Канат стальной, применение и выбор канатов и тросов

Одной из характеристик сдержанности и умеренности эмоций какого-либо человека является фраза: «У него нервы как стальные канаты». Канаты сами по себе являются синонимом прочности, а сделанные из стальных нитей и вовсе не предполагают разрыва. Однако и у них есть своя ахиллесова пята.

Первую верёвку человек разумный нашёл на дереве. Это была лиана. Но её единственным плюсом была лишь доступность. А охотнику и собирателю нужна была прочная верёвка, и здесь без смекалки уже было не обойтись.

Производство стальных канатов (тросов)

Стальные канаты или тросы предназначены для поднятия и перемещения грузов, использования в блочно-передаточных устройствах или для землеройных механизмов. Оцинкованные материалы применяются для защиты от влаги и коррозии. Существует классификация металлических канатов.

По типу свивки волокон:

• Спиральные — состоят из одной пряди, в которой несколько нитей из проволоки.
• Двойные — скручиваются из нескольких прядей, в основном, до шести.
• Тройные — являются наиболее прочными, так как изготавливаются из нескольких двойных канатов.

По способу расположения и направления свивки:

• Комбинированные;
• Точечные;
• Полосовые;
• Линейные.

Изготовление тросов начинается со стальной проволоки диаметром от 0,6 до 8 миллиметров. Первым этапом происходит завивка несколько нитей между собой, чтобы в итоге получилась прядь. Все тросы имеют разное предназначение и характеристики упругости, растяжения и прочности, поэтому количество нитей варьируется.

Проволока наматывается на колесо и затем направляется в скруточный аппарат. Прядь может содержать до 60-ти проволок, но по стандарту скручивают от 19 до 30.

Далее нити поступают в протяжное кольцо, которое задаёт диаметр пряди и отвечает за равномерное наматывание. На данном этапе используется много смазки. Она необходима для скручивания и подвижности проволоки внутри пучка — это позволяет увеличить эластичность и эксплуатационный срок троса. После скручивания, смазка снимается резиновым шпателем круглой формы.

Следующий этап — прокатка между большими роликами. Это позволяет убрать внутреннее напряжение, выровнять трос по горизонтали и избежать раскручивание пучка. После всех работ готовое изделие наматывается на круглую болванку. Чтобы получить очень прочный трос, например, для строительной техники нужно скрутить несколько прядей между собой. Для этого используют канатовьющую машину. Она задаёт пучкам форму спирали и направляет в гнездо, где они накручиваются на точно такой же пучок — жилу, которые добавляет прочности. Для избежания погрешности в диаметре трос калибруется на горизонтальных и вертикальных роликах. После этого трос наматывают на катушку из стали и он готов к отправке.

Чтобы гарантировать качество лаборатория проводит выборочное тестирование. При помощи машины трос растягивают до разрыва и измеряют его разрывное усилие и максимальную нагрузку. Для горных работ необходимы тросы, защищенные от коррозии. Для этого их покрывают пластиком в два слоя, нагревая в экструдере пластик и выдавливая на трос через протягивающее устройство, а после охлаждают в воде. Такое покрытие дополнительно позволяет избежать трения проволоки друг о друга, и продлить срок эксплуатации в 1.5 раза.

Материалы изготовления

Из натуральных волокон

Такие изделия имеют привлекательный внешний вид, но для требовательных работ подходит лишь небольшой их процент. Сырье для изготовления таких веревок может быть разным:

• Растительные волокна – джутовые, льняные, пеньковые и другие. Это самый древний тип веревок. При намокании они могут начать гнить, поэтому продукцию обрабатывают водоотталкивающими пропитками.
• Сырье животного происхождения – шерсть и шелк. Во втором случае изделия будут дорогостоящими, но тонкими, легкими и очень прочными. Из-за высокой цены их редко можно встретить в хозяйстве.
• Минеральное сырье (к примеру, асбест). Такие материалы стали применяться для производства веревочной продукции лишь недавно. Изделия получаются не особенно устойчивыми к разрыву. Обладают огнестойкостью. Вследствие этого, основное применение веревок данного типа – обустройство ответственных узлов в пожароопасных зонах. Также ими подвязываются дымоходные трубы из стали и другие нагретые или раскаленные конструкции.

Натуральные изделия приятны на ощупь и не скользят, поэтому хорошо подходят для спортивных мероприятий. Для упражнений типа лазания по канату или перетягивания используются веревки из растительного сырья.

Синтетические

Синтетические и искусственные веревки – это две разные категории. В первую попадает продукция, создаваемая из волокон, полученных методом химического синтеза. Сюда относятся изделия из полипропилена, полиамида и подобных материалов.

Искусственные веревки выполнены из природных высокомолекулярных волокон. Это продукция из ацетата и вискозы.

Комбинированные

Они сплетаются из волокон нескольких типов, имеющих разное происхождение. Поэтому такие веревки сочетают характеристики используемых видов сырья. Часто они получаются толстыми из-за использования растительных волокон. При этом устойчивость к разрыву у них выше, чем у чисто натуральных, за счет введения современных технологичных материалов.

