Инфоурок › Другое ›Другие методич. материалы›РАСЧЕТ ТАКЕЛАЖНОЙ ОСНАСТКИ Методические указания по выполнению практических работ по междисциплинарному курсу «Организация монтажных работ» для студентов специальности 15.02.01 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования» (химическое пр

РАСЧЕТ ТАКЕЛАЖНОЙ ОСНАСТКИ Методические указания по выполнению практических работ по междисциплинарному курсу «Организация монтажных работ» для студентов специальности 15.02.01 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования» (химическое пр

Скачать материал

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Саратовской области

«Саратовский областной химико-технологический техникум»

РАСЧЕТ ТАКЕЛАЖНОЙ ОСНАСТКИ

Методические указания по выполнению практических работ по междисциплинарному курсу «Организация монтажных работ» для студентов специальности 15.02.01 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования» (химическое производство) дневного и заочного отделения

Саратов 2018

Составитель А.А. Шатков

УДК 69.057.7:621.86.06

Методические указания по выполнению практических работ по междисциплинарному курсу «Организация монтажных работ» для студентов специальности 15.02.01 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования» (химическое производство) дневного и заочного отделения

Изложены вопросы расчета и выбора грузоподъемных средств и отдельных элементов такелажной оснастки (тросы, блоки, полиспасты, траверсы, якоря, лебедки, краны, мачты, порталы и шевры), применяемые при монтаже оборудования химических предприятий и аппаратов колонного типа. Рассмотрены аналитический и графический способы определения усилий при монтаже аппаратов. Представлены некоторые справочные данные в виде таблиц и приложений.

Табл.16. Ил.58.

Протокол №____ от___________________2018 года.

Председатель ЦМК _______________М.И. Гриднева

При расчете строительных конструкций и элементов такелажной оснастки используется метод предельных состояний, который, в отличие от метода допускаемых напряжений, применяется в основном в машинострое-

нии.

Различают две группы предельных состояний:

1. Полная потеря несущей способности или непригодность к эксплуатации (разрушение, потеря устойчивости, чрезмерное раскрытие трещин и ряд других опасных состояний).

2. Непригодность к нормальной эксплуатации (возникновение недопустимых перемещений, прогибов, углов поворота и т.п.).

Расчет такелажных средств и оснастки по методу предельных состояний сводится к определению:

1) максимальных расчетных усилий, возникающих в различных элементах такелажных средств в процессе подъема оборудования;

2) конструктивных размеров этих элементов; возможен также подбор стандартного такелажного оборудования по расчетным нагрузкам.

Основными параметрами метода являются:

R_H– нормативное сопротивление. В качестве такового могут быть приняты предел текучести, прочности, выносливости и некоторые другие характеристики материала.

К – коэффициент безопасности по материалу, учитывающий возможность отклонений прочностных характеристик материала.

R – расчетное сопротивление материала,

R =.

Существуют следующие виды расчета такелажной оснастки по методу предельных состояний:

1. Проверка прочности элемента при известной нагрузке и заданным размерам сечения элемента (поверочный расчет):

mR ,

где m – коэффициент условий работы, учитывающий влияние температуры, влажности, агрессивности среды и некоторые другие факторы.

2. Подбор сечения элемента при известной нагрузке (проектный расчет):

F .

3. Определение допускаемого усилия (несущей способности) на элемент по известным размерам:

NmRF .

4. Проверка прочности элемента при изгибе при известном сечении:

mR,

где N – величина нагрузки на элемент; F – площадь сечения элемента; m – коэффициент условий работы; М – изгибающий момент; W – момент сопротивления сечения; R – расчетное сопротивление.

Примечание. Если в указанных расчетных зависимостях величина N выражается в кН; F – в см²; R – в МПа, то эти формулы приобретают вид:

0,1·mR , F , N0,1·mRF , 0,1·mR .

При расчете нагрузок, действующих на такелажные средства, необходимо учитывать возможные отклонения фактической нагрузки от нормативного значения в результате неточного определения массы поднимаемого оборудования, а также в результате внезапного изменения нагрузки, вызванного неточным определением центра массы груза. Это учитывается коэффициентом перегрузки К_п, который обычно принимается равным 1,1.

Повышение нагрузки на такелажные средства, связанное с изменением скорости подъема или опускания груза, а также с неравномерным сопротивлением трения при перемещении, учитывается коэффициентом динамичности К_д, который в среднем может быть принят равным 1,1.

При подъеме и перемещении оборудования спаренными подъемно-транспортными средствами (кранами, мачтами, полиспастами и т.п.), работающими с различными скоростями, в такелажной оснастке возникают неравномерные нагрузки, которые должны учитываться коэффициентом неравномерности нагрузки К_н. Этот коэффициент в среднем может быть принят равным при использовании балансирных устройств – 1,1; при их отсутствии – 1,2.

2. РАСЧЕТ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ

При выполнении такелажных работ, связанных с монтажом различного технологического оборудования, применяются стальные канаты. Они используются для изготовления стропов и грузовых подвесок, в качестве оттяжек, а также для оснастки полиспастов, лебедок и монтажных кранов.

Расчет каната сводится к определению разрывного усилия R_к, по которому затем и подбирается канат:

R_к=S·К_з,

где S – максимальное расчетное усилие в канате, кН; К_з – коэффициент запаса прочности (прил. 1).

Пример 1. Подобрать и рассчитать стальной канат для электролебед-

ки с легким режимом работы тяговым усилием S=100 кН.

Решение:

1. Определяем разрывное усилие в канате, выбрав коэффициент запаса прочности К_з=5 для грузового каната с легким режимом работы:

R_к=S·К_з=100·5=500 кН.

2. Выбираем для лебедки гибкий канат типа ЛК-РО конструкции 6×36+1 о.с. и по прил. 2 определяем его характеристики:

временное сопротивление разрыву, МПа…………………. 1764

разрывное усилие, кН………………………………………….. 517

диаметр каната, мм…………………………………………... 31

масса 1000 м каната, кг……………………………………….. 3655

3. РАСЧЕТ КАНАТНЫХ СТРОПОВ

Стропы служат для подвешивания поднимаемого груза к крюку грузоподъемного механизма. Витой строп, допущенный к эксплуатации, снабжается металлической биркой с указанием основных технических данных.

Канатные стропы рассчитывают в следующем порядке (рис. 1):

1. Определяют натяжение в одной ветви стропа

S = ,

где Р – расчетное усилие, приложенное к стропам, кН; n – общее количество ветвей стропа; α – угол между направлением действия расчетного усилия и ветвей стропа (рекомендуется назначать не более 45⁰).

2. Находят разрывное усилие в ветви стропа:

R_к=S·К_з,

где К_з – коэффициент запаса прочности для стропа (определяется по прил. 1).

Рис. 1. Расчет стропов

3. По расчетному разрывному усилию из прил. 2 подбирают гибкий стальной канат и определяют его технические данные.

Пример 2. Рассчитать и подобрать стальной канат для стропа, применяемого при подъеме горизонтального теплообменного аппарата массой G=15 т (см. рис. 1), если известно, что α = 45⁰, а общее количество ветвей стропа n=4.

Решение:

1. Определяем натяжение в одной ветви стропа:

S=53 кН.

2. Разрывное усилие в ветви стропа находим по формуле:

R_к=S·К_з =53·6=318 кН.

По разрывному усилию (прил. 2) подбираем канат ЛК-РО конструкции 6×36+1 о.с. ГОСТ 7668-80 со следующими характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа………………… 1960

разрывное усилие, кН………………………………………… 338

диаметр каната, мм………………………..………………… 23,5

масса 1000 м каната, кг……………………………………... 2130

4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ СРЕДСТВ,

РАБОТАЮЩИХ НА ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ

В такелажных приспособлениях и грузоподъемных устройствах широко используются элементы, работающие как балки на поперечный изгиб. К таким элементам относятся траверсы, монорельсы, кран-балки, ригели порталов, шевров и др.

В зависимости от назначения и величины нагрузок они могут быть сплошными, выполненными из одиночных швеллеров, двутавров, или стальных труб, либо сквозными. Сквозные составлены из парных швеллеров или двутавров, соединенных стальными пластинами, а также из стальных труб, усиленных элементами жесткости (уголками, пластинами и т.п.).

Балки, работающие на поперечный изгиб, рассчитывают в следующем порядке:

1. Подсчитывают нагрузки, действующие на балку с учетом всех внешних факторов (массы, поднимаемого груза, усилий в оттяжках и ветвях полиспатов и т.д.). При этом действующие нагрузки берут с учетом коэффициентов перегрузки К_п и динамичности К_д, которые принимают равными 1,1.

2. Находят максимальный изгибающий момент от действующих расчетных нагрузок М_max. В практических расчетах изгибающим моментом от собственной массы балки можно пренебречь.

3. Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки

W_тр .

4. Для сплошных балок, пользуясь прил. 5–7, выбирают стандартный профиль с моментом сопротивления, ближайшим к большему требуемому W_тр. Для сквозных балок момент сопротивления рассчитывают при условии, что он должен быть также не менее W_тр.

5. При необходимости определяют прогиб балки и сравнивают его с допускаемым прогибом.

На рис. 2 представлена монтажная балка с закрепленным за средину полиспастом, предназначенным для подъема аппарата.

Расчет монтажной балки выполняют в следующем порядке:

1. Определяют усилие, действующее на монтажную балку в точке подвески полиспаста с учетом К_п и К_д.

Р=10·G_оК_п К_д / n + 10· G_п К_п + S_п,

где ·G_о– масса поднимаемого аппарата, т; n – количество полиспастов; G_п – масса полиспаста, т; S_п – усилие в сбегающей ветви полиспаста, кН.

Рис. 2. Расчетная схема монтажной балки

2. Максимальный изгибающий момент рассчитывают по формуле

М_max= ,

где l – пролет монтажной балки.

3. Вычисляют требуемый момент сопротивления, по которому подбирают стандартный профиль

W_тр = ,

где R – расчетное сопротивление, МПа (прил. 3); m – коэффициент условия работы.

Пример 3. Рассчитать монтажную балку пролетом l=3 м для подъема аппарата массой 18 т одним полиспастом, закрепленным за средину балки, если известно, что масса полиспаста G_п=1,2 т, усилие в сбегающей ветви S_п=35 кН. Материал балки Ст.3.

Решение:

1. Определяем усилие, действующее на монтажную балку в точке подвески полиспаста:

Р = 10·G_оК_п К_д+10G_пК_п+S_п=10·18·1,1·1,1+10·1,2·1,1+35=266 кН.

2. Максимальный изгибающий момент в монтажной балке рассчитываем по формуле

М_max = кН·см.

3. Находим требуемый момент сопротивления поперечного сечения монтажной балки

W_тр==19950 / (0,85·0,1·210)=1117,6 см³.

4. Для балки сплошного сечения (прил. 5) принимаем двутавр № 45 с W_х=1231 см³, что удовлетворяет условию W_х>W_тр.

5. РАСЧЕТ ТРАВЕРС

Траверсы представляют собой жесткие грузозахватные приспособле- ния, предназначенные для подъема крупногабаритного, длинномерного, а также тонкостенного оборудования, например обечаек.

