Форма входа
 
 
 
Регистрация | Забыл пароль?
Категории
 
Скальный крюк

Крюк – это, по сути, клин, закрепляемый силами трения о стенки трещины. Сила трения зависит от сил упругости между расклиненными стенками трещины и от коэффициента трения, определяемого материалом крюка и прочностью скалы. В идеале - это мягкая и вязкая сталь крюка с по­верхностями трещин в граните или гнейсе. Такой кли­нок следует за изгибами стенок трещины, расстояние между которыми обычно плавно уменьша­ется вглубь трещины. Деформация клинка в трещине следует не только за продольными изгибами, имеются и поперечные неровности на поверхности трещины, за счет чего клинок не только изгибается, но и скручива­ется и получает даже некоторый поперечный изгиб.

Приведенное рассуждение относится к крюкам с клинком плоского сечения при толщине клинка не более 4—5 мм. ­

При большей жесткости сечения (большей толщине или при сечении коробчатой формы) и прочно­сти материала клинка надежность закрепления может существенно снизиться.

Однако надежность страховочного крюка зависит не только от его закрепления. Имеет также большое значение система сил, действующих на крюк. Это можно показать на примере обычного вертикального крюка, забитого в трещину с гладкими стенками. Возь­мем благоприятный случай: угол клина крюка и тре­щины совпал (рис. 1а). При этом, задавшись некоторым усилием защемления клинка в трещине Т, из схемы размеров крюка и действующих сил получаем предельное усилие, которое может выдержать крюк:

Как видно, это усилие зависит от отношения a/l, и чем это отно­шение меньше,  тем лучше «держит» крюк. При большем усилии крюк повернется в плоскости клинка, после чего легко вылетит.

В реальных условиях забивания крюка поверхность прилегания   клинка   к трещине обычно ограничивается прилегающей к поверхности скалы частью длины клинка — (рис. 1).

 

Рис. 1

Схема действующих на вертикальный крюк сил:

а — равномерное закрепление, б — краевое закрепление,

в — крюк, забитый с упором головки

Из анализа формулы видно, что страховоч­ное усилие за счет упора головки в скалу возрастает в несколько раз. Весьма ценно и то, что здесь от протяженности прилегания клинка к поверхности трещины надежность крюка не зависит, ибо  величина плеча  L не  изменяется.

Положительный эффект дает упор головки и в гори­зонтальных крючьях. Однако здесь дело не в схеме дей­ствующих сил, остающихся теми же. Здесь нужно обра­тить внимание на деформацию корня клинка (рис. 2а) при рывке веревки. Напряжения растяжения здесь складываются с напряжениями изгиба, причем надо учесть, что в этом месте кова­ный крюк обычно имеет слабое место, связанное с деформациями при ковке (рис. 2б). Если крюк забит так, что нижняя точка головки упирается в скалу, то прочность крюка выше (рис. 2в).

Особо нужно обратить внимание на возможный де­фект кованого крюка, показанный на рис. 2б, чего мож­но избежать, перейдя на конструкцию горизонтального крюка с отогнутым ушком (см.рис 3).

Надежность забитого крюка зависит также от вели­чины плеча силы рывка веревки. Можно для этого уменьшить диаметр проушины голов­ки, но в отверстие проушины должен проходить карабин, при­чем надо обеспечить возможность кругового про­ворачивания карабина с муфтой, т. е. отверстие должно быть диаметром не менее 15 мм.

                                                 Рис.2

Но ведь крюк может быть забит в неудобном месте, например, во внутреннем углу. Тогда нужно отверстие, через которое могут пройти два карабина (из прутка диаметром 10 мм), один из кото­рых, кроме того, надо продернуть с муфтой через про­ушину. В этом случае отверстие можно сделать овальным, но наихудшим вариантом расположения овального .отверстия нужно считать горизонтальное (рис. 3а), что приводит к неоправданному увеличению плеча силы рывка.

Удовлетворительное решение может быть получено путем придания отверстию треугольно-овальной формы (рис. 3в), обеспечивающей минимальное плечо силы рывка веревки при достаточно просторном отверстии.

Выбирая сечение ушка, нельзя забывать о том, что крюк используется многократно, и при его забивании, а особенно - при выколачивании, ушко подвергается ударам и ослабляется.

Рис. 3 варианты проушины крюка:

а — горизонтальный овал,

 б — треугольный овал

При выборе материала нужно исходить из необходи­мости обеспечения пластичности клинка и достаточной прочности головки. Лучшим материалом при этом признана мягкая сталь.

Титановые крючья, несмотря на выигрыш в весе, не удовлетворяют  нужным тре­бованиям по причине различных механических свойств клинка и головки.

Рекомендуемая форма вертикальных и горизонталь­ных крючьев (рис. 2в и 2б) пригодна в диапазоне тол­щин (основания клинка) от 3 до 5—6 мм. При меньших толщинах прочность крюка не может быть обеспечена: при забивании головка вертикального крюка «складыва­ется», а горизонтальный крюк имеет слабое место во внутреннем углу, откуда идет разрыв при рывке. При большой толщине клинок плохо следует за неровностями стенок трещины.

Для узких и коротких трещин применяют лепестковые крючья. Но они требуют другой формы. Вертикальные крючья должны иметь развитое сечение клинка и утолщенную головку (рис. 4б). Горизонталь­ные крючья лучше в форме тавра (рис. 4a), но такая конструкция практически не встречается ввиду трудной технологии изготовления.

                                                                                рис. 4

Для широких трещин пока не придумано ничего лучше коробчатых (швеллерных) крючьев. Их клинок плохо следует за формой трещины, и надежность за­крепления достигается за счет больших размеров. Выко­лачивание   таких  крючьев — трудная  работа. 

  Материал статьи основан на информации П.Зака «Элементы механики и конструкция страховочного альпинистского снаряжения», альманах «Побежденные вершины»,1972