Тросы

Тросами (канатами) называют изделия, свитые из стальных проволок или скрученные из растительных и искусственных волокон. По материа­лу тросы делятся на растительные, стальные (проволочные), комбиниро­ванные и синтетические.

Растительные тросы делают из обработанного соответствующим об­разом растительного волокна. В зависимости от исходного материала растительные тросы бывают пенько­вые, манильские и сизальские.

Пеньковые тросы изготовляют из волокон конопли — пеньки. Пенька может употребляться в чистом виде (бельные тросы) и просмоленная (смоленые тросы). Осмолка пеньки предохраняет трос от действия влаги и быстрого загнивания, но его прочность при этом несколько понижается. Пеньковые тросы прочны и элас­тичны, но сильно впитывают влагу, поэтому они тонут в воде, а в холод­ную и сырую погоду становятся тяжелыми и жесткими.

Манильские тросы, изготовляемые из волокон стеблей и листьев бана­нового дерева, очень удобны для использования на судах. Особенность этих тросов — низкая гигроскопич­ность, благодаря чему они не тонут в воде. Эти тросы — самые прочные из растительных и отличаются гибкостью и значительной эластич­ностью.

Сизальские тросы делают из волокон листьев тропического растения агавы. Эти тросы уступают по прочности пеньковым. Они имеют большую жесткость, в результате чего быстро изнашиваются.

Растительные тросы изготовляют следующим образом. Сначала волок­на свивают в каболки. Затем из не­скольких каболок получают прядь. Три-четыре пряди, свитые вместе, образуют трос, который называют тросом тросовой работы (рис. 1, а). Несколько тросов (три-четыре) тро­совой работы, свитые вместе, обра­зуют трос кабельной работы (от­воротный трос). Используемые при этом тросы тросовой работы полу­чают название стрендей (рис. 1, б)

Для того чтобы трос не раскру­чивался и сохранял постоянную форму, составные элементы (каболки пряди, стренди и тросы в целом) скручивают в разные стороны. Обычно волокна свивают в каболки по часовой стрелке так, что витки идут слева вверх направо, каболки в пряди в обратную сторону, а прядь в трос снова по часовой стрелке При таком направлении, свивки получается трос прямого спуска (Z-образный) (рис. 1, в). В отдельных случаях применяют обратное направление свивки. Такие тросы называют тросами обратного спуска (S-образный) (рис. 1, г).

Нашли применение на судах также плетеные тросы, которые состоят из одной слабо свитой пряди, покрытой оплеткой из льняных ниток. Эти тросы мало тянутся и не скру­чиваются, поэтому употребляются для сигнальных фалов и лаглиней забортных лагов.

Толщину растительных тросов измеряют по длине окружности. В зависимости от нее эти тросы имеют специальные названия. Так, тросы толщиной до 25 мм называются линями, от 100 до 150 мм — перлинями, от 150 до 350 мм — кабельтовыми и свыше 350 мм — канатами (тросы при длине окружности 25—100 мм не имеют спе­циального названия).

Стальные тросы изготавливают из стальной, обычно оцинкованной, про­волоки диаметром 0,2—5 мм. В зави­симости от числа повивов разли­чаются тросы одинарной, двойной и тройной свивки (рис. 2). Наиболее просто сделать стальной трос одинар­ной свивки. В этом случае несколько проволок свивают непосредствен­но в трос.

Такие однопрядные тросы называют спиральными. Но чаще и в большом ассортименте изготавли­вают тросы двойной свивки: проволоку сначала свивают в пряди, а затем несколько прядей свивают в трос. Если несколько таких тросов свить вместе, то получится трос тройной свивки.

Многопрядные тросы свивают вок­руг центрального сердечника (рис. 3), в качестве которого используют стальную проволоку или органичес­кие волокна. Сердечник, заполняя пустоту внутри троса, препятствует проваливанию прядей к центру, а органический сердечник, содержа­щий антикоррозионную смазку, кроме того, предохраняет проволоку троса от ржавления, чем увеличи­вается срок его службы. Кроме центрального сердечника, некоторые тро­сы могут иметь органический сердеч­ник внутри каждой пряди.

Большое практическое значение имеет классификация тросов по их гибкости. Наиболее жесткими являются однопрядные спиральные тросы. К жестким относятся тросы, имею­щие проволочный сердечник, а тросы с центральным органическим сердеч­ником — к полужестким. Гибкие тро­сы имеют несколько органических сердечников. Наибольшей гибкостью обладают тросы тройной свивки.

Для обозначения марок стальных тросов принята цифровая система, по которой каждый трос маркируют произведением чисел: первое из них указывает число прядей в тросе, второе — количество проволок в каждой пряди. При маркировке тро­са тройной свивки впереди добав­ляют еще один сомножитель, который указывает число стрендей в тросе. Количество органических сердечни­ков в тросе указывает последняя цифра.

