Виды стальных тросов

Поначалу инженеры скрутили первые проволочные канаты по принципу пеньковых, то есть из четырех проволок свили прядь, а потом три таких пряди объединили в трос. Но вскоре специалисты поняли, что получается слишком жесткая конструкция. Чтобы придать гибкости тросу, в его конструкцию добавили сердечник. Затем разработали несколько вариантов переплетения прядей. С тех пор тросы нашли широкое применение не только в горной промышленности, но и в других отраслях, где требуется подъем и удержание грузов.

Примеры использования тросов

Стальные тросы можно считать универсальным инвентарем, так как он востребован в быту и промышленности, в строительстве и спорте, при транспортировке и разгрузке.

Сделаем небольшой обзор сфер применения тросов.

В строительстве. Подъем тяжелых строительных блоков и конструкций не обходится без применения тросов, которые могут быть использованы как самостоятельно, так и в составе сложных механизмов. Без тросов не обходится возведение мостов, монтаж кранов, вышек и т.д.

Для подъема грузов. Стальные тросы используют не только в подъемниках или грузоподъемных шкивах. Не стоит забывать о лифтах, которые держатся на тросах, а также о кранах и подъемных механизмах.

При транспортировке грузов. Как бы ни перевозился груз (на фурах и грузовиках, в ж/д вагонах и на платформах, судах, самолетах) — требуется его надежная фиксация, а также погрузка и разгрузка. Во время всех этих операций востребованы тросы.

В металлургии. Данная область промышленности связана с обслуживанием тяжелых деталей и оборудования. Стальные тросы помогают передвигать заготовки и литейные формы.

В горной промышленности. В горной местности надо организовать и доставку персонала к месту работ, и транспортировку горных пород из шахт. Тросы помогают выполнить эти задачи. Тросами оснащены канатные дороги, подъемники, горное оборудование, землеройные машины.

В нефтяной промышленности. Стальные тросы участвуют в организации подъема и спуска оборудования в скважины буровых установок.

В спорте. Тросы нужны для крепления гимнастического оборудования, цирковых приспособлений, веревочной полосы препятствий, для организации альпинистского маршрута.

Стальные тросы — инвентарь, от которого зависит сохранность оборудования, груза, механизмов, а в некоторых случаях — здоровье и жизнь людей. В связи с ответственными задачами к тросам выставляются повышенные требования качества, стандартизированные ГОСТом.
В таблице представлены несколько ГОСТов для тросов, применяемых в разных сферах и областях.

ГОСТ	Назначение
ГОСТ 7666-80	Тросы для оснастки морских судов, канатных дорог, а также лифтов, грузоподъемных механизмов в шахтах
ГОСТ 3091-80	Тросы для шахтных подъемных установок.
ГОСТ 7668-80	Тросы для кранов в портах, на судах, эвакуаторах, для башенных кранов, лебедок, строп.
ГОСТ 3077-80	Тросы для грузоподъемных установок в судоходстве, для шахт, для тяговых установок, для подвесных дорог, для тормозных механизмов.
ГОСТ 16853-88	Тросы для буровых установок.

Конструктивные особенности троса

Если рассматривать трос с точки зрения его конструктивных частей, то можно выделить следующие компоненты:

Проволока - это металлическая нить, выполненная из легированных сплавов стали или углеродистой стали.

Пряди троса — ряд проволок, свитых друг с другом по спирали.

Сердечник — средняя часть троса. Сердечник оплетается проволочными прядями. Сердечник обеспечивает нужный уровень гибкости/жесткости тросу и держит всю структуру изделия. Кроме того, сердечник играет роль фитиля масленки. Промасленный сердечник смазывает трос во время сгибания. Сердечник может быть изготовлен из натуральных, синтетических материалов или из стали.

Смазка — необходима для троса в качестве защиты от ржавчины и преждевременного износа. Смазка увеличивает гибкость троса. Примеры смазок: CK-50, KC-У, Тoрcиoл, Элacкoн, Nyrosten и др.

