тра­версу называют балансирной.

Уравнительные блоки также могут при­меняться в конструкциях канатных стропов с числом ветвей более трех.

Пространственные траверсы (рис. 3.15, в) применяют для строповки объемных конструкций, машин, оборудования.

Разноплечую балансирную траверсу (рис. 3.15, г) применяют для подъе­ма груза двумя кранами, она позволяет распределить нагрузки между кранами пропорционально их грузоподъемностям.

• Признаки браковки траверс:
• Ø отсутствие клейма 3 или бирки;
• Ø трещины (обычно возникают в сварочных швах);

1. Ø деформации балок, распорок, рам со стрелой прогиба более 2 мм на 1 м длины;
2. Ø повреждения крепежных и соединительных звеньев.
3. Какие бывают захваты?

Захваты являются наиболее совершенными и безопасными грузозах­ватными приспособлениями, основное преимущество которых — со­кращение ручного труда.

Захваты применяют в тех случаях, когда приходится перемещать однотипные грузы. В связи с большим раз­нообразием перемещаемых грузов существует множество различных конструкций захватов.

Большинство из них можно отнести к одному из указанных далее типов.

Клещевые захваты (рис. 3.16, а) удерживают груз рычагами 1 за его выступающие части.

Фрикционные захваты удерживают груз за счет сил трения. Рычажные фрикционные захваты (рис. 3.16, 6) зажимают груз с помощью рыча­гов 1. Рычажно-канатные фрикционные захваты (рис. 3.16, в) имеют канаты 3 с блоками, их применяют для строповки тюков, кип.

В эксцентриковых захватах (рис. 3.16, г) основной деталью является эксцентрик 4, который при повороте надежно зажимает листовые материалы.

Клиновые (цанговые) захваты предназначены для строповки грузов, имеющих круглые отверстия.

Подхваты заводятся под груз или в специальные отверстия на грузе. К ним относятся вилочные захваты (рис. 3.16, д), предназначенные для строповки поддонов.

• Признаки браковки захватов:
• Ø отсутствие клейма 2 или бирки;
• Ø затупление или выкрашивание зубьев насечки на рабочих поверх­ностях, соприкасающихся с грузом;
• Ø изгибы и изломы рычагов;
• Ø износ шарниров.

Существуют также грузозахватные приспособления, обеспечивающие автоматическую (без участия стропальщика) расстроповку груза.

Расчет грузоподъемности строп: канатных, цепных, текстильных и стальных

Качество и безопасность проведения грузоподъемных и погрузочно-разгрузочных работ зависит от правильной оценки возможностей грузоподъемных оборудований и съемных приспособлений.

Строповка, в том числе, требует определенных знаний и навыков. Для безопасного перемещения грузов с помощью стропов самым важным фактором является определение нужной грузоподъемности. Канатные, текстильные и цепные стропы могут иметь разные грузоподъемности, зависящие от их особенностей.

На бирке стропа производитель, как правило, указывает допускаемую грузоподъемность, но этот показатель относится только к прямой строповке груза. По мере изменения схемы строповки грузоподъемность стропа меняется.

В этой статье мы расскажем, как определить нужную грузоподъемность стропов и их ветвей, и от чего зависят грузоподъемности канатных, текстильных и цепных стропов.

Определение грузоподъемности стропа

Грузоподъемные работы со стропами должны проводиться квалифицированными стропальщиками. Это ответственная работа, требующая определенных знаний по расчету грузоподъемности и длины стропов. Для определения последних важно учитывать следующие показатели:

• вес груза;
• центр тяжести;
• число мест креплений и их расстояние;
• угол наклона ветвей к вертикали и их длина.

В зависимости от схемы строповки нагрузка на строп может снизиться. Поэтому для определения рабочей грузоподъемности используются определенные коэффициенты. Ниже представляем таблицу, в которой указаны коэффициенты и грузоподъемности при разных схемах строповки.

Из таблицы понятно, что, например, при параллельной схеме строповки рабочая грузоподъемность стропа с прямой грузоподъемностью в 500 кг составит 1000 кг и так далее.

