Рис. 12. Силы трения на талях и силы, необходимые для подъема и опускания груза
На рис. 12 показаны силы трения. Цифры, написанные вдоль лопаря, показывают преодолеваемые силы трения при подъеме и опускании груза. Величина А показывает силу на блоке при подъеме, величина В – при опускании груза. Из приведенных данных ясно, что больший выигрыш при подъеме получается, если лопари проходят через большее число шкивов. Данные приведены без учета веса самих талей. Системы блоков, лопари и стропы имеют значительный вес, которые в действительности следует прибавлять к величинам А и В.
Канифас-блоки и металлические блоки измеряют по диаметру шкива. Деревянные блоки подбирают с учетом величины лопаря. Ширина деревянного блока должна быть в три раза больше длины окружности лопаря, т. е. для лопаря с длиной окружности 50,8 мм необходим блок шириной 152,4 мм, для лопаря с длиной окружности 76,2 мм – блок шириной 228,6 мм.
Стальные тросы, используемые на судах, изготовляют из проволоки, свитой по спирали. Обычно тросы состоят из шести прядей, свитых вокруг пенькового манильского или джутового сердечника. Сердечник заполняет пустоту в центре троса, образованную между прядями, предохраняет пряди от проваливания к центру и защищает внутренние слои проволок троса от коррозии, так как пропитан антикоррозионной смазкой, которая выделяется между проволоками прядей при изгибе троса. Стальные тросы изготовляют из стальной проволоки разного качества. Ее сорта указаны в перечнях продукции изготовителей. Жесткие тросы, пряди которых состоят только из стальной проволоки, используют для стоячего такелажа, их называют стальными такелажными тросами. Обычные стальные тросы для лебедок также состоят из проволочных прядей без пеньковых нитей. Если диаметр троса достигает 57 мм, то он должен быть снабжен сертификатом.
Швартовные стальные тросы обычно свиты из 72 проволок, по 12 в каждой пряди вокруг пенькового сердечника. Это гибкие тросы. Тросы, свитые из 144 тонких проволок (по 24 в каждой пряди) вокруг пенькового сердечника, называют тросами повышенной гибкости Раньше их использовали для обшивки шкаторин на больших парусных судах, а в настоящее время как грубый бегучий такелаж на топенантах грузовых стрел, для работы с которыми обычные гибкие стальные тросы оказываются слишком неудобными.
Рис. 13. Типы стальных тросов
Бензельные тросы изготовляют из мягкой железной проволоки. На рис. 13 слева направо показаны: такелажный трос из 42 проволок, трос лебедки крана из 114 проволок, гибкий швартовный трос из 72 проволок, трос повышенной гибкости для бегучего такелажа из 144 проволок, а также бензельный трос из 7 и 12 проволок.
На небольших судах широкое применение получили гибкие тросы, которые используются как швартовные. Они свиваются из тончайших проволочных прядей, соединенных с прядями из лучшей пеньки. Около 50-60 лет назад Фагерста изобрел другой вид троса, так называемый тайфун-трос, в каждой пряди которого стальной сердечник оплетался пеньковой нитью. Такие тросы были гибкими, но не очень прочными, потому что внешняя пеньковая нить легко рвалась и цеплялась за выступающие части лебедки, что постепенно выводило трос из строя. В настоящее время выпускают тросы, подобные описанным выше, так называемые комбинированные, со стальным сердечником и внешними нитями из манилы или сизаля, которые используют на рыболовных траулерах в качестве траловых тросов и футрепов.
Рис. 14 Приспособление для распускания бухты троса
При распускании бухты стального троса его сматывают за наружный конец. Это первое условие для того, чтобы не образовались колышки. Легче всего, это делать, поставив бухту на деревянный крест, который подвешивают на гак лебедки (рис. 14). За неимением такого креста бухту можно поставить на ребро и катить ее по палубе или подвесить за нок грузовой стрелы и медленно вращать, разматывая трос. Один человек контролирует бухту, а другой тянет трос и, в случае если это швартовый трос, наматывает его на вьюшку. Если на старом швартовом тросе много колышек, их можно расправить, перемещая трос с правого борта на левый и обратно, или с помощью лебедки, пуская ее на задний ход.
Если размотанный трос необходимо раскрутить на плоской поверхности, то это делают по часовой стрелке так, чтобы последующая петля ложилась на середину предыдущей (рис. 15).
Прежде чем отрубить отрезок стального троса какой-либо длины, на трос накладывают марки. Марки нельзя ставить близко друг к другу, так как они могут распуститься от деформации троса при его обрубке. Толстые такелажные тросы легче пилить пилой. Участок троса плотно стягивают шкимушгаром и разрезают по центру этой обмотки.
Рис. 15. Раскручивание троса
В настоящее время тросы изготовляют из оцинкованной стальной проволоки. Оцинковка в большой степени увеличивает надежность троса, так как предохраняет его от коррозии. Но со временем на блоках и кнехтах цинковое покрытие стирается и трос начинает ржаветь под воздействием соленой воды. Трение проволок друг о друга при изгибе троса приводит к стиранию цинка внутри троса. Поэтому время от времени тросы следует пропитывать антикоррозионным веществом. Лучше всего для этого пользоваться специальными смазками.
Кислота разъедает цинк. Для оцинкованных тросов лучше всего подходит минеральное масло (консистентная смазка для защиты от коррозии). Для старых тросов, на которых стерт цинковый слой, хорошо подходят льняное масло, тюлений или китовый жир.
Гибкость троса в значительной степени определяется толщиной проволоки. Поэтому для жестких тросов не следует использовать блоки малого диаметра. Диаметр шкива должен быть по крайней мере в 300 раз больше диаметра проволок в составе троса. Следовательно, например, стальной трос, свитый из толстых проволок диаметром 1 мм, нельзя использовать в блоках, диаметр шкивов в которых меньше 30 см. Для тросов, свитых из проволок диаметром 0,8 мм, требуется шкив диаметром 25,4 см. Такие размеры рекомендованы для шкивов, вращающихся с малой скоростью, что характерно для судов. При вращении с большими скоростями диаметр шкива должен быть увеличен. Толщина стальных тросов, используемых на судах, определяется по длине окружности троса в английских дюймах или по диаметру в миллиметрах. Толщина тонких тросов, используемых на яхтах и в промышленности, всегда дается по диаметру в миллиметрах.
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.