Свивка троса

Так как металлические нити в тросе свиваются в один или несколько слоев, различают следующие типы свивок:

Свивка	Одинарная	Двойная	Тройная
Способ скручивания	Несколько металлических нитей скручивают по спирали. Одинарную свивку называют прядью.	Несколько прядей свиваются между собой.	Заготовки из скрученных между собой прядей свиваются вокруг сердечника в кабель.

Многие рабочие параметры троса зависят от конструкционных особенностей свивки, которые указываются в спецификации товара.
Спецификация троса зашифрована в последовательности букв и чисел слева направо. Например, выглядит так: ГОСТ 7668-80 ЛК-РО 6х36(1+7+7/7+14)+1 o.c.
После отсылке к стандарту, в рамках которого выполнено изделие (ГОСТ 7668-80), идут буквы ЛK-PO. Они обозначают тип свивки троса и расшифровываются так: Л -линейное, К-касание — это тип свивки; Р-разный, О-одинаковый — имеется в виду диаметр проволоки (и одинаковый, и разный), которым обладает проволока, участвующая в изготовлении троса.
Далее в числовом выражении: 6х36 — 6 прядей, каждая из которых свита из 36 проволок.
В круглых скобках указывается количество проволок послойно:
(1+7+7/7+14)
В первом слое пряди — 1 проволока; во втором — 7 проволок; в третьем — проволоки разного диаметра и каждого сечения взято по 7 штук; в четвертом — 14 проволок.
+1 o.c. oзнaчaeт: о. - органический, с. - сердечник.

Какие бывают типы свивки прядей?

Кроме, ЛК-РО, который был упомянут в примере выше, в спецификации встречаются другие аббревиатуры. Их расшифровка и значение — в таблице.

Обозначение типа свивки	Расшифровка	Особенность	Соответствие стандартам
ТК	Точечный Контакт	Проволока соприкасается с соседними слоями точечно	ГОСТ 3063-80 DIN 3053
ЛК-О	Линейный Контакт Один (диаметр)	Все нити проволоки одного диаметра и имеют линейный контакт с соседними слоями	ГОСТ 3066-80 DIN 3055
ЛK-P	Линейный Контакт Разный (диаметр)	Пряди свивают из проволоки меньшего сечения, чем оплетка внешнего слоя, при этом контакт между слоями линейный	ГОСТ 2668-80
ЛК-З	Линейный Контакт Заполнение	Пустоты между прядями заполняются проволокой. Контакт между слоями линейный	ГОСТ 7665-80
ЛK-PO	Линейный Контакт Разный и Одинаковый (диаметр)	Трос выполнен из проволоки как разного, так и одинакового диаметра. При этом проволоки каждого слоя линейно контактируют	ГОСТ 7668-80
TЛK	Точечный и Линейный Контакт	Проволочные слои контактируют между собой точечно и линейно	ГОСТ 3079-80

Направление свивки

Если проволока в слое свивается в том же направлении, что и пряди — свивка является односторонней.
Если проволока в тросе переплетается в противоположную сторону относительно прядей — это крестовая свивка.

Учитывая то, что трос может свиваться вправо (по часовой стрелке) или влево (против часовой стрелки) — мы имеем 4 варианта:

• Односторонняя пpaвocтoрoнняя свивка
• Односторонняя лeвocтoрoнняя свивка
• Крecтoвaя прaвocтoрoнняя свивка
• Крecтoвaя лeвocтoрoнняя свивка

Форма сечения прядей

По форме сечения тросы делятся на круглопрядные и фасоннопрядные (последние отличаются большей плотностью и компактностью).
В свою очередь фасоннопрядные тросы имеют свои разновидности: трехграннопрядные и плоскопрядные.
Рассмотрим особенности форм сечения в таблице.

