Справочник по такелажным работам

Свенссон C.

Прочность тросов в большой степени зависит от качества стали и типа свивки. Так, например, стальной цельнометаллический трос, пряди которого состоят только из стальных проволок, намного прочнее троса с пеньковым сердечником. Ниже приведены данные о разрывной прочности тросов в зависимости от качества стали для тросов толщиной 76,2 мм (данные крупнейшей английской фабрики по производству тросов, г.Кардифф-Буливан):

Рис. 16.

Нагрузка на стропы при различных углах между ними при подъеме груза

Нагрузка на двойные стропы зависит от величины угла, образующегося между стропами при подъеме груза. Для обычных нагрузок величина угла не должна превышать 45°. Нагрузка возрастает пропорционально величине угла (рис. 16). Это общее правило относится к стропам из стальных тросов и цепей, а также к случаю подъема груза двумя лебедками.

Стальные тросы для судового такелажа начали выпускать в Великобритании более 100 лет назад. Фирма по производству тросов Ньюол в г.Ньюкаслэн-Тайн запатентовала усовершенствованный стальной трос. В 50-х гг. XIX в. большинство новых судов флота Англии оснащалось стальным такелажем, который стал отличительной особенностью английских судов.

В Швеции стальной такелаж начали применять позднее. Первым судном с полным стальным такелажем был "Франс Шартан", построенный в 1864 г. в Евле, Швеция. В 70-х гг. XIX в. на шведских одномачтовых судах ванты были пеньковыми, а штаги – стальными. На шведских пароходах в это же время стоячий такелаж изготовляли только из стального троса. Для бегучего такелажа стальные тросы было сложнее приспособить. И только через 60 лет на многих шведских судах появились цепные топенанты грузовых стрел. В те времена суда долго подготавливались к отплытию. Когда-то пенька помогла освоению мирового океана, теперь стальные тросы привели к индустриализации морских плаваний.

В настоящее время нержавеющие стальные тросы помогли сделать новый шаг в освоении морских просторов. Материал, из которого изготовляют тросы: нержавеющая, легированная, хромоникельмолибденовая сталь, стандарт SIS 2343. Для уменьшения напряженности троса проволоку обычно полируют и придают ей нужную форму.

Данные о надежности и прочности различных тросов даются в таблицах, прилагаемых изготовителями тросов.

Для расчета максимальной рабочей прочности троса следует исходить из квадрата диаметра, который нужно умножить на 18 – для стальных тросов без растительных волокон, или на 14 – для стальных тросов с растительными волокнами, оплетающими сердечник; на 12 – для стальных тросов с растительным сердечником; на 8 – для стальных тросов с растительными волокнами, вплетенными в пряди.

Пример 1. Трос диаметром 9 мм с растительными волокнами вокруг сердечника:

9^2-14 = 1134 кг.

Пример 2. Трос диаметром 12 мм с растительным сердечником:

12^2 – 12= 1728 кг.

Такие расчеты гарантируют пятикратный запас прочности. Вышеупомянутые волокна – растительные. Для стальных тросов с синтетическими волокнами запас прочности должен быть увеличен.

Для оплетенных стальных тросов, например штур-тросов с 5-миллиметровой оплеткой из поливинилхлорида, рабочая прочность рассчитывается по цельнометаллическому тросу диаметром 2,5 мм: 2,5^2-18 – = 6,25-18= 112,5 кг.

Цепи

Звенья,

из которых состоят цепи, различаются по калибру. Они бывают короткими, длинными и с распорками (контрфорсами) (рис. 17). На судах цепи с короткими звеньями в настоящее время не имеют широкого применения. Однако на малых судах их используют в рулевом механизме, для крепления грузов на палубе, при разгрузке тяжелых штучных товаров и в качестве якорных цепей. В такелаже сейчас цепи используют реже, чем раньше, так как вместо них применяют стальные тросы.

Рис. 17. Цепи

Цепи с длинными звеньями на судах также встречаются не очень часто. Все же иногда их используют в качестве опорных концов стальных топенантов, чтобы на палубе было легко закреплять на нужной высоте грузовые стрелы. Их используют также для крепления грузов на палубе. Если цепи используют в такелаже или для палубных работ, их необходимо как следует смазывать, так как ржавые звенья сильно трутся друг о друга. Цепи с короткими и длинными звеньями изготовляют из кованого железа. Цепи бывают ручной ковки, машинной ковки или электросварными.

Кованые цепи с короткими звеньями испытывают под пробной нагрузкой. Они должны выдерживать груз 25 кг на 1 мм поперечного сечения звена. Если цепь сварная, то общая нагрузка должна быть на 25% меньше. Считается, что цепи с длинными звеньями на 30% слабее цепей с короткими звеньями. Цепи, используемые при погрузочно-разгрузочных работах, должны быть снабжены сертификатом, если их толщина 16 мм и более. Если такие цепи из незакаленной стали используют на судах водоизмещением 300 т и выше, то по мере пользования их следует прокаливать через промежутки времени, предписанные Управлением морских перевозок.

Толщина цепей измеряется в английских дюймах по диаметру поперечного сечения металла звена. В шведских справочниках она дается соответственно в миллиметрах. Для кованых цепей с короткими звеньями действует зависимость А = D^2 и В = 5 D^2, где А – рабочая нагрузка, т; В – разрывная нагрузка, т; D – диаметр поперечного сечения металла звена, см.

Следует обратить внимание на то, что в этих формулах диаметр поперечного сечения звена взят в сантиметрах, а не в дюймах. Нагрузка, рассчитанная по этим формулам, дает пятикратный запас прочности цепи.

Хорошие цепи без дефектов можно использовать под нагрузками:

Такая нагрузка, выраженная в тоннах, соответствует квадрату диаметра поперечного сечения металла звена в сантиметрах и гарантирует пятикратный запас прочности, как и по приведенным выше формулам для расчета разрывной нагрузки.

Цепи с контрфорсами используют исключительно как якорные и швартовные. Их куют вручную из железа, а также из литой стали. Распорки не увеличивают прочности цепей, но предотвращают их спутывание.