Грузоподъемность стропов меняется также при разных количествах ветвей. Для выбора не только стропа, но и захватных приспособлений нужно оценить нагрузку на каждую ветвь. Для определения нагрузки используется следующая формула:

, где S – нагрузка на ветвь; G ‒ вес груза; m ‒ число ветвей; k – коэффициент распределения массы груза на ветви; b – угол наклона ветвей к вертикали; 9.8 – ускорение свободного падения (g=9.8).

Коэффициент распределения массы груза на ветви (k) определяется по числу ветвей.

Расчет нагрузки на ветвь дает возможность рассчитать разрывное усилие стропа по следующей формуле:

, где kзап – это коэффициент запаса прочности.

Этот коэффициент показывает, во сколько раз натяжение на ветвь должно быть меньше разрывного усилия стропа, указанного в паспорте изделия. У стропов из разных материалов он может отличаться.

Канатные стропы изготавливаются из стальных проволок по техническим требованиям специальных ГОСТов. Грузоподъемность стропа определяется по большей части диаметром изделия. Чем больше толщина каната, тем выше его грузоподъемность. У канатных стропов запас прочности должен быть не менее 6:1.

Грузоподъемность цепных стропов отличается в зависимости от параметров звеньев. Чем больше диаметр и длина звеньев, тем выше грузоподъемность стропа. Разрывное усилие указывается на бирке. Запас прочности цепных стропов должен быть не менее 4:1.

Текстильные стропы изготавливаются из текстильных волокон в соответствии с правилами РД 24-СЗК-01-01. Грузоподъемность стропов зависит от ширины ленты. Чем шире лента, тем выше нагрузки может она выдержать. По требованиям безопасности текстильных стропов коэффициент запаса прочности у них должен быть не менее 7:1.

Текстильные стропы разных грузоподъемностей также красятся в разные цвета. Это помогает быстрее определиться с нужной грузоподъемностью и не перепутать изделия.

Выбор и расчёт грузовых стропов для перемещения грузов

Выбор стропов начинают с определения массы груза и расположения его центра тяжести. Если на грузе таких обозначений нет, то необходимо уточнить эти параметры у лица, ответственного за производство грузоподъемных работ. Во всех случаях необходимо убедиться в том, что груз, подлежащий перемещению, может быть поднят имеющимися в вашем распоряжении грузоподъемными средствами. Определив массу поднимаемого груза и расположение центра тяжести, затем определяют число мест застропки и их расположение с таким расчетом, чтобы груз не мог опрокинуться или самостоятельно развернуться. Из этого расчета выбирают строп или подходящее грузозахватное приспособление. Одновременно следует учитывать длину выбираемого многоветвевого стропового грузозахватного приспособления.

При выборе длины стропа следует исходить из того, что при малой длине угол между ветвями строп будет больше 90°, а при большой длине — теряется высота подъема груза и возникает возможность его кручения. Оптимальные углы между ветвями строп находятся в пределах 60 – 90° (рис.1).

При выборе строп следует также определить, из каких элементов должна состоять гибкая часть стропа (стальной канат или цепь, или другой вид жестких строп и т. п.) и какие концевые и захватные элементы целесообразнее использовать для подъема конкретного груза.

Рис.1. Схема распределения нагрузок на ветви стропа: I – рекомендуемая зона захвата груза; II – не рекомендуемая зона захвата груза

2. Выбор грузового стропа

Определив массу поднимаемого груза, далее необходимо правильно выбрать строп с учетом нагрузки, которая возникает в каждой его ветви.

Нагрузка, приходящаяся на каждую ветвь, меняется в зависимости от числа мест зацепки груза, от его размеров, от угла между ветвями стропа, от длины его ветвей.

Усилия, возникающие в ветвях стропа при подъеме груза, можно определять двумя способами (рис.2).

Рис.2. Схема натяжения стропа.

