Объяснение конструкции троса: 7x7, 7x19, 1x19, 6x19 и как выбрать правильную конфигурацию

Конструкция стального каната — особое расположение отдельных проволок в пряди и прядей вокруг сердечника — является фундаментальной характеристикой, определяющей механические свойства каната: его гибкость, прочность на разрыв, устойчивость к усталости, устойчивость к истиранию, а также его пригодность для различных рабочих условий и конфигураций такелажа. Два троса одного и того же диаметра и одного и того же материала могут иметь совершенно разный срок службы и эксплуатационные характеристики в одном и том же применении, если их конструкции различаются. Для инженеров, подбирающих трос для несущего применения, монтажников, выбирающих канат для конкретной конфигурации такелажа, и групп по закупкам, подбирающих трос из нержавеющей стали для морского, архитектурного или промышленного использования, понимание системы обозначения конструкции и того, что каждая конфигурация означает на практике, является отправной точкой для обоснованной спецификации.

В этом руководстве объясняется система обозначения конструкции канатов, рассматриваются основные стандартные конструкции, используемые в канатах из нержавеющей стали, и предоставляется практическая основа для соответствия конструкции требованиям применения.

Как обозначается конструкция троса

Конструкция каната описывается двузначным обозначением в формате Пряди × Провода на прядь — например, 7×7 означает 7 жил, каждая из которых содержит 7 отдельных проводов; 7×19 означает 7 жил, каждая из которых содержит 19 отдельных проводов. Это обозначение сообщает вам одновременно две важные вещи о канате: общее количество проволок (которое определяет диаметр проволоки для данного диаметра каната, что определяет гибкость и устойчивость к истиранию) и количество прядей (которое определяет баланс крутящего момента каната и пригодность для различных концевых фитингов).

Дополнительно у веревки имеется сердечник — центральный элемент, вокруг которого укладываются пряди. Для троса из нержавеющей стали сердечником почти всегда является либо сердечник пряди (WSC, одна центральная прядь), либо независимый сердечник каната (IWRC, небольшой цельный канат в центре). Конструкция WSC более компактна и несколько выше по прочности на разрыв для данного диаметра; IWRC обеспечивает более высокую устойчивость к раздавливанию и предпочтителен для применений, связанных со шкивами и шкивами, или там, где ожидаются высокие боковые нагрузки.

В полной спецификации стального каната также указывается его скрутка — направление и рисунок, в котором пряди наматываются на сердечник. При обычной свивке (наиболее распространенной) провода наматываются в направлении, противоположном прядям; В свиве Ланга и проволока, и пряди намотаны в одном направлении, что обеспечивает лучшую износостойкость и гибкость, но требует блокировки обоих концов каната от вращения.

Основные конструкции тросов из нержавеющей стали

1×19 (Одножильный, 19 проводов)

1×19 технически не является многожильным канатом — это одна прядь из 19 отдельных проволок, свитых вместе. Поскольку он не имеет многопрядной структуры, он очень жесткий (самый жесткий из стандартных конструкций канатов), но обладает высокой прочностью на разрыв для своего диаметра из-за высокого коэффициента заполнения плотно упакованных проволок.

Свойства: Максимальная жесткость и минимальная гибкость любой стандартной конструкции. Очень высокая прочность на разрыв на единицу диаметра. Гладкая поверхность (одинаковый диаметр проволоки). Минимальное растяжение под нагрузкой — конструкция 1×19 имеет очень низкое конструктивное растяжение, поскольку в однониточной конструкции отсутствует осадка прядей к прядям.

Приложения: Стоячий такелаж на парусных лодках (ванты, форштаги, бакштаги) — там, где веревка должна сопротивляться растяжению, чтобы сохранять положение мачты под нагрузкой паруса, и где повторное изгибание минимально; архитектурные кабельные перила и кабельные решетчатые системы, где требуются длинные прямые участки с минимальным прогибом; приложения с фиксированным натяжением, при которых веревка не перегибается над шкивом или шкивом.

