Виды и особенности зажимов для троса

Тросовый или канатный зажим - это такое такелажное изделие, которым фиксируются петли на стальных канатах либо сращиваются канаты. Казалось бы, все очень просто, но: 

1. Эти элементы такелажа используют в высоконагруженных конструкциях, из чего вытекает, что они должны изготавливаться из металла, устойчивого к трению,  поперечным и продольным деформациям. Как это достигается?
2. В строительных работах, например, на тросы крепят несколько зажимов, расположенных друг за другом. Может быть так, что нагрузка выше, чем допустимая для единицы крепления. Простое увеличение числа слабых креплений никак не поможет зафиксировать конструкцию. Почему?

Эти и другие детали по полочкам раскладываем в статье.

Виды зажимов

каким бывает зверь, кратко - по плюсам и минусам 

Для простоты разделим зажимы условно на три категории, и в каждой категории обозначим наиболее важные подвиды:

Традиционные, используемые для сращивания канатов и создания на них петель:

• Одноразовые
• Скобы
• Кулачковые
• Плашечный (шинный)
• Цилиндрические (DOUBLE)
• Обжимные

Плоские, используемые, как и традиционные:

• Одинарные (SIMPLEX)
• Двойные (DUPLEX)

Специальные, спектр использования которых узок и делает их незаменимыми:

• Крестовые
• Стопорные
• Цанговые
• Страховочные

Одноразовые

Короткие цилиндрики из алюминия или другого мягкого металла. Расплескивается вместе с продетыми концами каната, плотно его сжимая. Наименее надежная и наиболее дешевая конструкция.

Скобы

Самый распространенный традиционный вид зажимов в виде U-образной скобы. Прост в установке и демонтаже, является многоразовым, не теряет характеристик.

Нюанс использования в почти полной непригодности для высоких нагрузок. Малое пятно контакта с канатом вызывает режущую деформацию - разрыв или повреждение троса в месте крепления.

Кулачковые

Аналоги скобы, два зеркально расположенных седла с интегрированными резьбовыми втулками. Более удобен, чем U-образный, мало встречается на российском рынке.

Как и старший брат, имеет малое пятно контакта с тросом.

Плашечный (шинный)

Зажим, поперечный срез которого представляет собой латинскую W. Ответная часть похожа на распущенную вдоль трубу. Места прилегания к тросу - рифленые, обеспечивают хорошую фиксацию.

С таким зажимом режущих деформаций можно не опасаться.

Цилиндрические (DOUBLE)

Кольцо оно и в Африке - кольцо (ну или два полуцилиндра со стяжными винтами).

Выпускается в малых размерах (трос 3-4 мм), т.е. можно скреплять тросы вплоть до толщины проволоки (в разумных пределах). Нержавеющая сталь - как основной материал изготовления - позволяет использовать колечко в паре с канатами из цветных металлов, нержавеющей стали. Неблагоприятные среды, короче говоря, вашим конструкциям не грозят.

Обжимные

В простонародье - бочонок. Две рельефные пластины с цилиндрическими канавками для закладки троса, которые стягиваются при помощи винта. Можно сказать, король лифтов и других подъемных механизмов.

Выпускается как из цветных металлов, так и из стали в зависимости от назначения.

Плоские одинарные (SIMPLEX)

Как было сказано выше, чем больше пятно контакта с тросом, тем надежнее крепление, этот зажим - прямое тому подтверждение.

По своей сути две пластины (с бортиками и без), фиксируемые при помощи болта и гайки. Наличие бортиков не дает тросу выскальзывать вбок под нагрузкой, что также положительно сказывается на максимально допустимых нагрузках.

Плоские двойные (DUPLEX)

Два сращенных одинарных (SIMPLEX) изделия.

Как сказала бы Эллочка Людоедочка, железно! Установка растяжек на высоковольтных столбах линий электропередач и ТВ-антенн - раз плюнуть. Зафиксировать груз при его подъеме на большую высоту - тоже. И это не фигура речи.

Крестовые

Скажем, нужно вам соединить две магистрали под прямым углом. Вам нужен крест! Не православный, конечно, но помолиться советуем, потому что сверхнадежным такое крепление назвать язык не повернется. Впрочем, надежности на канатную сетку хватит. Как говориться, кто на кого учился.

Изготавливается в виде цилиндра, в который стальные канаты укладываются друг на друга и фиксируются винтом.