Как делают спортивные канаты (хлопковые)

Диаметр такого каната равен 40 миллиметрам. Именно он служит для лазанья в школе и перетягивания на соревнованиях. Он изготавливается из чистого хлопка, чтобы он не скользил и спортсмены не повредили руки. Изделие имеет нагрузку до 5 тонн, но очень сильно растягивается.

Чтобы разобраться как делают канаты, рассмотрим технологический процесс производства на заводе. Чтобы сплести изделие диаметром 4 сантиметра, необходимо 10800 нитей. Нити собирают в пучки и сматывают в бобины, которые вращаются со скоростью 250 метров в минуту. Из пучков делают кручёные нити, а уже их них пряди. Сначала нити закручивают против часовой стрелки, а потом в сам канат — против часовой. Если крутить только в одну сторону, то канат будет извиваться и запутываться.

Прочность такого каната зависит от числа нитей и количества кручений — чем больше скруток, тем прочнее и эластичнее сам канат, и тем ровнее распределяется нагрузка.

Вид и свойства

Изделия различаются между собой и по технологии производства. Плетеные и крученые веревки обладают разными эксплуатационными характеристиками.

Крученые и плетеные

Статические и динамические

Статические изделия очень прочны и жестки, но имеют малый коэффициент удлинения. Они применяются при обустройстве горных перил и в спасательской деятельности, а также в промышленном альпинизме. В ситуациях с высокой опасностью падения использовать их не рекомендуют. Из-за склонности к усадке стоит предусматривать запас длины в 15% уже при покупке.

Как делают корабельные канаты

Для швартовочного каната важна не только прочность. Он должен быть мягким и плавучим. Если такой канат кинуть в воду, то он не утонет. Всё дело в белых гранулах из которых изготавливают исходное сырьё — это полипропилен. Его растворяют в экструдере при температуре 250 градусов, а затем мягкую массу вытягивают в плёнку. Застывшее полотно нарезают на тонкие ленты. Удельный вес полипропилена меньше удельного веса воды всего на 0.09 грамма, но даже такой разницы достаточно, чтобы канат не пошёл ко дну.

Технология производства не отличается от хлопкового каната. В начале вьют пучки, которые затем пропускают через несколько дисков с 250 отверстиями для выравнивания. В конце таких дисков находится «Калибр» — отверстие необходимого диаметра, в котором пучки закручиваются в прядь. Далее пучки сплетают между собой в косы на большой машине. Из-за особого переплетения, общих завитков получается больше, чем в кручёном канате, что обеспечивает нагрузку до 40 тонн.

Рекомендации по выбору

При покупке учитывается соответствие характеристик товара ситуации, в которой он будет эксплуатироваться. Если для нетребовательных задач (сушка одежды, перевязка упаковки, простые нестрогие измерения) годятся дешевые веревки и канаты, то работы, связанные с опасностью, требуют ответственного отношения.

• Разрывная нагрузка – ключевой показатель, определяющий пригодность для тех или иных задач. Нужно учитывать, что указанное изготовителем значение было получено при тесте в идеальных условиях. На практике не следует оказывать на изделие нагрузку, составляющую более 40% от разрывной.
• Растяжимость под нагрузкой: большой показатель хорош для буксировки, малый – для лебедок и подъемных механизмов.
• Устойчивость к внешнему и внутреннему трению, а также химическим веществам.
• Огнестойкость.
• Возможные способы предохранения концов от расщепления и значимость их влияния на эксплуатационные характеристики.

Для использования на открытом воздухе важна устойчивость к УФ-лучам. Плетения из синтетики склонны разрушаться при их воздействии, поэтому в составе полимера должны быть светостабилизаторы или другие защитные добавки.

Как делают пеньковые канаты

Пеньковая верёвка отличается особой прочностью и легко выдерживает груз даже в тысячу килограммов, но самое главное — она не боится влаги и морской соли. Пеньку изготавливают из волокон конопли. Для начала, срезанные стебли высушивают целый месяц на солнце, а затем собирают. Кстати, конопляная, льняная и джутовая солома называется треста.

Следующим этапом солому направляют в сушильный аппарат, а после раскладывают на конвейере. Сырьё направляется под огромные валуны, где она мнётся и измельчается. Это необходимо для того, чтобы удалить костру — обедневший стебель растения из которого она состоит на 70%. Чтобы окончательно удалить костру, волокна треплют при помощи железных зубьев. В итоге, получается пенька, состоящая из чистой целлюлозы.

Технология сплетения пенькового канат ничем не отличается от рассмотренных выше. По прочности они сравнимы с корабельными канатами.

Что можно сделать из веревки своими руками

Разнообразие вещей, которые можно сделать из обычной веревки, на сегодняшний день впечатляет. Из веревки плетут коврики и половички, делают картины и панно. Из шпагата, в соединении с природными материалами, такими как ракушки, высушенные корни и пр. получаются шедевры настенных украшений. Нельзя оставить без внимания и технику макраме.

СМОТРЕТЬ ВСЕМ!

Канат — это специальная верёвка, скрученная из большого количества маленьких нитей. Из-за огромного количества сплетений, изделие обладает большой прочность. Сырьём для изготовления являются натуральные волокна: пенька, сизаль и лён, синтетические волокна или металлическая проволока.

О ЧЁМ СТАТЬЯ?