Крепость тросов

Разрывной крепостью троса называется нагрузка, при которой он рвется. Ее можно выбирать из таблиц ГОСТа.

Для практических целей разрывную крепость троса можно приближенно определить по формуле:

Rразр= КС²

Где: Rразр – разрывная нагрузка, кгс;

К – коэффициент прочности;

С – длина окружности, мм.

Величины коэффициентов для растительных тросов тросовой работы принимаются следующие:

0,6

0,5

0,6

0,65

Для: пенькового бельного

пенькового смоленого

сизальского

манильского

Пример1: Определить разрывную нагрузку сизальского троса окружностью 90 мм.

Решение:

Rразр= 0,6 × 90² = 4860 кгс.

В ГОСТ 2688-69 разрывное усилие для этого троса указано 5000 кгс. Эти данные близки к расчетным.

Величины коэффициентов для стальных тросов принимаются следующие:

С одним органическим сердечником 4,8

С несколькими органическими сердечниками 4,0

Для синтетических тросов коэффициент прочности

1,5 - 1,8

Пример 2: Определить разрывную нагрузку стального троса типа ТЛК-О конструкции 6×37(1+6+15+15)+1 ОС окружностью 90 мм.

Решение:

Rразр= 4,8×90²=38880 кгс.

В ГОСТ 2688-69 указано разрывное усилие для этого троса 36050 кгс. Эти данные также близки к расчетным.

Следует помнить, что приведенная формула является приближенной и подсчитанные по ней результаты могут в какой-то мере отличаться от табличных.

Рабочей крепостью называется нагрузка, при которой трос работает длительное время без потери прочности. Она приближенно может быть определена по формуле:

Rраб=Rразр/n

Где: Rраб- рабочая нагрузка, кгс

Rразр- разрывная нагрузка, кгс

n- коэффициент запаса прочности.

Коэффициент запаса прочности:

- для растительных тросов принимается равным 6-10, для подъема людей- 12;

- для стальных тросов стоячего такелажа- 4, для бегучего такелажа- 6;

- для капроновых тросов 6-9.

Если при выполнении каких-либо судовых работ стальной трос приходиться заменять растительным для той же нагрузке, то его надо брать в три раза толще. Так, при замене троса, указанного в примере 2, сизальским определим длину его окружности:

Rразр= КС²=38880=0,6 С²;

С= =255.

Это примерно в три раза больше длины окружности стального троса. При обратной замене стальной трос будет в три раза тоньше растительного.

Для более точного расчёта при замене стального швартового троса на синтетический канат рекомендована формула:

Р =7,43

Где - среднее относительное удлинение синтетического троса при разрыве. Его значение может быть получено из табл. 2.1.

Р - разрывное усилие штатного стального троса

Таблица 2.1

Среднее относительное удлинение синтетических канатов при разрыве

Материал троса	Кручёный трёхпрядный	Плетёный восьмипрядный
Полиамид	0,43 - 0,45	0,49 - 0,50
Полипропилен	0,33 - 0,35	0,34 - 0,36
Полиэфир	0,35 - 0,37	0,36 - 0,38

Пример 3. Подобрать полипропиленовый плетёный швартовный трос взамен стального швартова Р =360 кН.

Решение: Из табл. 2.1 находим - среднее относительное удлинение синтетического троса при разрыве:

=0,35

Определяем величину разрывного усилия синтетического каната, по которому и выбираем трос:

Р =7,43 =7,43

В местах сращивания (сплесневания) тросы теряют прочность на 10-20%.

Массу 100 м троса приближенно можно определить по формуле:

Q=KC,

Где Q- масса отрезка троса длиной 100 м, кг;

К- коэффициент массы троса в воздухе;

С- длина окружности троса, мм.

Для синтетических тросов окружностью до 100 мм К≈0,3÷0,6; до 200 мм - К≈1,0; для стальных тросов диаметром до 30 мм К≈3,0, более 30 мм - К≈5,0.

Сравнительные данные различных тросов приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Наименование троса	Размер троса по окружности, мм.	Разрывное усилие троса в целом, кгс.	Масса 100 м троса, кг
Пеньковый бельный: Особого назн. Специальный Повышенный Нормальный	90 90 90 90	5372 4830 4250 3880	61,0 61,0 59,0 59,0
Манильский: Повышенный Нормальной	90 90	6380 4800	59,9 58,4
Сизальский: Специальный Повышенный Нормальный	90 90 90	5880 5000 3880	54,5 56,0 54,5
Капроновый: Повышенный Нормальный	90 90	14000 12100	53,6 53,6
Стальной типа ТЛК-О конструкции 6×37 (1+6+15+15)+1 ОС	90	(сум. по кабол.) 36050	301,5

Упругое удлинение стального троса находится по формуле:

где - расчётный предел прочности проволок троса при растяжении, кН/м²

Е=8 кН/м² – модуль упругости

Упругое удлинение синтетических канатов:

Где F – усилие, растягивающее трос, для синтетических тросов это усилие не должно составлять более 25-30% от разрывного усилия троса;

-безразмерный коэффициент, зависящий от материала, конструкции и влажности каната (см. табл. 2.3)

Табл. 2.3

Значение коэффициента

в зависимости от конструкции троса

Материал троса	Кручёный трёхпрядный	Плетёный восьмипрядный
Полиамид сухой	3,0	3,7
Полиамид сырой	2,6	3,2
Полипропилен	8,0	11,0
Полиэфир	7,5	11,0

Пример:

Определить упругое удлинение плетёного сухого капронового троса, имеющего Р_разр = 600 кН и длину l = 20м., если к нему приложено усилие F = 200 кН.

Решение:

Из табл. 2.3 находим коэффициент =3,7

= = 6 м