Стопорные

Просто стопор - и все. Ничего не сращивает, ничего не поддерживает. Его задача - плотно ухватиться за трос и препятствовать движению подвешенных на нем грузов, грубо говоря, утолщает магистраль в выбранной точке.

Цанговые

Наконечник, задачей которого является аккуратная стыковка каната с элементами конструкции, к которым он присоединяется. Стопроцентной надежности не дает. Скажу по секрету, лучше петлю сделать.

Страховочные

Типичный быстросъемник промышленных альпинистов. Они за него всяко-разно грузы подвешивают. Изделие состоит из рычагов, фиксирующих его на магистрали при приложении нагрузки на крепежное кольцо.

Из каких материалов изготавливают зажимы

из чего у тебя седло, странник, сделано?

К трем основным материалам, из которых изготавливаются зажимы для троса относятся (очень предсказуемо!): нержавейка, горячеоцинковка и мягкая сталь с цинковым покрытием. Рассматриваем на примере седла.

Нержавеющая сталь А2 и А4. Ваш выбор для применения на открытом воздухе и в неблагоприятных условиях. Коррозийная стойкость из коробки.

Горячеоцинкованная сталь. Смело берите, если хотите сэкономить. Использование в неблагоприятных средах ограничено, но за положенные нагрузки отвечает более чем. Коррозийная стойкость меньше, чем у нержавейки.

Мягкая оцинкованная сталь. По дешману, значит, по дешману. Не стойкий к коррозии материал (впрочем, оцинковку пальцем не сковырнешь). Если нужно что-то для быта, лучший вариант.

Однако помните о том, что при построении высоконагруженных конструкций нужно будет проверять место крепления хотя бы раз в три месяца на предмет полного съедания ржой. Хе-хе. Шутка.

Размеры зажимов

Размер имеет значение! Надежная и безопасная конструкция нужна каждому, а вот как ее обеспечить?

Трос без оплетки? Значит, зажим выбирается по диаметру троса.

Трос в оплетке? Нюанс! Предел рабочей нагрузки сборки или магистрали уменьшится на 30-35%, если не удалить оплетку, потому что рабочее тело зажима будет контактировать с мягким и податливым винилом.

Применение такого соединения на сильно нагруженных тросах небезопасно!

Как итог: крепеж к канату в оплетке подбирается по его диаметру без оплетки. С точек магистрали, где будут располагаться зажимы, оплетку удалям. Такова жизнь? Нет, технология

Классификация зажимов по DIN

• DIN 741. Стандартный, не предназначенный для грузоподъемных операций.
• DIN 1142. Усиленный крепеж, оборудованный двумя шестигранными гайками, а также шайбами для лучшей прижимной фиксации. Имеет продолжительный эксплуатационный запас даже в условиях постоянных температурных колебаний.
• DIN 3093. По своей конструктивной сути это алюминиевая втулка, позволяющая соединить несколько тросов между собой для достижения необходимой общей длины.

DIN 741

Стандарт DIN 741 – это крепеж с двумя шестигранными гайками. Данное изделие широко используется во всех областях промышленности.

Характеристики:

• Используется с тросами диаметром от 3 до 40 мм.
• Длина составляет 21-88 мм, ширина 10-45 мм, а высота без съемной проушины – от 10 до 55 мм. 
• Диаметр прута проушины – 4-16 мм, межосевое расстояние между ее концами – 9-58 мм. 
• Наружная резьба под шестигранную гайку – от 1/8 до 1 дюйма. 
• Норматив по весу: 100 штук этих изделий, в зависимости от размеров, могут иметь массу от 1,4 до 104 кг.

Изготавливаются из стали или нержавеющей стали А4. Распространены изделия, имеющие защитное цинковое покрытие, нанесенное гальваническим или горячим способом. Усиленный аналог DIN 741 имеет маркировку DIN 1142.

DIN 1142

Стандарт DIN 1142 используют для изготовления такелажных приспособлений, использующихся совместно с грузоподъемными механизмами. Большое значение DIN 1142 играет в строительстве, где может применяться в качестве элемента канатной растяжки.

Характеристики: 

• Корпус имеет длину от 12 до 68 мм и ширину от 13 до 49 мм. 
• Высота седла изделия – 13-77 мм. 
• Полная высота детали вместе с U-болтом может составлять от 25 до 159 мм. 
• Резьба под фиксирующую гайку – М5-М24. 
• Межосевое расстояние U-болта – 12-68 мм.