Одно из важных назначений траверсы при монтаже тонкостенных аппаратов – воспринимать возникающие сжимающие усилия и изгибающие моменты, чтобы не допустить деформацию поднимаемого аппарата.

Обычно траверса представляет собой балку, изготовленную из одиночных двутавров, швеллеров или стальных труб различных размеров. Иногда траверсу изготавливают из парных двутавров или швеллеров, соединенных стальными пластинами, или стальных труб, усиленных элементами жидкости.

При подъеме оборудования несколькими кранами разной грузоподъемности применяют уравновешивающие или балансирные траверсы, имеющие разные плечи.

Траверса работает на изгиб и на сжатие. Масса траверсы составляет незначительную долю от массы поднимаемого груза (как правило, не более
1 %), поэтому в практических расчетах изгибающим моментом в траверсе и прогибом от ее собственной массы можно пренебречь.

5.1. Расчет траверс, работающих на изгиб

На рис. 3 представлена траверса, работающая на изгиб. Такую траверсу рассчитывают следующим образом:

1. Определяют нагрузку, действующую на траверсу с учетом коэффициентов перегрузки К_п и динамичности К_д:

Р = 10·G_оК_пК_д,

где G_о– масса поднимаемого груза, т.

Рис. 3. Траверса, работающая на изгиб

2. Определяют максимальный изгибающий момент в траверсе:

М =

где а – длина плеча траверсы.

3. Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения траверсы (в см³):

W_тр=

где m и R подбирают по прил. 3 и 4.

4. По рассчитанному значению W_тр выбирают для траверсы стандартный профиль сплошного сечения (см. прил. 5–7) .

В случае невозможности изготовления траверсы из одного стандартного профиля (при больших значениях W_тр) балку траверсы изготавливают из парных швеллеров или двутавров либо решетчатой конструкции.

Пример 4. Подобрать и рассчитать сечение балки траверсы (см.рис 3) для подъема аппарата массой G_о=24 т. Расстояние между канатными подвесками 4 м (а=2м), К_п и К_д принять равными 1,1.

Решение:

1. Определяем нагрузку, действующую на траверсу:

Р=10G_оК_п К_д=10·24·1,1·1,1=290,4 кН.

2. Изгибающий момент в траверсе находим по формуле

М= кН·см.

3. Требуемый момент сопротивления поперечного сечения траверсы рассчитываем следующим образом:

W_тр=1626,9 см³.

4. Если принять конструкцию балки траверсы состоящей из двух двутавров, соединенных стальными пластинами сваркой, то этому условию удовлетворяют два двутавра № 40 с моментом сопротивления W_х=953 см³ (см. прил. 5). Таким образом момент сопротивления сечения траверсы в целом составит:

W_х=2W_хд=2·953=1906 см³; причем W_х>W_тр .

5.2 . Расчет траверс, работающих на сжатие

Траверсы этого типа обычно применяют для подъема царг большого диаметра (рис. 4). В зависимости от нагрузок и длины траверс стержни их могут иметь различные поперечные сечения: сплошные, представляющие собой единичные швеллеры, двутавры и стальные трубы, или сквозные, состоящие из двух швеллеров или двутавров, связанных планками, а также стальной трубы, усиленной уголками.

Траверсы, работающие на сжатие, требуют проверки на прочность и на устойчивость.

Масса траверсы составляет незначительную долю от массы поднимаемого груза (не более 0,01), поэтому в практических расчетах ею можно пренебречь.

Рис. 4. Траверса, работающая на сжатие

Расчет траверсы производят в следующем порядке:

1. Находят натяжение в каждой канатной подвеске:

S=10·G_о / (2cosα),

где G_о – масса поднимаемого оборудования, т; α – угол наклона тяги к вертикали.

2. По найденному значению S рассчитывают стальной канат.

3. Сжимающее усилие в стержне траверсы с учетом коэффициентов динамичности К_д и перегрузки К_п определяют по формуле:

N=10·G_оtgα К_п К_д/2 .

4. Траверсу рассчитывают на устойчивость как стержень, работающий на сжатие. Для этого в зависимости от величины нагрузки и длины траверсы задаются формой ее поперечного сечения и определяют требуемую площадь:

F_тр=N/(φ m R),

где φ – коэффициент продольного изгиба, значением которого предваритель-

но задаются. Для стержня из швеллера, двутавра или уголка φ = 0,7–0,9; из стальной трубы φ =0,4.

5. Определяют расчетную длину стержня:

l_c= μ·l,

где μ – коэффициент приведения расчетной длины, зависящий от условий закрепления концов стержня и приложения нагрузки (прил. 8).

6. Устанавливают гибкость стержня:

для швеллера или двутавра

λ_х = l_c/r_{х ,}

λ_у= l_c/r_у;

для стальной трубы

λ = l_c/r .

При этом должно удовлетворяться условие:

max { λ_х , λ_у }≤ [λ],

где r_х, r_у – радиусы инерции относительно главных осей; [λ] – предельная гибкость (прил. 9).

По наибольшей гибкости, если она не превышает предельную, из

прил. 10 находят коэффициент продольного изгиба φ.

7. Полученное сечение стержня проверяют на устойчивость:

N/(F φ) ≤ mR .

Пример 5. Рассчитать траверсу, работающую на сжатие (см.рис. 4) длиной l=3 м для подъема горизонтального цилиндрического барабана массой G_o=36 т, если α=45⁰.

Решение:

1. Находим натяжение в каждой канатной подвеске:

S=10·G_o/(2 cos α)=10·36/(2·0,707)=254,6 кН .

2. Определяем разрывное усилие при условии, что для грузового каната с легким режимом работы К_з=5 (см. прил. 1):

R_к=S·К_з=254,6·5=1273 кН .

3. По найденному разрывному усилию подбираем стальной канат типа ЛК-РО (см. прил. 2) с характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа…………………..1568

разрывное усилие, кН…………………………………………...1290

диаметр каната, мм…………………………………………….50,5

масса 1000 м каната, кг………………………………………...9440

4. Находим сжимающее усилие в траверсе:

N=10G_о·tg α·К_п К_д/2=10·36·1·1,1·1,1/2=217,8 кН .

5. Для изготовления траверсы принимаем стальную трубу.

6. Задавшись коэффициентом продольного изгиба φ=0,4, находим требуемую площадь поперечного сечения трубы:

F_тр=N/(φm 0,1R)=217,8/(0,4·0,85·0,1·210)=30,5 см² .

7. По прил. 7 подбираем стальную трубу диаметром 108×10 мм с площадью 30,8 см² и радиусом инерции r=3,48 см.

8. Находим расчетную длину траверсы, определяя по прил. 8 коэффициент приведения длины μ и считая, что концы траверсы закреплены шарнирно:

l_c= μ·l=1·300=300 см .

9. Определяем гибкость траверсы:

λ=l_c/r=300/3,48=86,2; [λ]=180; λ ≤ [λ].

10. По прил. 10 находим коэффициент продольного изгиба φ=0,714.

11. Полученное сечение траверсы проверяем на устойчивость:

N / (F·φ)mR ;

N / (F·φ)=217,8 / (30,8·0,714)=9,9 кН/см²=99 МПа;

mR=0,85·210=178,5 МПа.

Условие выполняется, что свидетельствует об устойчивости расчетного сечения.

РАСЧЕТ МОНТАЖНЫХ ШТУЦЕРОВ

Для строповки вертикальных цилиндрических аппаратов при их подъеме и установке на фундамент часто применяются монтажные (ложные) штуцеры. Они представляют собой стальные патрубки различных сечений, привариваемые торцом в виде консоли к корпусу аппарата. Для увеличения жесткости внутри штуцера могут быть вварены ребра из листовой стали. Для устранения трения между стропом и штуцером при наклонах аппарата на штуцер надевается свободный патрубок большего диаметра, а для предохранения стропа от соскальзывания к внешнему торцу штуцера приваривается ограничительный фланец.

Расчет монтажного штуцера проводят следующим образом (рис. 5).

1. Находят усилие, действующее на каждый монтажный штуцер:

N=G_о·К_п·К_д·К_н/2,

где G_о – масса поднимаемого оборудования, т.

2. Определяют величину момента от усилия в стропе, действующего на штуцер:

М=N·l,

где l – расстояние от линии действия усилия N до стенки аппарата.

3. При известном сечении штуцера проверяют его прочность на изгиб. Для упрощения расчета наличие ребер жесткости в штуцере не учитывают:

≤ mR,

где W – момент сопротивления сечения штуцера (определяется по прил. 7).

4. Если необходимо опреде-

лить сечение штуцера, удовлетво- ряющее условиям прочности, то рассчитывают минимальный мо- мент сопротивления его поперечно- го сечения:

W=M/(mR) .

По прил. 7 для стальных труб находят сечение штуцера с моментом сопротивления, ближай- шим большим к расчетному.

Пример 6. Рассчитать монтажные штуцеры для подъема аппарата колонного типа массой G_о=80 т с помощью двух кранов способом скольжения с отрывом от земли без применения балансирной траверсы. Величина l=120 мм (см.рис. 5).

Рис. 5. Расчетная схема монтажного

штуцера

Решение:

1. Находим усилие, действующее на каждый монтажный штуцер при полностью поднятом аппарате:

N=10·G_о·К_п·К_д·К_н/2=10·80·1,1·1,1·1,2/2=580,8 кН.

2. Рассчитываем величину момента, действующего на штуцер:

M=N·l=580,8·12=6969,6 кН·см.

3. Определяем минимальный момент сопротивления поперечного сечения стального патрубка для штуцера:

W_min=M/0,1·mR=6969,6/(0,1·0,85·210)=390,5 см³.

4. По таблице (см.прил. 7) определяем с запасом сечение монтажного штуцера диаметром 273х12 мм, имеющего момент сопротивления

W_т=615 см³, W_т>W_min.

7. РАСЧЕТ И ПОДБОР ПОЛИСПАСТОВ

Полиспаст является простейшим грузоподъемным устройством, состоящим из системы подвижных и неподвижных блоков, оснащенных стальным тросом.

Один конец троса закрепляется к блоку, другой конец троса, проходя последовательно через ролики блоков в виде сбегающей ветви, идет на барабан лебедки. Полиспаст предназначен для подъема и перемещения груза, а также для натяжения грузовых канатов, вант и оттяжек в том случае, когда массаподнимаемого оборудования или натяжение превышают тяговые усилия лебедок.

Расчет полиспаста сводится к расчету усилий на блоки полиспаста (по ним находят технические характеристики блоков), расчету каната для оснастки полиспаста и подбору тягового механизма.

Расчет полиспаста ведут в следующем порядке:

1. Находят усилие на крюке подвижного блока полиспаста (рис. 6):

P_п=G_о+ G_т,

где G_о – масса поднимаемого груза; G_т – масса траверсы.

2. Рассчитывают усилие, действующее на неподвижный блок полиспаста:

P_н=(1,07÷1,2)Р_п,

где величина коэффициента, учитывающего дополнительную нагрузку от усилия в сбегающей ветви полиспаста, назначается, исходя из следующих данных:

Грузоподъемность

полиспаста, m

до 30

от 30 до 50

от 50 до 200

более 200

Коэффициент

1,2

1,15

1,1

1,07

3. Исходя из усилия Р_н, подбирают подвижный и неподвижный блоки (прил. 11), определяя их технические характеристики.