3. Способы расчета усилий в ветвях стропа

1. Нагрузку, приходящуюся на каждую ветвь стропа, можно определить по первому способу так
S = G•g/(k•n•cosα), (1)
где: S — Натяжение ветви стропа. H (кгс)
G – Вес груза. H (кгс)
g – ускорение свободного падения (g=9,8 м/с2 )
n – Число ветвей стропа.

α – Угол наклона ветви стропа (в градусах).
2.

Заменив для простоты расчета ~1/cosα коэффициентом m, получим
S = m•G•g/(k•n), (2)
где: m – Коэффициент, зависящий от угла наклона ветви к вертикали;
при α = 0º — m = 1
при α = 30º — m = 1,15
при α = 45º — m = 1,41

при α = 60º — m = 2,0.

Канаты должны быть проверены на прочность расчётом: P/S ≥ k,
где: P – разрывное усилие каната в целом в H(кгс) по сертификату.
S – наибольшее натяжение ветви каната H(кгс).
k – должен соответствовать указанием таблицы — коэффициент запаса прочности:
для цепных = 5
для канатных = 6

для текстильных = 7.

Значения величин, применяемых в расчётной формуле (2), приведены в табл. №1:
Таблица.№ 1. Значения величин, применяемых в расчётной формуле (2).

n1248–––

k	1	1	0,75	0,75	–	–	–
αº	0º	15º	20º	30º	40º	45º	60º
m	1	1,04	1,06	1,16	1,31	1,41	2

4. Примеры

• Пример №1.
• При подъеме груза массой 1000 кг, числом ветвей стропа n = 4 и α = 45° имеем
  S = 1,42•10 000•9,8/(4•0,75) = 46 390 Н,
• Грузоподъемная сила, приходящаяся на одну ветвь стропа, равна ~50 кН.
• Пример №2.

При подсчете усилий в ветвях стропа вторым способом замеряем длину С ветвей (в нашем случае 3000 мм) и высоту А треугольника, образованного ветвями стропа (в нашем случае 2110 мм).

Полученные значения подставляем в формулу
S = G•С•g/(А •n•k).

Нагрузка на одну ветвь стропа S = 10 000•3000•9,8/(2110•4•0,75) = 46 450 Н, т. е. также равна ~50 кН.

Нагрузка, приходящаяся на одну ветвь стропа, прямо пропорциональна углу между ветвями стропа и обратно пропорциональна числу ветвей.

Таким образом, для подъема того или иного груза имеющимся стропом необходимо проверить, чтобы нагрузка на каждую ветвь стропа не превышала допустимой, указанной на бирке, клейме или в паспорте.

В соответствии с действующими правилами Ростехнадзора грузоподъемность стропов, имеющих несколько ветвей, рассчитывают с учетом угла между ветвями 90°. Поэтому, работая групповыми стропами, необходимо лишь следить, чтобы угол α не превышал 45°.

Если груз обвязывается одноветвевыми стропами, например облегченными, рассчитанными на вертикальное положение (α = 0°), то возникает необходимость учитывать изменения утла и, следовательно, нагрузки на ветви стропа.

Нагрузки, действующие на одну ветвь стропа при различных углах между ветвями, приведены в табл. 2.

Таблица.№ 2. Нагрузки, действующие на ветвь стропа, кН.

Масса груза, кгУгол между ветвями стропа

0°	0°	60°	60°	90°	90°	120°	120°
2	4	2	4	2	4	2	4
530	2,5	1,25	3	1,5	3,5	1,75	5	2,5
630	3,15	1,57	3,78	1,89	4,45	2,22	6,3	3,15
800	4,2	2,1	4,5	2,25	5,75	2,88	8	4
1000	5	2,5	5,75	2,78	7,6	3,8	10	5
1250	0,25	3,13	7,25	3,63	9	4,5	12,5	6,25
1600	8	4	9,6	4,8	11,28	5,64	16	8
2000	10	5	11,5	5,75	14,25	7,13	20	10
2500	12,5	6,25	14,5	7,25	17,75	8,88	25,6	12,8
3200	16	8	19,2	9,6	22,56	11,28	32	16
4000	20	10	23	11,5	28,5	14,25	40	20
5000	25	12,5	28,75	14,38	35,5	17,75	50	25
6300	31,5	15,75	37,8	18,9	44,42	22,21	63	31,5
8000	40	20	46	23	56,75	28,33	80	40
10000	50	25	52,5	28,75	71	35,5	100	50
12500	62,5	31,25	72,5	36,25	90	45	125	62,5
16000	80	40	96	48	119,8	56,4	160	80
20000	100	50	115	57,5	142,5	71,25	200	100