Формы сечения	Особенности	Соответствие стандартам
Круглопрядные	Если рассмотреть сечение пряди — можно увидеть очертание круга (отсюда и название). Прядь имеет сердечник, который оплетен однородными проволочными нитями. Такая конструкция является самой распространенной.	ГОСТ 2688-80, DIN 3060

Сердечник – это сердцевина, то есть центральная часть как одной пряди, так и троса в целом.
Сердечник выполняет роль структурной опоры, амортизатора и масленки.
Сердечник может быть изготовлен из органических, синтетических и металлических материалов.
Органический сердечник (в сертификации обозначается как ОС) из натуральных материалов — пенька, хлопок, сизаль из агавы и пр.
Синтетический сердечник из искусственных материалов — капрон, полиэтилен и пр.
Металлический сердечник (в сертификации обозначается как МС) — это одна или несколько проволочных нитей в центре оплетки.

Некоторые тросы подвергают рихтовке, тогда эти изделия считаются уравновешенными. Это значит, что рихтованные тросы более равномерно располагают свои элементы и слои. Рихтовка избавляет конструкцию от точечных перегрузок и помогает распределить нагрузки одинаково по всей площади.
Рихтованные тросы обозначают как Р. Если такой маркировки нет, значит трос нерихтованный.
Нерихтованный трос при производстве или натяжении может вызвать внутриструктурное напряжение из-за смещения слоев. Это может проявляться в искривлении конца троса, когда он произвольно сворачивается в кольцо.

Если к тросу прицепить груз в подвешенном состоянии, он начнет крутиться вокруг оси. Данное свойство может проявляться в той или иной степени и называется крутимостью.
Для решения определенных задач требуются тросы с низкой крутимостью. Такие изделия называются малокрутящиеся (сокращенно — МК). Чтобы убрать крутимость, свивку троса выполняют в противоспиральном направлении.

Когда обрезают трос, в месте среза трос начинает развиваться. Такие тросы называются раскручивающиеся. Для их эффективного использования приходится обрабатывать край после среза и фиксировать скрутку.
Однако есть категория тросов, которые удерживают срез в скрученном состоянии. Такие изделия называются нераскручивающиеся тросы и обозначаются в сертификации буквой Н.

Существует три разновидности проволоки в соответствии с ее качеством и допустимым количеством соединений.

Марка проволоки	Качество	Количество соединений	Использование
В	Повышенное	Не более 1 на 10 м	Для растяжек, стабильных конструкций.
ВК	Высокое	Не более 1 на 10 м	Для перемещения людей и грузов
1	Нормальное	Не более 2 на 1 м	Для грузов

Покрытие проволоки

Проволока, из которой сплетают трос, может покрываться различными защитными слоями, а может оставаться без покрытия. Отсутствие дополнительного слоя на проволоке не обозначается маркировкой, а все остальные случаи имеют условные обозначения.

Обозначение покрытия	Расшифровка	Назначение
С	Нанесения цинка средней плотности	Для среднеагрессивных сред.
Ж	Нанесения цинка высокой плотности	Для высокоагрессивных сред.
ОЖ	Нанесения цинка особой плотности	Для особо агрессивных сред.
П	Полимерное покрытие (пластик, эпоксидная смола и др.)	Защита троса от истирания и коррозии.

Нержавеющие тросы

Для изготовления нержавеющего троса идет специальная проволока из высоколегированной стали. Изделие из такой проволоки имеет высокие антикоррозионные свойства. Также нержавеющие тросы устойчивы к температурным нагрузкам — их предельная t нагрева +260°С.
Проволоку к нержавеющим тросам производят из двух марок стали: А2 и А4. Несмотря на качественные и количественные отличия компонентов в составе сплавов, в них есть общий элемент — хром.
Хром улучшает эластичность проволоки, при этом увеличивает нагрузку на разрыв. Именно хром делает сталь А2 и А4 практически неуязвимой к коррозии и нейтральной при контакте с агрессивными средами. Благодаря хрому, проволока из стали А2/А4 легко переносит температурные качели и резкий нагрев.