4. Усилие в сбегающей ветви полиспаста определяют по формуле:

S_п=P_п/(n·η),

где n – общее количество роликов полиспаста без учета отводных блоков; η – коэффициент полезного действия полиспаста, который выбирается по таблице.

5. Определяют разрывное уси-

лие в сбегающей ветви полиспаста,

по которому подбирают канат для его оснастки ( см. раздел «Расчет стальных канатов»).

6. Подсчитывают длину кана- та для оснастки полиспаста:

L=m_п (h+3,14d_P)+l₁+l₂,

где h – длина полиспаста в растянутом виде, d_P – диаметр роликов в блоках, l₁– длина сбегающей ветви до барабана ле- бедки, l₂– расчетный запас длины каната (обычно выбирается l₂=10 м)

Рис. 6. Расчетная схема полиспаста

Значения коэффициентов полезного действия полиспастов η

Общее количество роликов полиспаста	Тип подшипника		Общее количество роликов полиспаста	Тип подшипника
Общее количество роликов полиспаста	скольжения	качения	Общее количество роликов полиспаста	скольжения	качения
1	0,960	0,980	11	0,638	0,800
2	0,922	0,960	12	0,613	0,783
3	0,886	0,940	13	0,589	0,767
4	0,351	0,921	14	0,566	0,752
5	0,817	0,903	15	0,543	0,736
6	0,783	0,884	16	0,521	0,722
7	0,752	0,866	17	0,500	0,708
8	0,722	0,849	18	0,480	0,693
9	0,693	0,832	19	0,460	0,680
10	0,664	0,814	20	0,442	0,667

7. Суммарную массу полиспаста рассчитывают по формуле:

G_п=G_б+G_к,

где G_б – масса обоих блоков полиспаста (см.прил. 11), G_к=L·g_к/1000; g_к – масса 1000 м каната (прил. 2).

8. Определяют усилие, действующее на канат, закрепляющий неподвижный блок полиспаста:

Р_б=G_о+G_т+G_п+S_{п .}

9. По усилию Р_б рассчитывают канат для крепления неподвижного блока полиспаста (см. раздел «Расчет стальных канатов»).

10. По усилию в сбегающей ветви полиспаста S_пподбирают тяговый механизм – лебедку (см. прил. 12).

8. РАСЧЕТ ЛЕБЕДОК

Лебедки применяют при монтажных работах для регулирования положения устанавливаемого на фундамент оборудования, для его оттяжки, а также натяжения вант или наклона мачт, порталов, шевров.

Лебедки позволяют преобразовывать небольшой крутящий момент на привозном валу в значительный крутящий момент на барабане лебедки за счет снижения частоты вращения барабана лебедки.

Лебедка должна быть проверена расчетным путем на устойчивость против смещения и опрокидывания. Устойчивость лебедки обеспечивает балласт – противовес (рис. 7), устанавливаемый на ее раме, либо якорь
(рис. 8).

Рис. 7. Расчетная схема Рис. 8. Расчетная схема

крепления лебедки с помощью якорного крепления лебедки

противовеса (балласта)

Расчет лебедки в первом случае сводится к определению необходимой массы балласта. Во втором случае определяется усилие S_т, по которому рассчитывается якорь и элемент крепления лебедки к якорю.

8.1. Расчет лебедки с противовесом (балластом)

Условие смещения (см. рис. 7) записывается следующим образом:

В·f+G·f=S_л .

Из этого условия определяется необходимая масса балласта, препятствующего смещению с учетом коэффициента запаса устойчивости:

В=(– G)·К_см,

где G – масса лебедки; S_л – тяговое усилие лебедки; f – коэффициент трения скольжения (определяется по прил. 13); К_см – коэффициент запаса устойчивости против смещения, выбирают равным 1,5–2,2.

Так как система находится в равновесии, должно выполняться условие опрокидывания:М_А=0.

В·L+G·l=S_л·h , откуда В=(S_л·h – G·l)/L.

С учетом коэффициента запаса устойчивости против опрокидывания

В=К_оп∙(S_л·h – G·l)/L ,

где h – плечо действия силы S_л; l – расстояние от центра масс лебедки до ребра опрокидывания; L – расстояние от центра масс балласта до ребра опрокидывания; К_оп – коэффициент запаса устойчивости против опрокидывания, выбирают равным 1,2–1,3.

По наибольшему значению В выбирается необходимая масса балласта.

8.2. Расчет лебедки с якорным креплением

Условие смещения (см. рис. 8) имеет вид:

N·f+G·f=S_л–P,

так как N=S_т·sinα, Р=S_т·сosα, то окончательно с учетом коэффициента запаса устойчивости против смещения К_см величину S_т определяют так:

S_т = К_см(S_л– G·f)/(f sinα+ К_см сosα) .

Если М_А=0 (см. рис.8), условие опрокидывания имеет вид:

S_л·h=G·l+N·L .

При условии, что N=S_т·sinα, окончательно с учетом коэффициента К_оп получим:

S_т= К_оп (S_л– h G·l)/L sinα .

По наибольшей величине S_т ведется расчет якоря и элементов крепления лебедки к якорю.

Крутящий момент на барабане лебедки (М_кр) связан с мощностью электродвигателя:

М_кр=,

где N – мощность двигателя; η – КПД передачи от приводного тела к барабану лебедки; ω – угловая скорость вращения барабана лебедки.

Тяговое усилие на барабане лебедки определяют по формуле

S=N∙η/ω(R_б+ ΔR),

где R_б – радиус барабана лебедки; ΔR – толщина навитых на барабан слоев троса.

Канатоемкость лебедки зависит от длины L_б и диаметра барабана D_б, количества слоев навивки каната на барабане n и диаметра каната d, которые выбирают из паспорта или находят по прил. 12. Канатоемкость лебедки определяют по формуле:

L_к=

где z – число витков каната на рабочей длине барабана, z=L_б/t; t – шаг навивки каната, принимают равным 1,1d.

9. РАСЧЕТ ЯКОРЕЙ

Для закрепления различных элементов такелажной оснастки: вант, полиспастов, оттяжек, некоторых видов подъемно-транспортных машин, в частности лебедок, применяются якоря. От конкретных условий монтажа и величины нагрузки зависит выбор типа якоря: инвентарный наземный, полузаглубленный, заглубленный и свайный.

9.1. Расчет наземных инвентарных якорей

Наземный якорь представляет собой сварную раму с упорными стенками в виде швеллеров или шипов, которые, врезаясь в грунт, обеспечивают хорошую устойчивость якоря от сдвига. На раму укладываются бетонные блоки различных размеров, количество которых определяется необходимой массой якоря. Бетонные блоки имеют стандартную массу и размеры. Блок размером 1,5×1×0,45 м имеет массу 1,5 т; 1,5×1×1,35 м – 4,5 т; 0,9×0,9×4 м – 7,5 т.

Сборно-разборная конструкция такого якоря облегчает его транспортировку на объект, регулировку допускаемой нагрузки, многократное использование. Такие якоря применяются для нагрузок до

1000 кН.

Расчет якоря заключается в определении его массы, обеспечивающей устойчивость от сдвига и опрокидывания (рис. 9), и производится в такой последовательности:

Рис. 9. Расчетная схема инвентарного наземного якоря

1. Определяют суммарную массу железобетонных блоков, обеспечивающих устойчивость якоря от сдвига:

G=(+N)∙К_см ,

где Р и N – соответственно горизонтальная и вертикальная составляющие усилия в тяге S, которые могут быть определены, если известен угол α: P=S·cosα; N=S·sinα; К_см – коэффициент запаса устойчивости якоря от сдвига, К_см=1,5; f – коэффициент трения скольжения по грунту.

В зависимости от грунта для якорей с металлическими рамами значение коэффициента f может быть принято равным:

для сухого утрамбованного песка………………… 0,785 – 0,835

для чернозема плотного сырого………………….. 0,895 – 0,955

для получернозема сырого………………………… 0,990 – 0,995

Для рамы якоря, не имеющей шипов, коэффициент трения выбирают из прил. 13.

При установке бетонных массивов непосредственно на грунт коэффициент трения скольжения принимается равным 0,5.

2. Подсчитывают необходимое количество бетонных блоков выбранных размеров и массой g:

n= .

3. Проверяют якорь на устойчивость от опрокидывания относительно ребра А:

(G–N)·lP·h·K_оп ,

где l – плечо удерживающего момента от массы якоря; h – плечо действия силы Р; К_оп – коэффициент устойчивости якоря от опрокидывания, К_оп=1,4.

9.2. Расчет полузаглубленных якорей

Полузаглубленные якоря состоят из железобетонных блоков, как правило, массой 7,5 т размером 900×900×4000 мм, часть из которых заглубляется в грунт. Тяга крепится к заглубленным блокам. Длинная грань заглубленных блоков располагается перпендикулярно грузовой канатной тяге (рис. 10).

Рис. 10. Расчетная схема инвентарного полузаглубленного якоря

Расчет полузаглубленного якоря сводится к проверке якоря на отрыв от грунта вертикальной составляющей усилия, действующего на якорь, определению удельного давления на грунт гранью заглубленного блока и сравнению этого давления с допускаемым. Расчетное удельное давление должно быть меньше допускаемого, что означает отсутствие сдвига грунта, а значит, и якоря.

Полузаглубленный якорь рассчитывается следующим образом:

1. Проверяют якорь на отрыв от грунта вертикальным усилием:

G+TК_у·N,

где G – масса якоря (величиной G задаются, считается, что она должна превышать тяговое усилие, действующее на якорь); К_у– коэффициент устойчивости якоря, К_у=1,4.

Вертикальную составляющую усилия S определяют, если известен угол α (угол наклона тягового каната к горизонту):

N=S·sinα .

Силу трения заглубленного блока якоря о стенку котлована рассчитывают по формуле:

Т=Р·f,

где Р – горизонтальная составляющая; P=S·сosα; f – коэффициент трения, который обычно принимается равным 0,5.

2. Определяют удельное давление грани заглубленного блока на стенку котлована, которое должно быть меньше допускаемого:

<[σ]_г_,

где F – площадь боковой грани заглубленного в грунт блока якоря, η – коэффициент уменьшения допускаемого давления, учитывающий неравномерность смятия грунта (принимается равным 0,25); [σ]_г– допускаемое удельное давление на грунт, выбирается в зависимости от категории грунта, МПа:

плотно слежавшийся гравий………………………… 0,50 – 0,80

сухой песок…………………………………………… 0,30 – 0,50

сухая глина…………………………………………… 0,30 – 0,40

мокрый песок………………………………………… 0,10 – 0,30

мокрая глина………………….……………………… 0,05 – 0,20

болотистый грунт, торф…………………………….. 0,025 – 0,05

9.3. Расчет заглубленных якорей

Якоря такого типа представляют собой заглубленные анкеры в виде бревен, стальных труб или бетонных плит прямоугольного сечения с выводом на поверхность каната или тяги, изготовленной из профильной стали. В зависимости от величины воспринимаемого усилия якоря выполняются двух типов: для нагрузок до 200 кН используются якоря облегченного типа, когда анкеры укладываются непосредственно в котлован (рис.11); для нагрузок свыше 200 кН – усиленные якоря с укреплением стенки котлована щитом из бревен (рис. 13).