При строповке груза групповым стропом нагрузка на его ветви, если их более трех, в большинстве случаев распределяется неравномерно, поэтому необходимо стремиться, так зацепить груз, чтобы все ветви стропа после зацепления и натяжения имели по возможности одинаковую длину, симметричность расположения и одинаковое натяжение.

5. Техническое освидетельствование грузозахватных средств

Техническое состояние грузозахватных приспособлений проверяют осмотром и испытанием. Освидетельствованию они подлежат (табл. 3) перед вводом в эксплуатацию и периодически во время работы.

Таблица.№ 3. Нормы и сроки освидетельствования грузозахватных средств.

Во время испытания тарированный груз захватывают испытуемым приспособлением, приподнимают краном на высоту 200 – 300 мм от уровня пола и выдерживают на весу 10 мин. На многих заводах существуют стационарные испытательные стенды.

Если после испытания на приспособлении не обнаруживается повреждений, обрывов, трещин, остаточных деформаций, то оно считается годным. Остаточные деформации, определяют сопоставлением номинальных размеров элементов грузозахватного приспособления до испытания с фактическими размерами после испытания.

Если детали приспособления получили недопустимые по нормам остаточные деформации, то к эксплуатации оно допускается только после тщательного осмотра и пересчета на новую грузоподъемность, а также после последующего испытания. К испытанному приспособлению прикрепляют бирку, на которой указывают номер, грузоподъемность, дату испытания.

Результаты освидетельствования заносят в журнал регистрации грузозахватных средств. Журнал содержит полные сведения о каждом приспособлении: порядковый номер, назначение, техническая характеристика, наименование завода-изготовителя, дату изготовления, заключение ОТК о результатах испытания.

На каждом предприятии, строительстве, базе, где имеются грузоподъемные краны, назначают специалиста, инженера или техника-механика, ответственного за безопасную эксплуатацию кранов, грузозахватных средств и техническое освидетельствование их. В крупных организациях инженер по надзору может быть наделен правами инспектора Ростехнадзора России.

Пн-Пт:
Пн-Пт: 8:00 — 16:45*

Перерыв: 12:00 — 12:45*

*Разница во времени Волгоград — Москва 1 час.

Как выбрать стальной канат

Говоря о том, где используются стальные канаты, можно указать на следующие сферы:

• Для подъема и перемещения грузов и людей;
• В качестве силовых элементов конструкций (арматуры, несущих элементов, растяжек);
• В качестве малонагруженных элементов (ограждений, элементов грозозащиты и т.д.);
• Для передачи усилий между органами управления и исполнительными элементами в различных механизмах.

Применение стальных канатов не ограничивается подъемно-транспортным оборудованием, а довольно широко и разнообразно

Конструкция стальных канатов

Конструктивно стальной канат представляет собой изделие, свитое из стальных проволок небольшого диаметра. В нем можно выделить две основных части:

• Сердечник – центральная часть, выступает в качестве опоры для внешних слоев и амортизатора;
• Внешний слой (слои) – принимает на себя нагрузки и обеспечивает необходимую прочность.

Существуют следующие типы конструкций тросов:

• Общего назначения – из проволок круглого сечения;
• Закрытые – из проволок круглого сечения, но с одним или несколькими внешними слоями из фасонной проволоки (клиновидной, z-образной, x-образной). Они, прижимаясь друг к другу, образуют защитную оболочку;
• Из проволок круглого сечения с последующим пластическим обжатием – проволоки деформируются и прижимаются друг к другу, создавая подобие защитной оболочки;
• Из проволок круглого сечения и пластически обжатые с наружной полимерной оболочкой.