Марка стали	Полная маркировка троса	Состав элементов	Свойства троса	Примеры применения
А2	А2/АISI304/08Х18Н10	Хром — 18%, никель — 9%.	* Устойчив к воздействию пресной воды * Может находиться во влажной среде продолжительное время. * Не устойчив к едким агрессивным жидкостям	Подъемные механизмы, тяговые устройства, в теплицах для натяжения покрытия, часто применяется в скважинах.
А4	A4/АISI316/08Х17Н13М2	Хром — 17%, никель — 13%, молибден — 2-3%.	Хром — 17%, * Устойчив к воздействию пресной воды, морской воды, кислоте и щелочи	Оснастка на морских судах, химическая промышленность, пищевая промышленность.

Чтобы узнать запас прочности троса, надо от нагрузки на разрыв отнять значение рабочей нагрузки. Максимальную разрывную и рабочую нагрузку находят опытным путем при испытаниях на производстве. Эти данные должны быть прописаны в документации к изделию.
Коэффициент запаса прочности — важный параметр при выборе троса для того или иного применения. От него будет зависеть сохранность груза и безопасность людей.

Коэффициент прочностного запаса троса	Примеры использования троса
2,5-3	Лебедка, буксировка автомобилей, подъем грузов
6-7	Краны, подъемники для грузов
9	Лифт, канатная дорога

Грузоподъемность троса должна учитывать коэффициент прочностного запаса. Для примера рассчитаем грузоподъемность троса для пассажирского лифта.
Вес лифта — 800 кг; лифт рассчитан на подъем 500 кг, то есть в снаряженном состоянии лифт весит 1300 кг.
Умножаем вес загруженного лифта на коэффициент запаса прочности — 9: 1300 х 9 = 11700 кг.
Грузоподъемность троса для лифта — 11700 кг. Это максимальный вес, который должен выдержать трос без повреждений и обеспечить полную безопасность перевозки людей.

Техническая смазка троса позволяет продлить срок эксплуатации изделия, повысить его гибкость, предотвратить коррозию, обезопасить от разрушения во время трения.
Если в тросе присутствует смазка, производитель сообщает об этом в документации к изделию. В дальнейшем, при эксплуатации троса, следует обрабатывать изделие составом, который рекомендован изготовителем. Например, это может быть смазка Торсиол, Эласкон, Nyrosten, СК-50, КС-У и др.

Основная масса тросов выполняется с нормальной точностью в соответствии со стандартом ГОСТ и подходит для выполнения различных задач. В документации к изделию нормальная точность никак не обозначается.
Повышенная точность отмечается буквой Т. При изготовлении такого троса есть особый контроль за диаметром троса и геометрией изделия в целом.

При подборе троса его диаметр, длина и вес имеют первостепенное значение.
Диаметр троса. Если вы по каким-то причинам не видите сертификации троса, где указан диаметр, вы можете измерить толщину изделия самостоятельно. Для этого понадобится штангенциркуль. Измерение проводите минимум в двух местах: от первой точки замера до второй расстояние должно быть больше метра.
Соответствующие ГОСТы определяют стандарты для производства стальных тросов с разными диаметрами (см. в таблице).

Диаметр троса (мм)	3,6-56,0	5,9-72,0	30,5-35,5	4,6-46,0	6,372,0
ГОСТ	2688-80	7669-80	3090-73	3077-80	7668-80

Грузоподъемность троса должна учитывать коэффициент прочностного запаса. Для примера рассчитаем грузоподъемность троса для пассажирского лифта.
Вес лифта — 800 кг; лифт рассчитан на подъем 500 кг, то есть в снаряженном состоянии лифт весит 1300 кг.
Умножаем вес загруженного лифта на коэффициент запаса прочности — 9: 1300 х 9 = 11700 кг.
Грузоподъемность троса для лифта — 11700 кг. Это максимальный вес, который должен выдержать трос без повреждений и обеспечить полную безопасность перевозки людей.