При расчете заглубленных якорей определяют:

· устойчивость якоря от вырывания при действии вертикальных сил;

· давление на грунт от горизонтальных сил;

· сечение элементов якоря.

Расчет облегченного заглубленного якоря с анкерами из бревен или стальных труб (см. рис.11) выполняется в следующем порядке:

Рис. 11. Расчетная схема заглубленного облегченного якоря

1. Проверяют устойчивость якоря при действии вертикальных сил:

G_г+Т>К_уN,

где G_г– масса грунта котлована; Т – сила трения анкера о стенку котлована, кН; К_у– коэффициент устойчивости якоря (К_у=3); N – вертикальная составляющая усилия в тяге якоря, кН. Эти величины могут быть найдены по приведенным ниже формулам:

G_г=_г ,

где а и b – размеры котлована, м; H – глубина заложения анкера, м; l – длина анкера, м; ρ_г – плотность грунта, кг/м³.

Т=f·P=f·S сos α ,

где f – коэффициент трения анкера о грунт (для дерева f0,5; для стали f0,45); S – усилие в тяге якоря с учетом коэффициентов перегрузки и динамичности; α – угол наклона тяги якоря к горизонту.

N=S·sin α.

2. Определяют удельное давление на грунт от действия горизонтальных сил, МПа:

σ_=,

где d – диаметр анкера, м; l – длина анкера, м; η – коэффициент уменьшения допускаемого давления, учитывающий неравномерность смятия грунта (принимается равным 0,25); n – количество бревен или труб.

Для устойчивости якоря необходимо выполнение условия

σ <[σ]_г ,

где [σ]_г– допускаемое удельное давление на грунт, МПа.

3. На прочность анкер рассчитывают для двух случаев: для якоря с одной и с двумя тягами (рис. 12).

В якорях с бетонными анкерами расчет анкера на прочность не выполняется.

а б

Рис. 12. Схема расчета закладного анкера с одной (а) и с двумя (б) тягами

9.3.1. Якорь с одной тягой

1. Определяют максимальный изгибающий момент в анкере:

М=

где q – равномерно распределенная нагрузка на анкер, q=.

2. Находят требуемый момент сопротивления сечения анкера:

W_тр=

где m – коэффициент условия работы (см. прил. 4); R – расчетное сопротивление анкера, работающего на изгиб (для бревен R=13 МПа, для стальных труб R определяется по прил. 3).

3. Сечение анкера из стальных труб подбирают по прил. 7, чтобы суммарный момент сопротивления сечения W_х был не менее W_тр. Для анкера из бревен их диаметр определяют по формуле

d =,

где n – количество бревен (величиной n задаются).

9.3.2. Якорь с двумя тягами

1. Определяют максимальный изгибающий момент в анкере:

М=S·c²/(2l),

где с – расстояние от конца анкера до точки крепления тяги (рис. 12 б).

2. Находят усилие, сжимающее анкер:

N=S·tg β/2,

где β – угол между тягой и направлением усилия S.

3. Проверяют анкер на прочность при его изгибе и сжатии, задаваясь диаметром бревен или стальных труб и их количеством:

mR ,

где F – суммарная площадь сечения бревен или труб; W_х – суммарный момент сопротивления сечения бревен или труб. Для труб величины F и W_х выбираются из прил. 7, для бревен эти величины рассчитываются как для круглого сечения:

W_х=0,1 d ³·n .

9.3.3. Усиленный заглубленный якорь

Принцип расчета этого типа якоря (см.рис. 13) аналогичен расчету облегченного якоря.

Рис. 13. Расчетная схема усиленного заглубленного якоря

1. Определяют устойчивость якоря от действия вертикальных сил:

G_г+ТК_уN,

где G_г – масса грунта котлована G_г=Н·а·l·ρ_г; К_у – коэффициент устойчивости якоря, К_у=2. Остальные обозначения такие же, как для облегченного якоря. Коэффициент трения анкера по бревенчатой стенке принимается равным 0,4.

2. Рассчитывают удельное давление анкера на грунт от действия горизонтальных сил, которое должно быть меньше допускаемого

σ_г=Р/(l·h·η), σ_г <[σ]_г_,

где h – высота вертикального щита.

3. Рассчитывают сечение анкера.

Пример 7. Рассчитать заглубленный якорь для крепления тормозной оттяжки с усилием 180 кН, направленной под углом к горизонту α = 35⁰. Грунт – плотно слежавшийся гравий.

Решение:

1. Задаемся следующими основными размерами: ширина верхнего основания котлована a=3 м (см. рис. 11); ширина нижнего основания котлована b=0,5 м; глубина заложения анкера Н=3 м; длина анкера l=3,2 м.

2. Определяем масса грунта в котловане:

G_г=Н·l·ρ_г =·3·3,2·1500 = 25200 кг = 25,2 т .

3. Рассчитываем силу трения анкера (бревна) о стенку котлована:

Т=f·S·сosα =0,5·180·0,819=73,7 кН .

4. Вертикальную и горизонтальную составляющие усилия в тормозной оттяжке определяем по формулам:

N=S·sin α =180·0,574=103,3 кН;

P=S·cos α =180·0,819=147,4 кН.

5. Проверяем устойчивость якоря от вырывания анкера из котлована усилием N:

G_г+Т>К_у·N.

G_г+Т=10·25,2+73,7=325,7 кН.

К_у·N=3·103,3=309,9 кН.

Условие выполняется, что свидетельствует об устойчивости якоря от вырывания из грунта.

6. Выбрав предварительно количество бревен для анкера n=2 шт. диаметром d=300 мм, рассчитаем удельное давление их на стенку котлована от действия горизонтальной составляющей Р:

σ_г = 0,03 кН/см² = 0,3 МПа.

Так как [σ]_г =0,5 МПа, условие σ_г <[σ]_г выполняется.

7. Для якоря с одной тягой изгибающий момент определяем как:

М=180·320/8=7200 кН·см.

8. Требуемый момент сопротивления сечения бревна рассчитываем по формуле

W_тр=М/(m·0,1·R)=7200/0,85·0,1·13=6515,8 см³ .

9. Находим диаметр бревен:

d= = = 31,9 см320 мм .

10. РАСЧЕТ МОНТАЖНЫХ МАЧТ

Монтажные мачты применяют при установке тяжеловесного крупногабаритного оборудования, когда монтаж с помощью стреловых самоходных кранов невозможен. Например, в стесненных условиях монтажа или при отсутствии крана требуемой грузоподъемности.

По исполнению мачты бывают двух типов: трубчатые и решетчатые. Монтажные мачты изготавливаются из секций, что упрощает их транспортировку и позволяет изменять высоту. Секции мачт собираются либо на фланцах, либо с помощью специальных накладок.

В монтажной практике нашли применение мачты грузоподъемностью до 500 т и высотой до 60 м, которые могут использоваться в различных вариантах: в вертикальном или наклонном положении, с одним или двумя полиспастами, с оттяжкой и без оттяжки груза, а также в спаренном виде.

10.1. Определение минимальной высоты монтажной мачты

Высота мачты зависит не только от габаритов поднимаемого оборудования, но и от способа подъема и его строповки.

Минимальная высота мачты при подъеме оборудования способом скольжения с отрывом от земли определяется (рис. 14,а) как:

H=h_ф + h_з+ h_о + h_c + h_п + h_ог,

где h_ф – высота фундамента; h_з – запас высоты под фундаментом (в среднем h_з = 0,5 м); h_о – расстояние от основания аппарата до места строповки; h_c – высота стропа; h_п – высота полиспаста в стянутом виде; h_ог– высота оголовка мачты (в зависимости от конструкции оголовка составляет обычно от 0,5 до

1 м).

При подъеме оборудования способом поворота вокруг шарнира (рис. 14,б) минимальная высота мачты составит.

H= h_ф+h_о+h_ог .

Рис. 14. Расчетная схема для определения высоты монтажной мачты при подъеме оборудования способом скольжения (а) и поворота вокруг шарнира (б)

10.2. Определение сжимающего усилия, действующего на мачту

В простейшем случае, когда на мачту действует усилие троса (ванты) S_т и усилие от грузового полиспаста S_п (рис. 15), сжимающее усилие в мачте S_м можно определить из теоремы синусов:

S_п/sin γ = S_т/ sinβ = S_м/ sinα, причем sin α =sin (β+γ),

тогда S_м=S_п либо S_м=S_т .

Рис. 15. Схема нагружения мачты

Для более сложных случаев сжимающее усилие в мачте определяется в зависимости от конкретной схемы нарушения как геометрическая сумма векторов на вертикальную ось. Например, для вертикальной мачты с одним полиспастом, направленным под углом к мачте (рис. 16), сжимающее усилие

Рис. 16. Расчетная схема монтажной мачты

составит:

S_м = Р_п··К_п··К_д·сos β+10G_г.п·К_п+10G_м·К_п+S_п+n·P_н.вsin α+P_р.в·sin α,

где Р_п – усилие в грузовом полиспасте; G_г.п – масса грузового полиспаста;

G_м – масса мачты; S_п – усилие в сбегающей ветви полиспаста; Р_н.в – усилие первоначального натяжения вант (выбирается по прил. 14); Р_р.в – усилие в рабочей ванте; n – количество нерабочих вант. Усилие в рабочей ванте можно определить по теореме синусов: Р_р.в = Р_п·sin β/sin γ.

10.3. Расчет трубчатых мачт, работающих на центральное сжатие

При расчете симметрично нагруженных мачт, работающих на центральное сжатие, определяется поперечное сечение мачты и производится проверка ее на устойчивость. Эта часть расчетов для трубчатой мачты выполняется в следующем порядке:

1. Определяют требуемую площадь поперечного сечения мачты:

F_тр= S_м/( φ_o m·R),

где S_м – суммарное сжимающее усилие в мачте; φ_o – коэффициент продольного изгиба; m – коэффициент условий работы (для монтажных мачт принимается равным 0,9); R – расчетное сопротивление.

2. Находят расчетную длину мачты:

Н_м = μ·Н,

где μ – коэффициент приведения расчетной длины (см. прил. 8). Для монтажной мачты μ = 1.

3. Подбирают сечение стальной трубы (см. прил. 7) при условии F_тF_тр и определяют радиус инерции r_т.

4. Вычисляют гибкость мачты:

λ = Н_м/r_т,

причем должно выполнятся условие λ ≤ [λ], где [λ] – предельная гибкость (см. прил. 9). Для трубчатой мачты [λ]=180.

5. По прил. 10 определяют коэффициент продольного изгиба φ, соответствующий расчетной гибкости λ.

6. Полученное сечение трубы для мачты проверяют на устойчивость:

S_м/(F_т·φ)mR.

При соблюдении данного неравенства прочность и устойчивость мачты будут обеспечены при условии, что расчетная гибкость λ меньше предельной [λ]. В противном случае необходимо подобрать другое сечение стальной трубы, обеспечивающее соблюдение этих условий.