Стальные тросы могут свиваться из отдельных проволок или целых прядей, в последнем случае достигается увеличение диаметра изделия с повышением его усилия на разрыв. В качестве сердечника может использоваться прядь из стальной проволоки или органического материала (натурального или синтетического). С целью защиты от коррозии готовое изделие покрывается специальной консистентной смазкой.

Какие бывают стальные канаты? Типы свивки

Классификация стальных канатов построена на конструктивных признаках, параметрах и применении:

• Конструкция – из круглых проволок и с оболочкой из фасонных проволок (закрытые);
• Назначение – грузовые и грузолюдские;
• Форма поперечного сечения – круглые и плоские;
• Форма поперечного сечения прядей – круглые и фасоннопрядные (треугольные);
• Свивка прядей – ТК (точечное касание проволок разных слоев, слои намотаны под разными углами), ЛК (линейное касание проволок разных слоев, слои намотаны под одним углом), ЛК-О (свивка ЛК из проволок одинакового диаметра), ЛК-Р (свивка ЛК, внешний слой пряди свит из проволок разного диаметра), ЛК-З (свивка ЛК с проволоками заполнения), ЛК-РО (свивка ЛК, имеются слои из проволок как одинакового, так и разного диаметра), ТЛК (комбинированное точечно-линейное касание проволок), ПК (полосовое касание проволок);
• Способ свивки – раскручивающиеся (проволоки не подвергаются предварительной деформации) и нераскручивающиеся (проволоки предварительно деформированы) пряди;
• Степень уравновешенности – рихтованные (выпрямляется при размотке) и нерихтованные (теряют прямолинейность);
• Направление свивки – правая и левая;
• Направление свивки элементов канатов двойной и тройной свивки – крестовая, односторонняя и комбинированная свивка;
• Механические свойства – ВК (высокое качество), В (повышенное качество), 1 (обыкновенное качество);
• Точность изготовления – нормальной и повышенной точности;
• Покрытие проволок – без покрытия и цинкование типов С (для средних агрессивных условий), Ж (жестких агрессивных условий), ОЖ (особо жестких агрессивных условий);
• Покрытие каната – без покрытия и с полимерным покрытием;
• Материал сердечника – с металлическим сердечником, с органическим сердечником из натуральных или синтетических волокон, с органическим сердечником из твердого полимера, с комбинированным металлорганическим сердечником.

Конструкция, виды свивки и особенности различных марок стальных тросов прописаны в соответствующих ГОСТ

Расшифровка стальных канатов

Маркировка выпускаемых в России стальных канатов установлена соответствующими ГОСТ, она состоит из ряда символов:

• Слово «Канат» — обозначение изделия;
• Диаметр каната в мм;
• Назначение (Г – грузовой, ГЛ – грузолюдской);
• Механические свойства (марка ВК, В или 1);
• Тип покрытия проволок в канате или всего каната (нет обозначения – без покрытия, С, Ж, ОЖ – с цинковым покрытием для различных условий, П – с полимерным покрытием);
• Направление свивки (Л – левой, нет обозначения – правой);
• Сочетание направлений свивки (О – односторонней, К – комбинированной, нет обозначения – крестовой);
• Способ свивки (Н – нераскручивающийся, нет обозначения – раскручивающийся);
• Степень уравновешенности (Р – рихтованный, нет обозначения – нерихтованный);
• Точность изготовления (Т – повышенной точности, нет обозначения – нормальной точности);
• Маркировочная группа (в Н/мм2);
• ГОСТ, которому соответствует изделие.

Например, обозначение Канат 6,5-Г-В-С-Н-Т-1860 ГОСТ 3070-88 имеет стальной канат диаметром 6,5 мм грузового назначения повышенного качества из проволок с цинковым покрытием по группе С, правой крестовой свивки, нераскручивающийся, нерихтованный, повышенной прочности, маркировочной группы 1860 Н/мм2 (190 кгс/мм2), изготовленный по ГОСТ 3070-88.