Не подходит для: Любое применение, связанное с шкивами, шкивами или повторяющимся изгибом — жесткая конструкция 1×19 имеет очень низкую усталостную долговечность при повторяющихся циклах изгиба и быстро выходит из строя в точках изгиба. Не подходит для работы с такелажем или для любого применения, где веревка должна изгибаться во время эксплуатации.

7×7 (7 жил, 7 проводов на жилу, всего 49 проводов)

7×7 — стандартная промежуточная конструкция — более гибкая, чем 1×19, но менее гибкая, чем 7×19. Это 7 прядей по 7 проволок в каждой, что в общей сложности дает 49 отдельных проволок в поперечном сечении каната. Для данного диаметра каната отдельные проволоки больше, чем у 7×19 (меньше проволок большего размера по сравнению с большим количеством проволок меньшего размера), что делает канат 7×7 более устойчивым к истиранию, но менее гибким, чем 7×19.

Свойства: Умеренная гибкость — может изгибаться по кривым и заканчиваться обжимными фитингами, но имеет ограниченный допуск на изгиб с малым радиусом или использование шкивов. Хорошая разрывная прочность. Хорошая стойкость к истиранию благодаря большему диаметру отдельной проволоки. Умеренное растяжение при начальной нагрузке (некоторое конструктивное растяжение по мере оседания прядей).

Приложения: Кабели управления, где требуется легкий изгиб, но не требуется максимальная гибкость (тросы управления самолетами, тросы тормозов и передач велосипедов, тросы управления автомобилями); архитектурные системы тросового заполнения балюстрад и перил, в которых веревка плавно огибает угловые стойки; морские стоячие такелажные установки, где 1×19 слишком жесткий для геометрии фитинга; страховочные тросы и системы защиты от падения; комплекты и сборки, в которых канат заканчивается обжимными концевыми фитингами (7-прядная конструкция совместима с большинством инструментов для обжима и спецификациями фитингов).

Не подходит для: Прогонка такелажа на лебедках и шкивах с малыми радиусами изгиба (диаметр 7-проволочной пряди слишком велик для хорошей усталостной долговечности в циклах изгиба малого радиуса); приложения, требующие исключительной гибкости 7×19.

7×19 (7 жил, 19 проводов на прядь, всего 133 провода)

7×19 — стандартная конструкция гибкого троса. Его 7 прядей по 19 проволок каждая образуют 133 отдельные проволоки в поперечном сечении — для данного диаметра каната отдельные проволоки намного тоньше, чем в канатах 7×7 или 1×19, что является источником превосходной гибкости каната 7×19. Больше проводов = более тонкие провода = больше гибкости.

Свойства: Высокая гибкость — самый тонкий диаметр проволоки из трех стандартных конструкций для данного диаметра каната делает 7×19 наиболее гибким вариантом и наиболее подходящим для сгибания шкивов и крутых поворотов. Хорошая прочность на разрыв (чуть ниже 1×19 для того же диаметра из-за меньшего коэффициента заполнения). Более низкая устойчивость к истиранию, чем у 7×7, поскольку отдельные проволоки тоньше и более подвержены поверхностному износу. Более конструктивное растяжение, чем 1×19.

Приложения: Ходовой такелаж на парусниках (фалы, шкоты, тросы, работающие через блоки/шкивы); тросы лебедки и кран падают; подъемно-транспортные операции, в которых канат работает над шкивами; морское палубное оборудование и ходовая часть; трос из нержавеющей стали для вольеров зоопарков и барьеров для животных, где веревка должна изгибаться вокруг изогнутых профилей вольеров; охранно-защитная сетка со значительной кривизной; любое применение, требующее максимальной гибкости самого каната.

Не подходит для: Применения, требующие высокой стойкости к истиранию на грубых поверхностях (более тонкие проволоки 7×19 изнашиваются быстрее, чем более грубые проволоки 7×7 при контакте с абразивом); Применения со сверхнизким растяжением, такие как стоячий такелаж парусных лодок, где предпочтительным является такелаж 1×19 или стержневой такелаж.