Пример 8. Рассчитать сечение вертикальной трубчатой мачты для подъема мостового крана массой G_o=24 т, если высота мачты Н=10 м, действующее на мачту суммарное сжимающее усилие S_м=440 кН.

Решение:

1. Определяем требуемую площадь поперечного сечения мачты (задавшись предварительно φ_o = 0,4):

F_тр=S_м / (0,1 φ_o·m·R)=440/(0,1·0,4·0,9·210)=58 см².

2. Расчетную длину мачты находим по формуле

Н_μ= μ·Н=1·10=10 м.

3. По прил. 7 подбираем трубу диаметром 219х10 мм с площадью сечения F_тр=65, 6 см² и радиусом инерции r_т=7,4 см.

4. Гибкость мачты рассчитываем по формуле

λ = Н_м / r_т=1000 / 7,4=135,1; =180; λ ≤ [λ].

5. По прил. 10 определяем коэффициент продольного изгиба:

φ_o=0,380.

6. Полученное сечение мачты проверяем на устойчивость:

S_м / (F_т· φ_o)mR ,

S_м / (F_т· φ_o)=440 / (65,6·0,38)=17,65 кН/см² = 176,5 МПа,

mR=0,9·210=189 МПа.

Условие выполняется.

11. РАСЧЕТ ПОРТАЛОВ И ШЕВРОВ

Две мачты, соединенные вверху ригелем, к которому прикреплены грузовые полиспасты, называются порталом (рис. 17). Стойки портала (мачты) имеют, как правило, шарнирные опоры. Стойки и ригель могут быть как трубчатого, так и решетчатого сечения. Порталы устанавливаются в вертикальном или наклонном положении, фиксируются вантами регулируемой длины, которые крепятся к якорям. Порталы широко используются в монтажной практике, особенно при установке тяжеловесного оборудования, имеющего значительные поперечные размеры.

Рис. 17. Расчетная схема монтажного портала

Шевр представляет собой А-образную раму, состоящую из двух сборно-разборных трубчатых или решетчатых стоек, снабженных шарнирными опорами и соединенных вверху коротким ригелем (рис. 18). К ригелю крепятся два полиспаста, один – для подъема груза, другой – для опрокидывания шевра, если шевр используется как «падающий». Ригель шевра может крепиться к стойкам жестко или быть съемным.

Рис. 18. Расчетная схема монтажного шевра

Расчет портала сводится к следующему:

1. Определяют минимальную высоту портала Н аналогично монтажной мачте (см. п.10.1).

2. Подсчитывают усилие, действующее на каждый полиспаст:

P=G_о / n,

где G_о – масса поднимаемого оборудования; n – количество грузовых полиспастов.

3. Находят усилие, действующее на ригель в точке подвески полиспаста,

Р_р = Р·К_п·К_д+G_г.п·К_п+S_п,

где G_г.п– масса грузового полиспаста; S_п – усилие в сбегающей ветви полиспаста.

4. Определяют максимальный изгибающий момент в ригеле. Для данной схемы погружения изгибающий момент без учета собственной массы ригеля

М_max=Р_р·l₁ .

5. Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения ригеля:

W_тр=М_max / (0,1m·R) ,

где m – коэффициент условий работы (см. прил. 4), для порталов m = 0,9; R – расчетное сопротивление при изгибе (см. прил. 3).

6. При изготовлении ригеля из двутавра, швеллера или трубы подбирают соответствующее сечение (см.прил. 5–7), чтобы выполнялось условие W_хW_тр. При необходимости рассчитывают максимальный прогиб ригеля и сравнивают его с допускаемым.

7. Находят опорные реакции N_а и N_б от действия ригеля на стойку портала. При симметричной схеме нагружения, без учета массы самого ригеля

N_а = N_б =Р_р.

8. Определяют суммарное сжимающее усилие, действующее по оси каждой стойки портала:

S_м= N_а +G_с·К_п+Р_н.в·sin α,

где G_с – масса стойки портала; Р_н.в – сжимающее усилие от нерабочих вант (определяют как для монтажных мачт).

9. Дальнейший расчет стойки портала ведут аналогично расчету трубчатых или решетчатых мачт (см. п. 10.3).

Расчет шевра, представленного на рис.18, проводят в такой последовательности:

1. Определяют минимальную высоту шевра Н аналогично монтажной мачте (см. п.10.1).

2. Подсчитывают усилие в грузовом полиспасте Р_г.пДля вертикального шевра это усилие рассчитывают как при подъеме оборудования способом поворота вокруг шарнира (см. п. 13.2).

3. Определяют суммарное сжимающие усилие, действующее вдоль шевра:

S_м=Р_г.п·К_п·К_д·сos β+Р_р.в·К_п·К_д·сos γ+G_р.п·К_п+G_г.п·К_п+G_ш·К_п+S_г.п,

где Р_р.в – усилие в задней рабочей ванте, рассчитывают так же, как для вертикальной мачты (см. п.10.3); G_г.п и G_р.п – массы грузового и рабочего полиспастов; G_ш – масса шевра (определяется в начале ориентировочно);

S_г.п – усилие в сбегающей ветви грузового полиспаста (определяют при расчете полиспаста по. п.7).

4. Находят сжимающее усилие в стойке шевра:

N_c=S_м / 2 .

5. Рассчитывают сечение стоек и проверяют их устойчивость как для трубчатой или решетчатой мачты (см. п.10.3).

6. Находят суммарное усилие, действующее на ригель Р_р. Если полиспасты закреплены посредине ригеля (l₁=l₂), то можно считать, что Р_р=S_м.

7. Определяют изгибающий момент в ригеле шевра, пренебрегая массой самого ригеля:

N_а=N_б =0,5 Р_р, М_max= Р_р·l_p / 4,

где l_p – длина ригеля (l₁=l₂=).

8. Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения ригеля (см³):

W_тр=М_max / (0,1·m·R) ,

где m – коэффициент условия работы (см. прил. 4), для шевра m=0,9; R – расчетное сопротивление при изгибе (см. прил. 3).

9. По прил. 5–7 подбирают требуемое сечение стандартного профиля (трубы, шевра или двутавра) так, чтобы выполнялось условие W_хW_тр.

12. РАСЧЕТ ТАКЕЛАЖНОЙ ОСНАСТКИ ПРИ ПОДЪЕМЕ ОБОРУДОВАНИЯ СТРЕЛОВЫМИ КРАНАМИ

12.1. Выбор монтажных кранов

Вопросы выбора монтажного крана и метода монтажа взаимосвязаны между собой и должны решаться одновременно.

Наиболее широкое применение в практике монтажа для аппаратов колонного типа нашли два метода: метод скольжения опорной части с отрывом от земли и метод поворота вокруг шарнира. Монтаж оборудования этими методами может выполняться как одиночными, так и спаренными стрелковыми самоходными кранами.

При подъеме оборудования методом скольжения опорной части аппарат укладывается в исходное горизонтальное положение вершиной к фундаменту и стропится либо за вершину, либо за образующую между центром массы и вершиной. Кран устанавливается непосредственно у фундамента так, чтобы в процессе подъема и установки оборудования вылет крюка был минимальным. В момент подъема верхней части оборудования его основание одновременно скользит на санях или тележке к фундаменту. Часто опорную часть аппарата поддерживают другим самоходным краном, который медленно движется вместе с аппаратом.

При монтаже оборудования методом скольжения опорной части с отрывом от земли краны подбираются так, чтобы их грузоподъемность была не меньше массы оборудования, а высота подъема крюка независимо от места строповки обеспечивала подъем основания оборудования выше фундамента. Максимальные нагрузки на кран возникают на завершающей стадии подъема – при отрыве аппарата от земли и соответствуют его массе. В момент отрыва от земли опорную часть аппарата страхуют тормозной оттяжкой.

При подъеме оборудования спаренными кранами обычно применяют балансирные траверсы, обеспечивающие распределение нагрузок на краны в соответствии с их грузоподъемностями.

При монтаже оборудования способом поворота вокруг шарнира аппарат укладывается в исходное горизонтальное положение вершиной от фундамента, а его основание соединяется с поворотным шарниром, установленным на фундаменте. Строповка оборудования может выполняться как за вершину, так и за корпус несколько выше центра массы.

В вертикальное положение оборудование поднимается одиночным или спаренными кранами путем поворота стрел или передвижением кранов.

Монтаж оборудования может происходить в два этапа: на первом этапе оборудование поднимается на максимально возможный угол с помощью крана, а затем до проектного положения – дотягивающей системой.

Преимущество данного метода заключается в возможности использования кранов с меньшей грузоподъемностью, чем масса поднимаемого оборудования. При этом методе монтажа краны подбираются так, чтобы их грузоподъемность была не менее усилия, возникающего в начальный момент подъема.

При выборе кранов необходимо выполнение следующих условий:

· вылет крюков кранов и их изменение в процессе подъема оборудования должны иметь по возможности минимальное значение;

· расположение стрел кранов должно быть преимущественно по направлению их передвижения;

· в случае расположения стрел поперек гусениц масса груза не должна превышать 80 % грузоподъемности крана при данном вылете стрелы;

· отклонение грузового полиспаста крана от вертикали должно быть не более 3⁰;

· угол наклона рабочей площадки должен быть не более указанного в паспорте (он зависит от несущей способности грунта, типа крана, длины стрелы и лежит в пределах 4⁰);

· минимальное расстояние поднимаемого оборудования от стрелы должно быть не менее 0,5 м;

· работа крана допускается при силе ветра до 6 баллов (12 м/c).

Выбор крана производится в следующем порядке:

1. Определяют максимальную нагрузку на монтажный кран и необходимую высоту подъема крюка.

2. С учетом грузовысотной характеристики крана при необходимом вылете крюка выбирают типоразмер монтажного крана.

3. Вычерчивают в масштабе монтажную схему, проверяя возможность размещения оборудования как на монтажной площадке, так и в подстреловом пространстве.

Необходимые справочные данные при выборе крана для подъема способом скольжения опорной части приведены в прил. 15, для подъема способом поворота вокруг шарнира с дотяжкой – в прил. 16.

12.2. Подъем оборудования стреловыми кранами методом скольжения опорной части отрывом от земли

Схема подъема аппарата методом скольжения опорной части представлена на рис. 19. Расчет такелажной оснастки в этом случае сводится к следующему:

1. Определяют требуемую грузоподъемность монтажного крана:

G_тр=G_о / n_к,

где G_о – масса оборудования, т; n_к – количество кранов, участвующих в подъеме оборудования.

Рис. 19. Расчетная схема подъема аппарата стреловым краном методом скольжения опорной части

2. Находят необходимую высоту подъема крюка для установки оборудования на фундамент:

h_к=h_ф+h_з+h_о+h_c,

где h_ф – высота фундамента, м; h_з – запас высоты оборудования над фундаментом (h_з 0,5) м; h_о – высота оборудования от основания до места строповки, м; h_c – высота стропа, м.

3. Используя расчетные данные G_тр и h_к, по прил. 15 выбирают монтажные краны.

4. В масштабе вычерчивают монтажную схему и убеждаются в возможности размещения поднятого над фундаментом аппарата в подстреловом пространстве (см. рис. 19).