Характеристики

К основным характеристикам стальных канатов относятся:

• Конструкция;
• Покрытие;
• Направление и тип свивки;
• Тип сердечника;
• Диаметр;
• Диаметр проволоки в слоях;
• Диаметр проволоки в сердечнике;
• Площадь сечения всех проволок и каната в целом;
• Масса;
• Разрывное усилие (разрывная нагрузка) – обычно указывается отдельно для всех проволок и изделия в целом.

Данные параметры указываются в ГОСТ на конкретный тип изделия и сопроводительных документах. Другие характеристики, в том числе допустимая нагрузка, вычисляются при подборе троса для оборудования.

Грузоподъемность стальных канатов

Грузоподъемность стальных канатов и оборудования, в котором они применяются, прямо зависит от их расчетного усилия на разрыв и допустимой нагрузки.

Согласно действующим нормативным документам, допустимая нагрузка, которой может подвергаться трос, должна быть в 2-7 и более раз ниже его усилия на разрыв (данное число является коэффициентом запаса прочности).

Грузоподъемность стальных канатов в целом соответствует допустимой нагрузке, но часто занижается с целью повышения надежности и безопасности.

Производителями изделий из стальных канатов обычно предлагается таблица грузоподъемности в зависимости от диаметра, которая помогает найти необходимый для решения конкретных задач строп, трос для талей и т.д.

Размеры

Основные размеры стальных канатов зависят от типа, конструкции и назначения изделия:

• Длина;
• Для канатов круглого сечения без полимерной оболочки – диаметр;
• Для канатов плоского сечения – ширина и толщина;
• Для тросов круглого сечения с полимерной оболочкой – номинальный диаметр и диаметр по оболочке.

Круглые канаты выпускаются диаметром от 0,65 до 72 мм и более. Тросы в полимерной оболочке имеют минимальную толщину оболочки от 0,5 до 3,0 мм и более (в маркировке изделия указывается только номинальный диаметр). Плоские канаты имеют отношение ширины к высоте примерно 6:1, в соответствии с ГОСТ 3091-80 они при высоте от 11,5 до 19,5 мм могут иметь ширину от 72 до 119 мм.

Длина может быть произвольной по требованию потребителей.

Наиболее часто изделия поставляются длиной 50, 100, 200, 400, 500 и 1000 м

Вес

Общий вес стального каната зависит от его габаритов, конструкции, используемых материалов и наличия смазки. При близких значениях диаметра тросы с органическим сердечником на 10 – 15% легче аналогичных изделий с металлическим сердечником, а закрытые канаты на 50 – 55% тяжелее тросов других типов близкого диаметра.

Для изделия каждого типа в соответствующих ГОСТ приводится таблица веса, в соответствии с которой определяется расчетная или ориентировочная масса стального каната. Обычно вес указывается для 1000 м смазанного троса (реже – для 100 м), что позволяет быстро произвести расчет веса отрезка. Масса брутто изделия согласно ГОСТ 3241-91 указывается на ярлыке.

Диаметр стальных канатов

В России и за рубежом выпускаются стальные канаты диаметром от 0,65 до 72 мм и более. Наиболее популярные тросы имеют следующие диаметры:

• ГОСТ 2688-80 – от 3,6 до 56,0 мм;
• ГОСТ 3077-80 – от 4,6 до 46,0 мм;
• ГОСТ 3090-73 – от 30,5 до 35,5 мм;
• ГОСТ 7668-80 – от 6,3 до 72,0 мм;
• ГОСТ 7669-80 – от 5,9 до 72,0 мм;
• Группа стандартов DIN EN 12385-4 – от 1,5 до 40,0 мм в зависимости от стандарта (DIN 3055 – от 1,5 до 8,0 мм, DIN 3060 – от 2,5 до 20,0 мм, DIN 3064 – от 12,0 до 40,0 мм и т.д.)

В зависимости от типа диаметр стальных канатов измеряется по одинаково удаленным от центра проволокам или прядям, по защитной оболочке или в любом месте (для тросов закрытого типа).

Натяжение

В процессе эксплуатации стальной канат должен испытывать нагрузки, не приводящие к его разрушению – они называются допустимыми или рабочими.