Когда трос нагружают весом, он может растягиваться и удлиняться — это свойство называют конструкционным растяжением.
Почему стальной трос растягивается? При нагрузке троса впервые, волокна и пряди заполняют пустоты, плотнее прилегают к сердечнику и находят свое оптимальное положение. Во время такой притирки элементов возникает небольшое растяжение.
Вторая и основная причина конструкционного растяжения заключается в свойствах металла. Эластичность металла реализуется за счет подвижности атомных связей: молекулы металла могут сближаться при сгибании проволоки или удаляться друг от друга при растяжении. Когда металлическая проволока испытывает напряжение под нагрузкой, она временно удлиняется до 1% от общей длины. При освобождении троса от нагрузки, он возвращается к своей первоначальной длине.
При некоторых видах работ нужен трос, который будет сохранять свою длину под нагрузкой или минимально отклоняться от первичной длины. Тогда применяют метод предварительного вытягивания троса на производстве.

Техническая смазка троса позволяет продлить срок эксплуатации изделия, повысить его гибкость, предотвратить коррозию, обезопасить от разрушения во время трения.
Если в тросе присутствует смазка, производитель сообщает об этом в документации к изделию. В дальнейшем, при эксплуатации троса, следует обрабатывать изделие составом, который рекомендован изготовителем. Например, это может быть смазка Торсиол, Эласкон, Nyrosten, СК-50, КС-У и др.

По назначению тросы делятся на две группы: грузовые (только для грузов) и грузолюдские (для грузов и людей).
Тросы грузовые (обозначение в сертификации — Г). Используются для строительства (в том числе для грузоподъемных кранов, лебедок и др. устройств), для оснастки морских и речных судов, для грузовых лифтов, ворот и пр.
Грузолюдские тросы (обозначение в сертификации — ГЛ). Используются для канатных дорог, лифтов, для организации спасательных систем.

Основная масса тросов выполняется с нормальной точностью в соответствии со стандартом ГОСТ и подходит для выполнения различных задач. В документации к изделию нормальная точность никак не обозначается.
Повышенная точность отмечается буквой Т. При изготовлении такого троса есть особый контроль за диаметром троса и геометрией изделия в целом.

Производство стальных тросов в полимерной оболочке стало возможно после разработки метода экструзии.
Технология изготовления троса в оболочке предполагает свивание проволоки в пряди, затем переплетение прядей вокруг сердечника и в конце — напыление поливинилхлорида (ПВХ). Слои пластика наносятся на трос через экструдер.
Вследствие чего получается металлополимерный трос со следующими улучшенными особенностями:

• оболочка защищает трос от механических повреждений;
• оболочка ограждает трос от контакта с агрессивными средами;
• оболочка предохраняет металл от воздействия температур в интервале от -40°С до +50°С;
• оболочка предотвращает раскручивание каната на срезе;
• оболочка увеличивает срок эксплуатации (до 25 лет);
• оболочка повышает эстетику изделия (оболочка прозрачного и цветного пластика может стать элементом декора или выполнить сигнальную роль).

При подборе троса его диаметр, длина и вес имеют первостепенное значение.

Диаметр троса. Если вы по каким-то причинам не видите сертификации троса, где указан диаметр, вы можете измерить толщину изделия самостоятельно. Для этого понадобится штангенциркуль. Измерение проводите минимум в двух местах: от первой точки замера до второй расстояние должно быть больше метра.

Соответствующие ГОСТы определяют стандарты для производства стальных тросов с разными диаметрами (см. в таблице).