6×19 (6 жил, 19 жил на жилу — промышленный стандарт)

6×19 — стандартная конструкция промышленного троса для подъема тяжелых грузов, кранов и подъемников. В отличие от 7-прядных конструкций, описанных выше, в конструкции 6×19 используются 6 прядей вокруг центрального сердечника (сердечник из проволочных прядей или независимый сердечник из стального каната), причем каждая прядь содержит 19 или более проволок («класс 6×19» в EN 12385 и связанных с ним стандартах включает несколько конкретных конструкций с числом проволок на прядь в диапазоне 16–26). Шестипрядная конструкция с IWRC является стандартной для крановых и подъемных канатов, поскольку она лучше противостоит смятию при многослойной намотке на барабан, чем семипрядная конструкция.

Приложения: Башенные краны и автокрановые подъемные линии; подвесные подъемники и промышленный подъем; канаты для горнодобывающих и землеройных машин; тросы лифта/подъемника; любое применение, требующее намотки большого барабана под нагрузкой. Хотя доступен канат из нержавеющей стали 6×19, большая часть промышленных канатов 6×19 производится из оцинкованной или неоцинкованной углеродистой стали, а версии из нержавеющей стали используются для морских, морских и коррозионно-активных кранов и подъемников.

Таблица сравнения конструкций

*Сравнение прочности на разрыв приведено для одного и того же номинального диаметра и той же марки материала. Значения внутри каждой конструкции относительны, а не абсолютны.

Как конструкция влияет на минимальное разрывное усилие и безопасную рабочую нагрузку

Минимальное разрывное усилие (MBF) стального каната рассчитывается как совокупная площадь поперечного сечения всех отдельных проволок, умноженная на предел прочности проволоки с поправкой на коэффициент заполнения каната (насколько эффективно проволока укладывается в номинальный диаметр каната). Для данного номинального диаметра 1×19 имеет самый высокий коэффициент заполнения (самую плотную упаковку) и, следовательно, самый высокий MBF; 7×19 имеет меньший коэффициент заполнения из-за промежутков между прядями и внутри прядей и, следовательно, более низкую MBF для того же номинального диаметра, чем 1×19.

Безопасная рабочая нагрузка (SWL) или предельная рабочая нагрузка (WLL) рассчитывается на основе MBF путем применения расчетного коэффициента (также называемого коэффициентом безопасности) — обычно от 5:1 до 8:1 для обычных подъемных и такелажных работ (более высокие коэффициенты для критического подъема, когда последствия отказа являются серьезными; более низкие коэффициенты для некоторых архитектурных и неподъемных применений). Расчетный коэффициент указан в соответствующем стандарте для применения — EN 13411, ISO 4309 и других стандартах указаны соответствующие коэффициенты для различных типов приложений.

При выборе стального каната для конкретного применения требуемая WLL определяет минимальную необходимую MBF, которая, в свою очередь, определяет минимальный диаметр каната, необходимый для выбранной конструкции. Отношения:

Требуемый MBF = Требуемая WLL × Проектный коэффициент
Требуемый диаметр каната = найден из таблицы производителя MBF для выбранной конструкции при требуемом MBF.

Выбор марки нержавеющей стали: 304 против 316

Для троса из нержавеющей стали используются две основные марки материала: 304 (1.4301) и 316 (1.4401/1.4436). Обе аустенитные нержавеющие стали обладают превосходной общей коррозионной стойкостью, но различаются по устойчивости к точечной и щелевой коррозии, вызванной хлоридами:

304 класс подходит для большинства применений внутри помещений, при контакте с пресной водой и в слабоагрессивных средах. Это стандартный сорт для архитектурного применения во внутренних помещениях, общего промышленного использования и применения в пресной воде и на море.

