Блоки и барабаны для лебёдок, ГОСТы-ОСТы и размышления на тему

Дорогие друзья!
Многие пользователи лебёдок часто задаются вопросом "почему, чёрт побери, стальной трос служит так недолго и лохматится?"
Нормальный вроде бы внешне трос быстро превращается в ёжика с кучей торчащих по всей длине лопнувших проволочек. С таким тросом возможно работать только в очень толстых рукавицах, желательно с усиленными ладонями. А лучше вообще выбросить, от греха подальше…
После всего этого люди плюют на цену и бредут покупать синтетический (кевларовый, нейлоновый) трос.
Да, у него есть свои плюсы. Основной — это вес, и с ним всё понятно. А о втором мы сейчас и поговорим.

Как обычно и бывает, всё новое — это хорошо забытое старое. Ещё в далёком 1965 году в №5 журнала КиЯ (Катера и Яхты) была опубликована статья Д.А. Курбатова "Выбор стальных тросов для такелажа и устройств"
вот ССЫЛКА на её публикацию на сайте парапланеристов. Вот она же у меня на Я.Диске
Прежде, чем читать дальше, рекомендую с ней ознакомиться.

Вот ещё одна интересная СТАТЬЯ, касаемо прочности тросов для лебёдок 9000lbs. Соответственно, для лебёдок 12000lbs тросы будут прочности, соответствующей их макс. тяговым усилиям или чуть выше.

Теперь несколько цитат из статьи в журнале КиЯ:
"Важное значение имеет правильный выбор диаметра и профиля канавки (кипа) шкива, огибаемого тросом. При переходе троса через блок его проволоки, помимо растяжения от нагрузки, получают дополнительные напряжения от изгиба, от скручивания и от смятия между проволоками. Лопнувшие от усталости и износа проволоки всегда лежат в месте касания троса о блок."
"Принятые в промышленности и даже в судостроении нормы на диаметры шкивов часто оказываются неприемлемыми при проектировании оснастки парусной яхты, когда идет борьба за всемерное облегчение парусного вооружения.
Практика парусного спорта выработала следующие минимальные диаметры шкивов в зависимости от гибкости троса:"

"На практике иногда приходится принимать диаметр шкива даже несколько меньше критического, но в любом случае не рекомендуется делать шкив менее 12 dтр (по возможности следует принимать его диаметр равным 16 dтр и более). Такие же диаметры должны приниматься для барабанов лебедок"
"Проводившиеся опыты показали, что срок службы троса пропорционален отношению квадратов диаметров огибаемых блоков."
"При уменьшении диаметра шкива в два раза (с 16 до 8 dтр) выносливость троса падает в 10-12 раз. При переходе с плоского шкива к кипу нормального профиля, выносливость троса увеличивается в 4-5 раз."

Думаю, никто не станет утверждать, что условия применения и нагруженности тросов на больших яхтах чем-то уступают условиям для 4х4, а иногда и превышают их.
На практике, применительно к автомобильным лебёдкам, мы имеем следующие данные:
— тросы с диаметрами 9-13мм двойной свивки, т.е. предельно гибкие для металлических тросов вообще
— барабаны лебёдок имеют диаметры 63-64мм для 9000-9500lbs, и 88-89мм для 12000lbs
— шкивы блоков усиления имеют диаметры порядка 110мм.

Например фирменный блок ARB и его китайская копия redBTR. Остальные либо точно такие же (т.е. производители не утруждали себя какими бы то ни было расчётами и испытаниями, а просто взяли за основу австралов), либо соревнуются "у кого блок меньше и дешевле", т.к. 90% себестоимости блока с плоскими щёками составляет именно качественный ролик/блок и его подшипник с осью. Почему именно так? Да потому, что качественный ролик, выполненный по стандарту (а не просто выточенный из сыромятины), кроме полированной канавки имеет ещё и термообработку и цементацию поверхности трения. Это даёт существенное снижение трения с тросом, соответственно и снижение нагрузки.

По данным статьи, рекомендуемые диаметры шкивов и барабанов лебёдок должны быть 16 dтр. Критический диаметр 14 dтр.
"Только в отдельных случаях, когда трос не несет большой нагрузки и практически неподвижен на блоке, можно принимать шкивы диаметром 6/10 dтр"

А теперь посчитаем рекомендуемые диаметры барабанов и роликов для тросов 9 / 13мм:
при 12 dтр получаем — 108 / 156мм
при 14 dтр получаем — 126 / 182мм
при 16 dтр получаем — 144 / 208мм

Итого, если уж мы не можем изменить диаметры барабанов лебёдок, то для существенного повышения срока службы стальных тросов можно использовать следующее:
— тросы с как можно более тонкими проволоками, и из как можно более качественной стали
— блок усиления, для уменьшения нагрузки на барабан лебёдки (он и так довольно тонкий и сильно изгибает волокна троса, плюща и разрывая их, особенно на максимальных нагрузках)
— ролик в блоке усиления диаметром не менее 210мм, желательно термообработанный
— механизм укладки троса на барабан, например такой

Касательно диаметров барабанов для лебёдок. Встречал как-то лебёдку, чуть ли не для ГАЗ-66, возможно даже военного образца. Так вот, её барабан был выполнен в виде спиральной навивки канавки, в которую, начиная с точки его крепления, укладывался трос на первом витке при смотке. За счёт полукруглого профиля канавки, нагрузки на тело троса существенно снижались, по сравнению с простым плоским барабаном. А барабан там тоже был не сильно большого диаметра.

Так вот, а теперь касательно второго важного свойства синтетического троса. Он позволяет, под не шибко большими нагрузками, изгибать себя по немного меньшему радиусу, по сравнению со стальным тросом, не сильно теряя в свойствах. Но под большими нагрузками всё вышеописанное точно также применимо и к синтетическим тросам. Так что, если вы не хотите заморачиваться двумя размерами блоков для разных нагрузок, следует выбирать шкив наибольшего диаметра. Расчёты были приведены выше.
Причём для синтетического троса качество поверхности канавки шкива и её геометрия (ни в коем случае не плоская, а только радиусная и обязательно полированная) имеют гораздо большее значение, чем для стального троса.

Приятного вам лебяжения! или лебядения? в общем, вытягивания себя из засады, подобно барону Мюнхгаузену )))