Изделие DIN 1142 - ответственный элемент конструкции, и к материалу, из которого он изготавливается, предъявляются строгие требования. Производятся эти зажимы из гальванически оцинкованных сталей или нержавеющих сталей А2 и А4.

DIN 3093

Стандарт DIN 3093 – это алюминиевая втулка. Представляет собой сплющенный полый цилиндр. Применяется для сращивания стальных канатов между собой, а также для изготовления петель на концах каната.

Характеристики:

• Диаметр используемого троса - от 1,5 до 40 мм
• Ширина отверстия B - от 3,6 до 88 мм
• Длина втулки L - от 5 до 140 мм
• Толщина материала S - от 0,5 до 17 мм

Инструкция по установке зажимов 

Как было сказано выше, зажимы широко используются для создания петель и сращивания тросов. При проведении подобных работ требуется соблюдать технологические нормы, поскольку неправильная установка может снизить предельную рабочую нагрузку магистрального узла на 40%.

Для начала необходимо убедиться в том, что:

• На изделии нет зазубрин, вмятин и трещин.
• Размер изделия соответствует размеру троса.

Традиционные зажимы

Шаг первый. Первый элемент крепежа располагается на небольшом расстоянии от свободного конца петли. Гайки или болты затягиваются поочередно до достижения требуемого момента силы.

Шаг второй. Второй размещается ближе к петле, так, чтобы она имела минимальный ход деформации. Ход можно проверить, сплюснув петлю по направлению к зажиму после установки.

Шаг третий. Третий позиционируется точно между первыми двумя. При этом учитывается, что ответные части зажимов (те, со стороны которых затягиваются гайки или болты) должны быть направлены вверх.

Шаг четвертый. На отрезок магистрали подается нагрузка, равная или большая, чем требуемая. Проверяется затяжка гаек или болтов и, при необходимости, увеличивается. 

При сращивании алгоритм действий по установке зажимов будет тем же.

Плоские - Simplex и Duplex

Используются в тех же случаях, что и традиционные, однако обладают иной конструкцией. Рассмотрим ниже их установку на примере DUPLEX.

Шаг первый. Убедиться в том, что изделие комплектно, детали исправны, гайки ходят по резьбе не внатяг.

Шаг второй. При создании петли расположить изделие ближе к ее началу, при создании петли либо сращивании позиционировать трос внутри зажима как показано на рисунке.

Шаг третий. Установить ответную часть и затянуть гайками. Подать нагрузку на конструкцию, равную или большую, чем нужно. Проверить затяжку гаек, при необходимости ее увеличить.

Установка зажима SIMPLEX

Установка зажима DUPLEX

Спецзажимы

Применительно к специальным видам зажимов привести общий алгоритм действий нельзя, однако, поскольку позиционировать их, кроме как по назначению, возможным не представляется, плотная затяжка крепежных элементов решает вопрос их надежной установки.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

- Можно ли при помощи зажима закрепить веревку?

- Нет, получим ту же ситуацию, что и с оплеткой. Веревка делается из легко деформирующегося материала, а потому осуществить качественное крепление практически невозможно.

- Если я хочу установить трос в качестве защиты парковочного места, имеет ли смысл покупать дорогие зажимы?

- Потребность в дорогих изделиях возникает тогда, когда на трос подаются высокие нагрузки  растяжения или смещения. Нет смысла покупать дорогие зажимы для построения ненагруженной тросовой конструкции.

- Требуется ли специальный инструмент для установки данного крепежа?

- В зависимости от его типа может понадобиться следующий набор инструментов: молоток, кувалда, отвертка нужного размера (с плоским, крестовым или шестигранным шлицем), плоскогубцы или гаечный ключ требуемого размера.

- Можно ли использовать традиционные зажимы в паре со стальным тросом для буксировки автомобиля?

- В 80% случаев нельзя, и хорошо, если подобный эксперимент не закончится плачевно.

- Почему увеличение числа слабых зажимов не увеличивает рабочую нагрузку тросовой конструкции?

- Основная нагрузка, которая прикладывается к тросу – продольное растяжение. Следовательно, при критических нагрузках трос либо лопается, если зажимы рассчитаны на нагрузку, либо выскальзывает из какого угодно количества слабых креплений.