316 класс содержит 2–3% молибдена, добавленного в состав 304, что существенно повышает его устойчивость к хлоридной точечной коррозии — механизму, с помощью которого морская вода и прибрежный соленый воздух разъедают нержавеющую сталь. Класс 316 является стандартной спецификацией для всех морских применений (контакт с соленой водой, прибрежные сооружения, море), плавательных бассейнов (хлорированная вода), пищевой промышленности и любых применений, где ожидается воздействие хлоридов. Надбавка к стоимости по сравнению с 304 скромна и универсально оправдана для морских и прибрежных применений.

Часто задаваемые вопросы

Могу ли я использовать трос 7×19 с фиксированным натяжением, где указано 1×19?

Физически канат 7×19 того же номинального диаметра имеет меньшую разрывную силу, чем канат 1×19 (меньший коэффициент заполнения, как объяснено выше), и значительно большее растяжение при растяжении. Если для стоячего такелажа или натяжения конструкций был указан канат 1×19, замена каната 7×19 того же диаметра дает меньшую прочность на разрыв и большее удлинение под нагрузкой — и то, и другое может не соответствовать проектным требованиям. Чтобы заменить 1×19 на 7×19, необходимо увеличить диаметр 7×19 для достижения того же MBF, что и исходная спецификация 1×19, а удлинение под рабочей нагрузкой следует пересчитать, чтобы подтвердить, что оно приемлемо для данного применения. В большинстве случаев применения стоячего такелажа и архитектурных натяжных стержней правильной спецификацией является 1×19 или 7×7, а не 7×19.

Как узнать диаметр троса?

Номинальный диаметр каната — это диаметр описанной окружности, охватывающей поперечное сечение каната. Он измеряется по внешней поверхности крайних прядей. Для 7-прядного каната этот размер измеряется по двум противоположным внешним прядям. Измерения следует проводить штангенциркулем в нескольких точках вдоль каната и в нескольких угловых положениях, а затем усреднять — трос не имеет идеального круга в поперечном сечении, и одно измерение может привести к занижению истинного диаметра. Измерение впадин между прядями дает заниженное значение; всегда измеряйте самые высокие точки (внешние вершины проволоки). Измеренный диаметр должен соответствовать номинальному диаметру в пределах допуска, указанного в применимом стандарте (обычно ±2–4% от номинального, в зависимости от диаметра и стандарта).

В чем разница между проволочным канатом и проволочной прядью?

Прядь проволоки представляет собой единую сборку отдельных проволок, свитых вместе по спирали, — компонент, который собирается в несколько частей для изготовления стального каната. Например, канат 7×19 состоит из 7 прядей, каждая прядь представляет собой 19 отдельных проволок, скрученных вместе. «Веревка» 1×19 технически представляет собой одну прядь — 19 проволок, скрученных вместе без дальнейшей многопрядной сборки, — поэтому она жесткая и непригодна для использования в шкивах. Прядь проволоки (1×19, 1×7) используется непосредственно в качестве структурного троса в архитектурных и такелажных приложениях, где требуются жесткость и низкая растяжимость; стальной канат (7×7, 7×19, 6×19) используется там, где требуется гибкость, многослойная намотка или работа со шкивами.

Трос из нержавеющей стали из Цзянсу Кайлун

Цзянсу Кайлун из нержавеющей стали Products Co., Ltd. , Синхуа, Цзянсу, производит канаты из нержавеющей стали конструкций 1×19, 7×7, 7×19 и 6×19 марок 304 и 316, номинальным диаметром от 1 до 32 мм. Полный ассортимент обжимных и механических концевых наконечников, такелажного оборудования для тросов, коушей, необжимных фитингов и талрепов для комплектации сборок тросов. Продукция сертифицирована по стандарту EN 12385, AISI и другим применимым стандартам. Подходит для морского, архитектурного, промышленного применения и обеспечения безопасности. OEM и нестандартные длины доступны для распространения по всему миру.

Свяжитесь с нами и сообщите необходимые требования к конструкции, диаметру, классу, длине и концевым фитингам, чтобы получить ценовое предложение.

Сопутствующие товары: Трос из нержавеющей стали | Такелажное оборудование из стального троса | Трос из нержавеющей стали Mesh | Проволока из нержавеющей стали | Стержень из нержавеющей стали