С целью обеспечения безопасности допустимая нагрузка стальных кантов должна быть в 2 – 7 раз меньше разрывной.

Допустимая нагрузка стальных канатов указывается в паспорте оборудования, разрывная – в документах на трос, а запас прочности регламентируется общепромышленными и отраслевыми документами.

При выполнении отдельных операций необходимо контролировать натяжение стальных канатов, чтобы не превысить допустимой нагрузки. Это осуществляется как путем обстукивания троса или стропов, так и с помощью динамометров.

Какова величина запаса прочности стальных канатов?

Одним из основных параметров каната является его разрывная нагрузка, однако во избежание аварий максимальная нагрузка на трос должна быть в несколько раз меньше разрывной. Число, показывающее, во сколько раз натяжение троса при эксплуатации меньше определенной для него разрывной нагрузки, является коэффициентом запаса прочности стального каната.

При подборе комплектующих для подъемной техники следует определить, какова величина запаса прочности стальных канатов, и отвечает ли она предъявляемым требованиям. Это коэффициент зависит от области применения:

• Талевые канаты должны иметь запас прочности 2,5 – 3;
• В отдельных случаях допускается двухкратный запас прочности;
• Канатные стропы должны иметь запас прочности до 6 – 7 и выше.

Конкретные значения определяются в соответствии с регламентами, инструкцией по эксплуатации оборудования и иными документами.

Разрывные усилия

Одной из основных эксплуатационных характеристик стального каната является его разрывное усилие – оно показывает, какое усилие необходимо приложить к изделию для его разрушения.

Разрывные усилия стальных канатов зависят в первую очередь от их диаметра, но свой вклад делают конструкция, тип используемой проволоки и т.д.

Данный параметр установлен для каждого типа тросов, он прописан в соответствующих ГОСТ – в документах представлена таблица разрывного усилия стальных канатов в зависимости от диаметра и маркировочных групп.

Именно разрывное усилие является одной из основных отправных точек при подборе каната для конкретного оборудования или снаряжения

Правила эксплуатации

Правила эксплуатации стальных канатов устанавливаются общетехническими и отраслевыми стандартами. Правила могут несколько отличаться для тросов различных видов, но есть несколько общих требований:

• Канаты должны регулярно подвергаться осмотру и браковке;
• Тросы подъемно-транспортных машин должны регулярно смазываться;
• Необходимо оберегать канаты от воздействия агрессивных сред, сварочного оборудования, чрезмерных нагрузок и т.д.;
• Не допускается изгиб, кручение и другие деформации канатов свыше установленных норм;
• Для каждого типа оборудования или выполняемой операции необходимо использовать тот тип, марку и диаметр каната, что прописан в инструкции или соответствующих документах.

При соблюдении правил эксплуатации стальные канаты будут надежно и безопасно работать весь установленный срок службы.

Требования к стальным канатам

К стальным канатам предъявляются следующие требования:

• Технические – устанавливают конструктивные особенности изделий, их производство, характеристики, механические свойства, допуски и отклонения, а также маркировку и особенности перевозки;
• Эксплуатационные – устанавливают порядок эксплуатации канатов, требования безопасности, способы контроля состояния изделий и т.д.

Технические требования к стальным канатам прописаны в ГОСТ 3241-91 (для обычных), ГОСТ 18899-73 (для закрытых), ГОСТ Р 58386-2019 (для арматурных в полимерной оболочке) и др.

Коэффициент запаса прочности стропов

Грузоподъемное оборудование / Статьи / Коэффициент запаса прочности стропов

При выборе стропов для погрузочно-разгрузочных и такелажных работ необходимо определить усилие, которое под нагрузкой должна выдерживать каждая ветвь. Только правильный расчет обеспечит требуемую грузоподъемность всего стропа.

Каждый из видов стропов характеризуется определенным запасом прочности по отношению к разрывной нагрузке. Для его количественной оценки используется специальная величина — коэффициент запаса прочности стропа.