6 X 24 + 7 означает трос двойной свивки, состоящий из 6 прядей, каждая из которых свита из 24 проволок, и имеющий 7 органических сердечников. Шестистрендный трос тройной свивки, каждая стрендь которого свита из 7 прядей по 19 проволок и имеет один органический сердечник, будет обозначаться: 6 X 7 X 19 + 1.

Комбинированные тросы имеют пряди, состоящие из стальных оцинкованных проволок, покрытых пряжей растительного происхожде­ния.

Синтетические тросы изготавли­вают из искусственных волокон, к числу которых относятся капрон, нейлон, куралон и наиболее распро­страненный сейчас полипропилен. Эти тросы по своей прочности, эластичности, гибкости и долговеч­ности значительно превосходят са­мые лучшие растительные. Они не подвержены гниению и плесени, поч­ти не поддаются действию нефти, ма­сел, щелочей и кислот. Для судовых работ применяют чаще всего круче­ные трехпрядные синтетические тро­сы, а для швартовных концов разрешается применять плетеные восьмипрядные синтетические тросы.

Применение тросов на судах тре­бует знания их основных характе­ристик, из которых важнейшей является прочность. Прочность троса характеризуется его разрывным уси­лием, под которым понимают минимальную нагрузку, разрывающую трос. Разрывное усилие троса зави­сит от его диаметра и конструкции, вида свивки и материала, диаметра проволоки, качества стали и т.д.

Величины разрывного усилия тросов приведены в государственных стан­дартах. Для практических целей часто достаточно знать приближен­ное значение разрывного усилия которое можно определить по различным эмпирическим формулам.

Так, например, разрывное усилие R (в Н) и массу G (в кг) 100 нормального трехпрядного манильского троса тросовой работы определяют:

$R=f{C}^2;$

$G=0,007C^2$

Где f — эмпирический коэффициент, величии которого изменяется в пределах до 4 при изменении длины окружности троса от 30 до 350 мм. Более точно этот коэффициент может быть определен по формуле

$f =\frac{650–0,75С}{100}$

С — длина окружности троса, мм.

Таблица 1

Разрывное усилие других типов растительных тросов можно определить по тем же формулам с введением поправки, указанной ниже (в % вычисленного значения R):

• Манильский повышенной прочности + 30;
• Сизальский нормальный – 30;
• То же повышенной проч­ности – 0;
• Пеньковый бельный, нор­мальный – 20;
• То же специальный + 5;
• То же смоленый нормальный – 25;
• То же специальный.

Синтетические тросы имеют значительно более высокую прочность. Разрывное усилие куралонового тро­са в 1,5 раза, а нейлонового и капронового — более чем в 2,5 раза выше, чем манильского. В то же время масса синтетических тросов на 10 % меньше, чем растительных.

Разрывное усилие и масса сталь­ных тросов могут быть определены:

$R=k{d}^2;$

$G=k_1{d}^2$

Где k и k₁ — эмпирические коэффициенты, величина которых для различ­ных типов тросов указана в табл. 1;

d — диаметр троса, мм.

Чтобы правильно подобрать трос для работы, необходимо знать не только разрывное усилие, но и его рабочую прочность (допускаемое на­тяжение). Рабочая прочность — на­грузка, при которой трос может работать в данных условиях в тече­ние продолжительного времени без нарушения целости отдельных элементов и всего троса. Рабочая прочность Р (в ньютонах) составляет только некоторую часть разрывного усилия и определяется:

$P=\frac{h}{n}$

Где n — коэффициент запаса прочности.

Для тросов, применяемых на су­дах, n обычно принимается равным 6. Более точно он может быть выбран с учетом назначения, условий работы и типа троса. Так, для стоячего такелажа п понижается до 4, в устройствах для подъема людей по­вышается до 14.

Пример 1. Нормальный трехпрядный ма­нильский швартовный трос, длина окруж­ности 250 мм. Рассчитать разрывное усилие и рабочую крепость 100 м. троса и вес бухты троса в 200 м.

Решение:

• $Находим коэффициент f=\frac{650–0,75\times 250}{100}=4,625;$
• $Определяем R =4,625\times {250}^2=289062,5 H;$
• $Затем определяем Р=\frac{29062,5}{6}=48177,1 H;$
• Масса 100 м троса G = 0,007-250²= 437,5 кг. Масса бухты в 200 м будет в 2 раза больше, т. е. 875 кг.

Пример 2. Стальной гибкий буксирный трос диаметром 60 мм. Рассчитать разрыв­ное усилие и рабочую крепость 100 м. троса и вес бухты в 500 м. этого троса.

Решение:

• Выбираем из табл. 1 значе­ния & = 350 и k1 =0,3;
• Определяем R = 350 • 60² = 1 260 000 Н;
• $Приняв n=5, получим Р =\frac{1260000}{5}=252000 H;$
• Масса 100 м троса G = 0,3 • 60² = 1080 кг, а бухта в 500 м имеет G — 5-1080 = 5400 кг.

Снабжение судов тросами произ­водится в соответствии с Правилами классификации и постройки морских судов Регистра СССР.