Диаметр троса (мм)	3,6-56,0	5,9-72,0	30,5-35,5	4,6-46,0	6,372,0
ГОСТ	2688-80	7669-80	3090-73	3077-80	7668-80

Длина троса. Тросы изготавливаются по фиксированным длинам: это может быть 50 м, 100 м, 200 м и так далее до 1000 м. Если стандартные длины не подходят под ваши цели, можно заказать на производстве тросы под индивидуальный проект.

Вес троса. Когда вы покупаете трос, на этикетке должен быть обозначен вес с упаковкой и без нее (брутто и нетто соответственно).
Что делать, если вам достался трос без упаковки и вы не знаете его вес?
Зная диаметр троса, вы можете рассчитать вес отрезка каната по таблице ГОСТа. В ней указаны данные веса на 1000 м. Если вы разделите вес на 1000, получите вес 1 м троса. Далее умножьте полученные данные на количество метров в нужном вам отрезе. Так, зная диаметр и длину отреза, вы можете рассчитать его вес.

Для троса двойной свивки ЛК-РО
6х36 (1+7+7/7+14)+1 о.с.


Для троса двойной свивки ЛК-Р
6х19 (1+6+6/6)+1 о.с.

Ø (мм)	Вес 1000 м троса (кг)
3,6	48,8
3,8	55,1
4,1	64,1
4,5	73,9
4,8	84,4
5,1	95,5
5,6	116,5
6,2	141,6
6,9	176,6
7,6	211
8,3	256
9,1	305
9,6	358,6
11	461,6
12	527
13	596,6
14	728
15	844
16,5	1025
18	1220
19,5	1405
21	1635
22,5	1850
24	2110
25,5	2390
27	2685
28	2910
30,5	3490
32	3845
33,5	4220
37	5015
39,5	5740
42	6535
44,5	7385
47,5	8430
51	9545
56	11650

Все важные данные о тросе производитель должен предоставить покупателю на этикетке.

• Наименование компании-изготовителя.
• Номер партии. В случае брака можно узнать, по чьей вине произошла ошибка.
• Условное обозначение. В этот раздел входят все характеристики троса, о которых мы говорили ранее.
• Длина и единицы измерения длины (обычно — в метрах).
• Масса (килограммы).
• Дата изготовления.

Несмотря на тенденцию к импортозамещению, в сфере строительства и транспортной логистики в России используют не только отечественную грузоподъемную технику. Зарубежные краны и манипуляторы оснащены тросами соответствующей страны-изготовителя. Они могут иметь некоторые особенности и отличаться от отечественных канатов.
Импортные тросы выполнены по своим стандартам. Это, как правило, немецкая система сертификации DIN или EN (вариант DIN, но для использования в Европе).


В отличие от ГОСТа DIN описывает больше вариантов сердечника.

Условные обозначения	Расшифровка (англ)	Материал сердечника
FC	Fiber Core	Фибра
NFС	Nаturаl fibrе cоrе	Органический материал
SFС	Synthеtic fibrе cоrе	Искусственные волокна
WС	Stееl corе	Сплавы стали
SС	Strаnd Corе	Стальной (такой же, как пряди)
IWRC	Independent Wire Rору Core	Стальное волокно
SРС	Sоl1d pоlymеr cоrе	Твердый пластик
РРI	Plastic prоtесtеd imprеgnаtеd	Полимерная заливка сердечника

В маркировке импортных тросов вы можете заметить следующие обозначения:

Условные обозначения	Расшифровка (англ)	Количество слоев	Диаметр проволоки	Особенности свивки
SL	Single Layer	Один	Одинаковый	Обычно в роли сердечника проволока, вокруг нее свивка из шести проволок.
S	Seale	Два	Одинаковый	В первом и во втором слое количество проволок совпадает.
W	Wаrringtоn	Два	Одинаковый Разный	Внутренний и наружный слой изготовлены из металлического волокна, отличающегося своими диаметрами. Но в рамках слоя диаметр металл