5. Рассчитывают усилие для перемещения опорной части оборудования к фундаменту (кН):

F_т=10G_о·f (1+l_ц.м / l_c),

где f – коэффициент трения (для тележки по рельсовым путям f = 0,02, для саней f определяется по прил. 13); l_ц.м – расстояние от центра массы оборудования до его основания, м; l_c – расстояние от основания оборудования до места строповки, м.

6. По усилию Р=10G_о (кН) рассчитывают строп, соединяющий оборудование с крюком крана (см. п.3).

12.3. Подъем оборудования стреловыми кранами способом

поворота вокруг шарнира

В тех случаях, когда масса поднимаемого оборудования превышает грузоподъемность имеющихся в наличии кранов, монтаж оборудования может быть осуществлен способом поворота вокруг неподвижно установленного шарнира. На рис. 20 представлена схема подъема аппарата стреловым краном данным методом. Выбор крана и расчет такелажной

Рис.20. Расчетная схема подъема аппарата стреловым

краном методом поворота вокруг шарнира

оснастки сводится к следующему:

1. Определяют требуемую грузоподъемность монтажного крана (т):

G_тр=G_о l_ц.м / (l_cn_к),

где G_о – масса поднимаемого оборудования, т; l_ц.м – расстояние от центра массы оборудования до его основания, м; l_c – расстояние от основания аппарата до места строповки, м; n_к – количество кранов, участвующих в подъеме оборудования.

2. Находят необходимую высоту подъема крюков кранов для установки оборудования в проектное вертикальное положение:

h_к= h_ф+h_о+h_c,

где h_ф – высота фундамента, м; h_о – высота оборудования от основания до места строповки, м; h_c – высота стропа, м.

3. По прил. 16 с учетом грузовысотной характеристики выбирают монтажный кран.

4. По усилию Р=10G_тр (кН) рассчитывают строп.

5. Подсчитывают усилие в тормозной оттяжке при опускании оборудования в проектное положение

Р_т=10G_о0,6D / (h_тcos α_т),

где D – поперечный диаметр поднимаемого оборудования, м; h_т – расстояние от основания оборудования до места крепления тормозной оттяжки, м; α_т – угол наклона тормозной оттяжки к горизонту.

6. По найденному усилию Р_т рассчитывают канат для тормозной оттяжки (см. п.2) и якорь (см. п.9). По прил. 12 подбирают тормозную лебедку.

Пример 9. Подобрать кран и рассчитать такелажную оснастку для подъема колонны массой G_о=76 т, высотой Н_о=26 м и диаметром D=2,2 м методом поворота вокруг шарнира (см. рис. 20). Расстояние от центра массы до основания l_ц.м=10 м, высота фундамента h_ф=0,5 м, длина стропа h_c=1,5 м, высота крепления тормозной оттяжки h_т=20 м, угол наклона тормозной оттяжки к горизонту α_т = 45^о.

Решение:

1. Требуемую грузоподъемность монтажного крана при строповке колонны за вершину рассчитываем по формуле:

G_тр=G_о l_ц.м / (l_cn_к)=76·10 / (26·1)=29,2 т.

2. Определяем необходимую высоту подъема крюка:

h_к= h_ф + h_о+h_c=0,5+26+1,5=28 м.

3. Пользуясь грузовысотной характеристикой крана СКГ-63 с длиной стрелы 30 м, при вылете крюка 8 м, и высотой подъема крюка 29 м, определяем, что грузоподъемность крана G_к=35 т, это удовлетворяет условиям подъема аппарата.

4. По усилию Р=10 G_тр=10∙29,2=292 кН рассчитываем строп (см. п.3).

5. Усилие в тормозной оттяжке определяем по формуле

Р_т = 10 G_о0,6·D/(h_т∙сos α_т) = 10∙76∙0,6∙2,2/(20∙0,707) = 70,9 кН.

6. По усилию Р_т подбираем электролебедку (см. прил. 12) типа 114-ТЯ с тяговым усилием 75 кН.

13. РАСЧЕТ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ УСТРОЙСТВ И ОСНАСТКИ ПРИ ПОДЪЕМЕ ОБОРУДОВАНИЯ ТАКЕЛАЖНЫМИ СРЕДСТВАМИ

В том случае, когда подъем и установка оборудования в проектное положение с помощью монтажных кранов невозможна или нерациональна, для монтажа используют различные такелажные средства: одиночные или парные монтажные мачты, порталы и шевры.

13.1. Подъем оборудования методом скольжения опорной части монтажными мачтами или порталом

Это метод используется обычно для подъема оборудования колонного типа при условии, что грузоподъемность и высота монтажных мачт обеспечивают его установку сразу в проектное вертикальное положение. Преимуществом метода является возможность установки оборудования на высокие фундаменты, а недостатком – возникновение максимальных нагрузок на такелажные средства на завершающей стадии подъема (в момент отрыва аппарата от земли), что повышает опасность монтажных работ.

Портал или парные монтажные мачты устанавливаются обычно вертикально и симметрично по обе стороны от фундамента. В исходном положении оборудование укладывается вершиной к фундаменту. Строповку в этом случае следует производить по возможности ближе к вершине, так как при этом уменьшается угол наклона полиспастов и снижается нагрузка на такелажные средства (рис. 21,а).

Оборудование поднимают в два этапа. На первом этапе подъема аппарат стремятся установить в положение неустойчивого равновесия, обеспечивая вертикальность грузовых полиспастов. На втором этапе аппарат отрывают от земли, поднимают выше фундамента, придерживая тормозной оттяжкой его основание, а затем переводят в вертикальное положение, при необходимости разворачивая в вертикальной плоскости, и опускают на фундамент в проектное положение (рис.21,б).

Перемещение опорной части оборудования к фундаменту чаще всего выполняется на санях или тележке, а их перемещение – лебедками с использованием полиспастов.

Расчет такелажной оснастки при монтаже сводится к следующему:

1. Определяют вертикальную составляющую подъемного усилия (кН), создаваемого полиспастами в начальной момент подъема (см. рис. 21,а):

Р_в=10G_оl_ц.м / l_c,

где G_o – масса поднимаемого оборудования, т; l_ц.м – расстояние от центра массы оборудования до основания, м; l_c – расстояние о места строповки оборудования до основания, м.

Рис. 21. Расчетная схема подъема аппарата методом скольжения опорной части:

а – первый этап; б – второй этап

2. Находят усилие в обоих полиспастах в начальный момент подъема оборудования:

Р=Р_в·сos β .

Усилие в каждом полиспасте

Р₁=Р / 2 .

Угол наклона полиспастов к вертикали

tg β=,

где b – расстояние от места строповки оборудования до плоскости мачт, м;

Н – высота мачты, м; h – расстояние от места строповки до горизонтальной плоскости.

3. Рассчитывают величину горизонтальной составляющей усилия в полиспастах (кН):

Р_г=Р·sin β .

4. Находят усилие трения (кН) при перемещении основания оборудования:

F_т=10G_о(1–l_ц.м / l_c)f ,

где f – коэффициент трения саней или тележки по опорной поверхности (см. прил. 13).

5. Определяют усилие (кН), удерживающее оборудование от сдвига к фундаменту в начальный момент подъема (см. рис. 21,а),

Т=Р_г–F_т.

6. Определяют усилие (кН) для оттягивания основания оборудования от фундамента при отрыве его от земли (см. рис. 21,б)

Р_от=10∙G_o·(l_c – l_ц.м)·sin ω /l_c·cos (ω+ν),

где ω – угол между продольной осью оборудования и вертикалью; ν – угол наклона оттяжки к горизонту.

Угол ω находят из соотношения sin ω = а / l_c . По усилию Р_от рассчитывают канат для оттяжки (см. п.2) и подбирают лебедку (см. прил. 12).

7. Находят усилие в каждом полиспасте при полностью поднятом оборудовании:

Р_п=10G_оК_н / (2cоs φ)+Р_отsin (v / 2),

где К_н – коэффициент неравномерности нагрузки на полиспаст (К_н=1,2); φ – угол наклона полиспаста к мачте. По усилию Р_п рассчитывают грузовой полиспаст (см. п.7).

8. Усилие в нерабочей ванте определяют по прил. 14, усилие в рабочей ванте (см. рис. 21,а) – по формуле

Р_р.в=Р·sin β / sin γ ,

где γ – угол между вантой и мачтой. По усилию Р_р.в рассчитывают якоря (см. п.9) и канат для ванты (см. п.2).

9. Находят усилие в боковой ванте Р_б.в (см. рис. 21,б):

Р_б.в=Р_п·sin φ / sin γ .

По усилию Р_б.в рассчитывают канат (см. п.2) и якорь (см. п.9).

10. Находят суммарное сжимающее усилие, действующее по оси каждой мачты:

S_м=Р_п·К_п·К_д·cos φ+Р_б.в·cos γ+n Р_н.в·sin α+Р_р.в·cos γ +S_п+10G_м·К_п+10G_п·К_п,

где n – количество нерабочих вант; Р_н.в – усилие первоначального натяжения нерабочих вант, кН (см. прил. 14); S_п– усилие в сбегающей ветви грузового полиспаста, кН; G_м – масса мачты,т; G_п – масса полиспаста, т. По усилию S_м рассчитывают сечение мачты (см. п.10.3).

Пример 10. Рассчитать такелажную оснастку для подъема аппарата колонного типа массой G_о=120 т, высотой Н=36 м, диаметром D=2,6 м способом скольжения опорной части с отрывом от земли парными монтажными мачтами. Расстояние от центра массы до основания колонны l_ц.м=18 м, высота фундамента h_ф=4 м, расстояние от места строповки до основания аппарата l_c=24 м. Расстояния, обозначенные на рис. 22: b=18 м; h=3 м; а=4 м; α=20⁰. Масса мачты G_м=11 т; масса полиспаста G_п=4 т; усилие в сбегающей ветви полиспаста S_п=8 кН.

Решение:

1. Вертикальную составляющую подъемного усилия в начальный момент подъема аппарата рассчитываем по формуле

Р_в=10G_оl_ц.м / l_c=10·120·18 / 24=900 кН .

2. Определяем угол наклона полиспаста к вертикали:

tg β== =0,563; β ≈ 30⁰.

3. Находим подъемное усилие в обоих полиспастах:

Р=Р_в·сos β =900·0,866=779,4 кН .

В каждом полиспасте

Р₁=389,5 кН.

4. Горизонтальную составляющую подъемного усилия определяем по формуле

Р_г=Р·sin β =779,5·0,5=389,8 кН .

5. Находим силу трения при перемещении опоры аппарата на металлических санях по двутавровым балкам со смазкой (коэффициент трения f выбираем по прил.13):

F_т= G_о(1–l_ц.м / l_c)f=10·120 (1 – 18 / 24)· 0,1=30 кН.

6. Необходимое усилие для удержания аппарата от сдвига в начальный момент подъема определяем по формуле

Т=Р_г–F_т=389,8–30=359,8 кН .

7. Находим угол ω между продольной осью колонны и вертикалью при а=4 м:

sin ω ==0,167; ω ≈ 10⁰ .

8. Определяем усилие в оттяжке основания колонны при v=5⁰:

Р_от= 10 G_о (l_c – l_ц.м)sin ω / l_c cos (ω +ν) = 10·120·(24–18)·0,167 / 24·0,966 =

51,9 кН.