Прочность и долговечность тросов зависит не только от их кон­струкции и качества, но и от правильной эксплуатации, порядка хранения и ухода за ними. Хороший трос может быстро прийти в негодность, если не соблюдать элемен­тарных правил технической эксплуа­тации и использовать его в непод­ходящих условиях.

Выявление доброкачественности троса зависит от правильной прием­ки. При получении троса следует тщательно осмотреть его и проверить основные конструктивные данные и наличие сертификата с биркой. При осмотре стальных тро­сов проверяют целостность оцинковки, наличие ржавчины, сохранность проволоки и плотность прилегания проволок в прядях. Принимая растительные тросы, необходимо обратить внимание на их запах и цвет, так как затхлый запах указывает на наличие гнили и плесени.

Смоленый трос должен быть однородного светло-коричневого цвета, не иметь пятен, не липнуть к рукам и не издавать треска при разгибании. Липкость троса указывает на излишнее количество смолы, а сухой треск — на залежалость троса.

Сохранность троса в значитель­ной мере обеспечивается правильными приемами распускания бухт (рис. 4), не допускающими образо­вания петель и заломов (колышек), так как заломы вызывают значитель­ную местную деформацию тросов и разрыв отдельных проволок, а также затрудняют работу с тросами.

Бухту растительного троса при распускании ставят на ребро, сни­мают обвязку и, продев внутренний конец троса через внутреннюю по­лость бухты, распускают ее, придер­живая наружные шлаги руками.

Для распускания бухты стального троса надо, придерживая бухту за крайние шлаги, раскатывать ее по па­лубе и одновременно тянуть за ходо­вой конец. Толстый стальной трос обычно получают на судно намотан­ным на барабан. В этом случае лучше всего трос сматывать с вра­щающегося барабана, установив его в горизонтальное положение на две опоры.

Распущенные из бухты тросы сле­дует растянуть по палубе, чтобы они расправились, а затем разрезать на куски нужной длины. Для того чтобы в месте разреза трос не раскрутился, по обе стороны от этого места его предварительно обвязывают мягкой проволокой или каболкой накладывают марки. Разрезанный трос наматывают на вьюшки или хранят в небольших бухтах. От действия влаги трос предохраняет чехол, который надевают на вьюшку. В хо­рошую погоду чехол необходимо снимать, чтобы просушить трос.

Растительные тросы обычно хра­нят в небольших, свободно уложенных бухтах. Тросы укладывают в бух­ту взакрут, т.е. тросы тросовой работы прямого спуска — по часовой стрелке, а тросы обратного спуска и кабельной работы — против часо­вой стрелки. Для предохранения от действия влаги бухты раститель­ного троса подвешивают или уклады­вают на решетки (банкетки).

Во вре­мя дождя или свежей погоды бухты следует укрывать брезентами или чехлами. Все неиспользуемые тросы должны храниться в сухих, хорошо вентилируемых помещениях. Время от времени тросы необходимо тщательно проветривать, для чего их следует развесить на поручнях, между мачтами или в других удоб­ных местах.

Тросы, бывшие в употреблении, перед укладкой в бухты хорошо просушивают Растительные тросы, намокшие в морской воде, перед просушкой рекомендуется промыть пресной водой. Для промывки боль­ших тросов можно использовать за­ходы судна в устья рек, где трос можно промыть за бортом в речной воде.

Синтетические тросы не боятся влаги, и просушка их необязатель­на, но наматывать мокрый трос на вьюшку нельзя. Просушивать трос следует в тени, так как он портится от действия солнечных лучей. При загрязнении трос можно промывать морской водой. Синтетические тро­сы очень чувствительны к истиранию и оплавлению, поэтому поверхности барабанов должны быть гладкими.

При эксплуатации на поверхности синтетических тросов накапливается статическое электричество, что мо­жет явиться причиной образования искр. Поэтому на танкерах новые синтетические тросы можно приме­нять только после антистатической обработки вымачивания в течение суток в морской воде соленостью не менее 20%, или в специально приготовленном солевом растворе (20 кг поваренной соли на 1 м³ воды). В процессе эксплуатации тро­сы необходимо периодически, не реже 1 раза в 2 мес. скатывать на палубе соленой забортной водой, о чем де­лают запись в вахтенном журнале.

Тщательного ухода требуют также комбинированные тросы, имеющие рубашку из растительных каболок. Эти тросы нельзя укладывать в бухты сырыми или влажными, так как ос­тавшаяся в рубашке влага может вызвать интенсивную коррозию проволоки.

Стальные тросы следует система­тически смазывать (тировать). Это не только предохраняет трос от коррозии, но, снижая трение между проволоками, способствует уменьшению износа. В качестве смазочного материала обычно используют канатную смазку НМЗ-З или ЗЗТ. Нетированные тросы необходимо не реже 1 раза в месяц смазывать тавотом. Состав тира: 87% тавота, 10% биту­ма, 3% графита.

Рекомендуется к прочтению:
Парусные работы
Суда на подводных крыльях и на воздушной подушке