Его необходимо учитывать, выбирая стропы, — это позволит предотвратить их повреждение или обрыв под динамической нагрузкой, величина которой может превысить статическую нагрузку в несколько раз.

Причиной этого может стать обрыв одной строповочной ветви или же резкий подъем груза.

Помимо этого, длительная эксплуатация стропов приводит к накоплению усталости материала, из которого он изготовлен. Поэтому для безопасного использования оборудования необходимо знать и учитывать запас прочности стропов, что позволит своевременно обнаружить начало разрушения материала и прекратить эксплуатацию оборудования.

Запас прочности разных видов стропов

• Коэффициентом запаса прочности стропа kзап показывает во сколько раз разрывное усилие стропа, указанное в его паспорте может превышать нагрузку на отдельную ветвь.
• Для правильного выбора стропов необходимо выполнить расчет допускаемой нагрузки на его ветви. Расчет выполняется по формуле:
• R = kзап´S,
• где:    kзап — коэффициент запаса прочности;
• S — нагрузка на ветвь стропа;
• R — паспортная величина разрывного усилия стропа.

Производителем на бирке стропа указывается допускаемая грузоподъемность, но эта величина справедлива лишь для прямой строповки груза.

Нагрузочная способность стропа зависит так же от схемы строповки. В таблице приведены значения коэффициента запаса прочности для различных видов стропов.

Вид стропа	Коэффициент запаса прочности, kзап
Канатные	6
Цепные	4
Текстильные	8

Важно! Недопустимо превышать величину грузоподъемности стропа, указанную на маркировочной бирке изделия, несмотря на расчетные данные, полученные с учетом коэффициента запаса прочности.

Запас прочности стропов — ЗПО РИТ

В производственной практике для перемещения грузов во многих случаях используются многоветвевые стропы, которые крепятся в нескольких точках.

При выборе стропов важным моментом является определение усилия, которое должна выдерживать под нагрузкой каждая ветвь, чтобы грузоподъемность всего стропа соответствовала требуемой.

Все виды стропов имеют определенный запас прочности относительно разрывной нагрузки.

Этот запас прочности характеризуется специальным коэффициентом, который необходимо учитывать при выборе стропов для предотвращения их повреждения или обрыва под действием динамической нагрузки, которая может в несколько раз превысить статическую нагрузку.

Это может произойти при обрыве одной из строповочных ветвей или при резком подъеме груза. Кроме того, при длительной эксплуатации стропов накапливается усталость материала. Поэтому запас прочности стропов необходим для своевременного обнаружения начала разрушения материала и безопасного прекращения использования оборудования.

Запас прочности разных видов стропов

• Расчет стропов состоит в определении допускаемой нагрузки для его ветвей. Расчет нагрузки на ветвь позволяет определить разрывное усилие стропа по формуле:
• R = kзап´S,
• где kзап — коэффициент запаса прочности, показывающий во сколько раз нагрузка на ветвь (S) должна быть меньше разрывного усилия стропа (R), указанного в его паспорте.

На бирке стропа производителем указывается допускаемая грузоподъемность, однако эта величина относится лишь к прямой строповке груза. При изменении схемы строповки нагрузочная способность стропа изменяется.

Канатные стропы получают из стальных нитей методом свивки. Их грузоподъемность определяется: диаметром изделия, физико-механическими характеристиками сердечников и проволок. Канатные стропы должны иметь шестикратный запас прочности.

Цепные стропы, состоящие из стальных звеньев, имеют грузоподъемность, которая зависит от параметров этих звеньев (диаметра, длины, материала). Эти стропы наиболее прочные и надежные из всех, поэтому для них установлен запас прочности, равный 4 (четырехкратный).

Текстильные стропы, изготовленные из текстильных волокон, имеют грузоподъемность, определяемую в первую очередь шириной ленты. Согласно требованиям безопасности величина коэффициента запаса прочности текстильных стропов равняется 7:1.

Важно! Несмотря на то, что расчет стропов выполняется с учетом запаса прочности, недопустимо превышение грузоподъемности стропа, указанной на маркировочной бирке.