9. Рассчитываем усилие в каждом полиспасте при полностью поднятом оборудовании при φ=12⁰:

Р_п=10G_oК_н/(2cоs φ)+Р_от·sin v/2=10·120·1,2 / 2·0,978+51,9·0,087 / 2=738,3 кН.

10. Усилие в рабочей ванте при γ=45⁰ определяем по формуле

Р_р.в=Р·sin β / sin γ = 779,4·0,5 / 0,707=551,2 кН .

11. Усилие в боковых вантах определяем как

Р_б.в=Р_п·sin φ/ sin γ=738,3·0,208 / 0,707=217,2 кН .

12. Суммарное сжимающее усилие, действующее по оси мачты находим по формуле

S_м=Р_п·К_п·К_д·cos φ+Р_б.вcos γ+P_р.вcosγ+nР_н.в·sinα+S_п+10G_м·К_п+10G_п·К_п= 738,3·1,1·1,1·0,978+217,2·0,707+551,2·0,707+50·0,342+8+10·11·1,1+10·4·1,1= =1498,1 кН .

13.2. Подъем оборудования монтажными мачтами способом

поворота вокруг шарнира

Этот способ применяется обычно для подъема аппаратов колонного типа на невысокие (до 2 м) фундаменты. Подъем оборудования может осуществляться как одиночными, так и парными монтажными мачтами. Способ обладает следующими преимуществами:

· максимальные нагрузки в такелажной оснастке возникают в начальный момент подъема, когда аппарат находится в горизонтальном положении, что повышает безопасность работ;

· масса поднимаемого оборудования может превышать грузоподъемность такелажных средств.

Подъем оборудования может осуществляться по двум вариантам.

Первый вариант. Мачты устанавливаются за поворотным шарниром (рис. 22,а). В этом случае оборудование поднимается до нейтрального положения в один этап с помощью грузового полиспаста. Затем с помощью тормозной оттяжки колонна плавно опускается на фундамент в проектное положение под действием собственной массы.

Второй вариант. Мачты устанавливаются между поворотным шарниром и центром массы поднимаемого оборудования (рис. 22,б). В этом случае оборудование монтируется в два этапа: сначала с помощью мачт колонна поднимается на максимально возможный угол, а затем дотягивается до нейтрального положения. На заключительной стадии монтажа колонна опускается в проектное положение тормозной оттяжки.

При выборе и расположении такелажных средств рекомендуются следующие оптимальные соотношения размеров:

– высота мачты Н_м= (1,8–3)l_ц.м;

– расстояние от якоря рабочей ванты до мачты l_я= (4–6) l_ц.м;

– расстояние от места строповки оборудования до его основания l_с=(1,3–2) l_ц.м .

Расчет такелажной оснастки по схеме, приведенной на рис. 22,а, сводится к следующему:

1. Определяют необходимую высоту мачты (м):

Н_м=(1,8–3,0) l_ц.м,

где l_ц.м – расстояние от центра массы до основания оборудования, м.

Рис. 22. Расчетная схема подъема оборудования мачтами методом поворота вокруг шарнира : а – первый вариант; б – второй вариант

2. Максимальное усилие в спаренном полиспасте в начальный момент подъема оборудования (кН) рассчитывают по формуле

Р_п=10·G_o·l_цм/ [(H_м–h_ф)·sinβ–l_ш·cosβ] ,

где G_о– масса поднимаемого оборудования, т; h_ф – высота фундамента, м;

l_ш – расстояние от оси шарнира до мачты, м; β – угол между мачтой и подъемным полиспастом.

tg β=(l_c+l_ш) / (H_м–h_ф–0,5 D) ,

где l_c – расстояние от основания оборудования до места строповки, м; D – диаметр аппарата, м.

По усилию Р_п рассчитывают подъемные полиспасты (см. п.7) и стропы (см. п.3).

3. Усилие в рабочей ванте (кН) определяют по формуле

Р_р.в=Р_п·sin β / sin γ,

где γ – угол между мачтой и рабочей вантой, tg γ = l_я/Н_м ; l_я – расстояние от мачты до якоря рабочей ванты.

По усилию Р_р.в рассчитывают канат и якорь для задней ванты (см. п.2,9).

4. Суммарное сжимающее усилие (кН), действующее по оси мачты определяют как

S_м=Р_п·К_п·К_д·cosβ+Р_р.в·cosγ+10·G_м·К_п+10G_п·К_п+n·Р_н.в·sinδ+S_п,

где n – количество нерабочих вант; Р_н.в – усилие первоначального натяжения нерабочих вант, кН (прил. 14); S_п – усилие в сбегающей ветви грузового полиспаста, кН; G_м– масса мачты, т; G_п– масса полиспаста, т; δ – угол наклона нерабочих вант к горизонту.

По усилию S_м рассчитывают сечение мачты (см. п.10).

5. Находим усилие в тормозной оттяжке:

Р_т=10·G_о·0,6D / (h_т·cos α_т),

где h_т – расстояние от основания оборудования до места крепления тормозной оттяжки, м; α_т– угол наклона тормозной оттяжки к горизонту.

По усилию Р_т рассчитывают канат (см. п.2) тормозной оттяжки и лебедку (см. п.8).

Пример 11. Рассчитать такелажную оснастку для подъема металлической дымовой трубы высотой Н_o=36 м, диаметром D=2,2 м, массой G_o=28 т с центром массы, расположенным посредине ее высоты на фундамент высотой h_ф =3 м, способом поворота вокруг шарнира одиночной вертикальной мачтой, установленной за шарниром на расстоянии l_ш=6 м (см.рис. 22,а). Масса мачты G_м=6 т, масса полиспаста G_п=2 т, число нерабочих вант n=2, усилие в полиспасте S_п=40 кН, угол наклона нерабочих вант к горизонту δ=45⁰, угол наклона тормозной оттяжки к горизонту α_т=40⁰, высота крепления оттяжки h_т=23,4 м.

Решение:

1. Определяем высоту мачты, выбирая соотношение

Н_м=2l_ц.м=2·18=36 м.

2. Находим угол между полиспастом и мачтой в начальный момент подъема трубы, при условии l_c=1,3 l_ц.м=1,3·18=23,4 м ,

tgβ = (l_c+l_ш) / (H_м–h_ф–0,5D) = =0,922; β ≈ 43⁰ .

Усилие в подъемном полиспасте в начальный момент подъема

Р_п=10·G_ol_ц.м /[(H_м–h_ф)sinβ – l_ш·cosβ] =

10·28∙18 / [(36–3)∙0,682–6·0,731]=278,1 кН.

3. Угол между мачтой и рабочей вантой определяем при l_я=5, l_ц.м=5·18=90 м:

tg γ=l_я/H_м==2,5; γ ≈ 68⁰ .

Усилие в рабочей ванте

Р_р.в=Р_п·sin β / sin γ=278,1·0,682 / 0,927=204,6 кН.

4. Суммарное сжимающее усилие, действующее по оси мачты, находим по формуле

S_м=Р_п·К_п·К_д·cosβ+Р_р.в·cosγ+10·G_м·К_п+10G_п·К_п+n·Р_н.в·sinδ+S_п=

=278,1·1,1·1,1·0,731+204,6·0,375+10·6·1,1+10·2·1,1+2·25·0,707+40=486 кН.

5. Рассчитываем усилие в тормозной оттяжке

Р_т=10·G_o0,6D / (h_т·cos α_т)=10·28·0,6·2,2 / (23,4·0,766)=20,6 кН.

13.3. Подъем оборудования способом поворота вокруг шарнира

с помощью падающего шевра

Сущность способа заключается в следующем: оголовок шевра соединяют тяговым канатом с аппаратом выше его центра массы. С другой стороны шевр соединяют с тяговым полиспастом, закрепленным за якорь (рис. 23). При сокращении длины тягового полиспаста шевр наклоняется к земле – «падает», а поднимаемое оборудование, поворачиваясь вокруг шарнира, принимает вертикальное положение. Когда аппарат занимает положение неустойчивого равновесия, в работу вступает тормозная оттяжка, что позволяет плавно установить оборудование на фундамент.

К преимуществам способа следует отнести:

· отсутствие боковых расчалок и якорей;

· снижение нагрузок на фундамент и поворотные шарниры;

· установка шевра в рабочее положение и монтаж аппарата одной и той же такелажной оснасткой.

Для упрощения процесса монтажа шевр чаще всего располагают так, чтобы оси его опор совпадали с осью поворотного шарнира. При такой установке рекомендуются следующие оптимальные размеры такелажных средств:

– высота шевра Н=(1,4–2,4) l_ц.м;

– расстояние от опор шевра до якоря тягового полиспаста l_я=(5–7) l_ц.м;

– расстояние от основания оборудования до места его строповки l_c=(1,3–1,4) l_ц.м;

– угол предварительного наклона шевра к вертикали в сторону поднимаемого оборудования 10–17⁰.

Расчет такелажной оснастки сводится к следующему (см.рис. 23):

1. Определяют высоту шевра:

Н=(1,4–2,4) l_ц.м .

Рис. 23. Расчетная схема монтажа оборудования падающим шевром

2. Находят усилие в канатной тяге в начальный момент подъема оборудования при φ=0:

Р¹_т=10·G_o·l_ц.м/l_c·cos β либо Р¹_т=10·G_o·l_ц.м/Hsin β,

где G_o – масса поднимаемого оборудования, м; l_ц.м– расстояние от основания оборудования до его центра массы, м; l_c – расстояние от основания оборудования до места строповки, м; β – угол между шевром и канатной тягой, tgβ=l_c/H.

3. Находят усилие в тяговом полиспасте в начальный момент подъема оборудования при φ=0:

Р_п= Р_т·sin β/sin γ .

По максимальным усилиям Р_пи Р_т рассчитывают тяговый полиспаст (см.п.7).

4. Определяют суммарное сжимающее усилие, действующее вдоль оси шевра в начальный момент подъема оборудования (φ = 0):

S_м=Р_п·К_п·К_д·cos γ+P_тК_п·cos β+10·G_ш·К_п+10·G_п·К_п+S_п,

где G_ш – масса шевра, т; G_п – масса полиспаста, т; S_п – усилие в полиспасте. По усилию S_м рассчитывают шевр (см. п.11).

5. Рассчитывают усилие в тормозной оттяжке:

Р_от=10·G_о·0,6D / (h_т·cos α_т),

где h_т– расстояние от оси шарнира до точки крепления тормозной оттяжки к аппарату, м; D – диаметр аппарата, м; α_т – угол между тормозной оттяжкой и горизонтом.

По усилию Р_т рассчитывают канат для тормозной оттяжки (см. п.2) и подбирают электролебедку (см. прил. 12).

Пример12. Рассчитать такелажную оснастку для подъема ректификационной колонны массой G_o=86 т, высотой Н_o=32 м, диаметром D=3,2 м на фундамент высотой h_ф=0,3 м с помощью падающего шевра. Центр массы колонны расположен от основания на высоте l_ц.м=14 м. Масса шевра G_ш=4,5 т; масса полиспаста G_п=3 т; усилие в тяговом полиспасте S_п=75 кН; высота крепления тормозной оттяжки h_т=30 м; угол между оттяжкой и горизонтом α_т=30⁰.

Решение:

1. Определяем высоту шевра:

Н=1,6·l_ц.м=1,6·14=22,4 м22 м.

2. Находим высоту строповки:

l_c=1,4·l_ц.м=1,4·14=19,620 м.

3. Рассчитываем усилие в канатной тяге в начальный момент подъема:

Р_т=10 G_ol_ц_._м /l_c cos β = 10·86·14 / (20·0,743)=810,2 кН,

где β=arctg l/Н = 20/22 ≈ 42⁰ .

4. Усилие в тяговом полиспасте в начальный момент подъема определяем по формуле

Р_п=Р_тsin β / sin γ = 810,2·0,669 / 0,956=567 кН,

где угол между шевром и подъемным полиспастом γ = 73⁰.

5. Определяем суммарное сжимающее усилие, действующее вдоль оси шевра:

S_м=Р_п·К_п·К_д·сos γ+P_т·К_п·сos β+10·G_шК_п+10·G_п·К_п+S_п=

=567·1,1·1,1·0,292+810,2·1,1·0,743+10·4,5·1,1+10·3·1,1+75=1020,0 кН.

6. Сжимающее усилие в каждой стойке шевра определяем по формуле

S=S_м / 2сos(ω/2)= 1020/2·0,966 = 528 кН,

где ω – угол между стойками, ω=30⁰.

7. Рассчитываем усилие в тормозной оттяжке:

Р_т=10·G_o·0,6D / (h_тcos α_т)=10·86·0,6·3,2 / (30·0,866)=63,6 кН.

13.4. Подъем оборудования самомонтирующимся порталом (шевром)

Схема подъема оборудования самомонтирующимся порталом (шевром) представлена на рис. 24.

Рис. 24. Расчетная схема подъема оборудования самомонтирующимся порталом (шевром)

Перед подъемом оборудование, находящееся в горизонтальном положении, закрепляют в поворотном шарнире. Портал укладывают оголовком в противоположную сторону, причем расположение шарнирных опор портала должно находиться в плоскости строповки аппарата, а сама строповка должна производиться на 1-2 м выше центра массы. Оборудование поднимают двумя полиспастами, спаренными через уравнительный блок. При сокращении длины грузовых полиспастов в начальный момент подъема начинает подниматься портал. Подъем портала происходит до так называемого критического угла, который составляет приблизительно 90⁰. При достижении критического угла начинает подниматься аппарат, причем портал при этом опускается. Подъем оборудования производят до нейтрального положения, а затем с помощью тормозной оттяжки плавно устанавливают на фундамент.

К преимуществам способа следует отнести:

· отсутствие вант и якорей, что является весьма существенным фактором при монтаже в стесненных условиях;

· отсутствие необходимости предварительного подъема и установки портала в вертикальное положение;

· отсутствие горизонтальных нагрузок на фундамент.

Расчет такелажной оснастки заключается в следующем:

1. Определяют минимальную высоту портала (м):

Н=(1,6–1,7)·l_c+l_п,

где l_c – расстояние от места строповки оборудования до его основания (обычно место строповки принимается на 1–2 м выше центра массы оборудования); l_п – длина полиспаста в стянутом виде (определяется по прил. 11), м.

2. Находят усилие в спаренном полиспасте для начального момента подъема портала (кН):

Р_с=10G_пl_ц.п / h_c·сos γ,

где G_п – масса портала, т; l_ц.п – расстояние центра массы портала от его основания, м; h_c – расстояние от оси опор портала до монтажного штуцера, м. Для определения массы портала или шевра можно рекомендовать формулу G_п=0,09G, где G – грузоподъемность портала (шевра), т.

3. Определяют горизонтальную составляющую этого усилия на каждую стойку портала:

Р_г=Р_ссos(γ/2),

где γ – угол между полиспастом и горизонтом, tg γ=h_c/Н.

4. Определяют усилие в спаренном полиспасте в начальный момент подъема оборудования (кН):

Р_п=10G_о l_ц.м / l_c,

где l_ц.м – расстояние от центра массы оборудования до его основания, м.

По большему из усилий Р_с и Р_п рассчитывают спаренные полиспасты (см. п.7) и стропы (см. п.3).

5. Находят сжимающее усилие, действующее вдоль оси портала в начальный момент подъема оборудования (кН):

S_м=Р_п·К_п·К_д+10G_п·К_п+10G_п·К_п+S_п ,

где G_п– масса спаренного полиспаста, т; S_п – усилие в сбегающей ветви полиспаста, кН.

По усилию S= S_м/2 рассчитывают сечение стоек портала (см. п.10.3).

6. Находят нагрузку, действующую на ригель портала в точке подвески полиспастов:

Р=(Р_п·К_п·К_д+10G_п·К_п) / 2+S_п–S_у ,

где S_у– усилие в ветви полиспаста, идущее на уравнительный блок, кН.

7. Подсчитывают изгибающий момент в ригеле (кН·м) от действия двух полиспастов и уравнительного блока, пренебрегая изгибом от собственной массы ригеля и считая, что максимальный изгибающий момент будет посредине ригеля:

М=Р·l₁+P_у·l / 4,

где l₁– расстояние от полиспаста до ближайшей стойки шевра, м; Р_у – усилие уравнительного блока, Р_у=2S_у·сos ω/ 2. По изгибающему моменту М выполняют расчет сечения ригеля шевра.

8. Находят усилие в тормозной оттяжке при установке оборудования в проектное положение (кН):

Р_т=10·G_о·0,6·D / (h_тcos α_т),

где h_т – высота крепления тормозной оттяжки, м; α_т – угол наклона тормозной оттяжки к горизонту.

Пример 13. Рассчитать такелажную оснастку для подъема аппарата колонного типа самомонтирующимся порталом. Масса аппарата G_o=82 т, высота Н=32 м, диаметр D=2,4 м. Высота фундамента h_ф=0,6 м. Центр массы колонны расположен от основания на расстоянии l_ц.м=15 м. Расстояние от оси опор до монтажных штуцеров h_c=2,4 м, масса спаренного полиспаста G_п=4,5 т, усилие в сбегающей ветви полиспаста S_п=60 кН, усилие в ветви полиспаста, идущей на уравнительный блок

S_у=35 кН. Геометрические размеры, указанные на рис. 24: l=3,2 м; l₁=0,5 м; h_т=30 м; α_т =40⁰.

Решение:

1. Определяем минимальную высоту портала, выбирая по прил. 11 длину полиспастов (l_п=3 м) и место строповки на 1,5 м выше центра массы:

Н=(1,6–1,7)·l_c+l_п=1,6·16,5+3=29,4 м.

2. Принимаем Н=30 м. Находим ориентировочно массу портала, принимая трубчатую конструкцию и считая грузоподъемность шевра G=100 т:

G_п=0,09·G=0,09·100=9 т.

3. Определяем угол наклона полиспастов к горизонту в начальный момент подъема портала:

tg γ=h_c/H=2,4/30=0,08; γ=5⁰.

4. Находим горизонтальную составляющую, действующую на каждую стойку портала,

Р_г=Р_ссos γ/2=564,8·0,996/2=281,2 кН.

5. Рассчитываем усилие в спаренном полиспасте для начального момента подъема портала, считая расположение центра массы портала на его середине:

Р_с=10·G_п·l_ц.м / h_c·cos γ=10·9·15/2,4·0,996=564,8 кН.

6. Определяем усилие в спаренном полиспасте в начальный момент подъема колонны:

Р_c=10·G_о· l_ц.м / l_c=10·82·15/16,5=745,4 кН.

7. Находим сжимающее усилие, действующее вдоль оси портала в начальный момент подъема оборудования:

S_м=Р_п·К_п·К_д+10·G_п·К_п+10·G_п·К_п+S_п=745,4·1,1·1,1+10·4,5·1,1+10·9·1,1+60=

=1110 кН.

8. Рассчитываем нагрузку, действующую на ригель в точке подвеске полиспаста:

Р=(Р_п·К_п·К_д+10·G_п·К_п)/2+S_п–S_у=(745,4·1,1·1,1+10·4,5·1,1)/2+60–35=

=500,7 кН.

9. Изгибающий момент в ригеле определяем по формуле:

М=Р·l₁+P_у·l / 4=500,7·0,5+70·3·2/4=306,4 кН при Р_у2S_у=35·2=70 кН.

10. Рассчитываем усилие в тормозной оттяжке:

Р_т=10·G_о·0,6D / (h_т·cos α_т)=10·82·0,6·2,4/(30·0,766)=51,4 кН.

13.5. Определение основных нагрузок на такелажные средства графическим методом

Суть метода заключается в том, что в каждом конкретном случае вычерчивают расчетную схему подъема аппарата и в любой момент подъема все нагрузки на такелажные средства определяют разложением действующих сил в выбранном масштабе.

Преимущество метода в том, что он прост и достаточно точен.

Рассмотрим определение основных нагрузок на такелажные средства (рис. 25) на примере подъема аппарата способом поворота вокруг шарнира.

Рис. 25. Определение усилий при монтаже графическим способом

1. Через центр массы аппарата проводят вертикаль до пересечения с направлением подъемного полиспаста (точка А).

2. Точку А соединяют с осью поворотного шарнира аппарата (точка О). Полученный отрезок АО определяет направление суммарной реакции в шарнире.

3. Из точки А в масштабе откладывают по вертикали величину вектора силы тяжести аппарата G₀ (точка В).

4. Через нижний конец вектора АВ проводят линию, параллельную направлению подъемного полиспаста, до пересечения с отрезком АО (точка С) и получают вектор ВС, равный величине нагрузки в подъемном полиспасте S_п, и вектор СА, выражающий в масштабе суммарную реакцию в шарнире S_ш.

5. Нагрузки на ванту и мачту определяют путем разложения вектора S_п на направления ванты и мачты. Для этого из точки С проводят линию, параллельную направлению ванты до пересечения с отрезком АВ (точка D) и получают вектор CD, равный в масштабе усилию в ванте S_в, и вектор DB, соответственно равный сжимающему усилию в мачте S_м.

Таким образом, в результате построения имеем:

АВ – сила тяжести аппарата G_о;

ВС – усилие в рабочем полиспасте S_п;

CD – усилие в ванте S_в;

СА – суммарная реакция в шарнире S_ш;

DB – сжимающее усилие в мачте S_м.

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Задача 1. Рассчитать консольную двутавровую монтажную балку, закрепленную в стене здания и используемую для подъема аппарата массой G_о=2 т. Длина консоли балки l=1,5 м; масса полиспаста G_п=0,36 т; S_п=10 кН; К_п=1,1; К_д=1,1. Материал балки – Ст. 3.

Рис. к задаче 1

Задача 2. Рассчитать двутавровую монтажную балку пролетом l=6 м для подъема реактора массой G_о=32 т двумя полиспастами, закрепленными согласно схеме, если известно, что масса одного полиспаста G_п=1,5 т, усилие в сбегающей ветви S_п=35 кН. Коэффициенты перегрузки К_п и динамичности К_дпринять равными 1,1. Расстояние l₁=l₂=1,6 м.

Рис. к задаче 2

Задача 3. Рассчитать монтажную двутавровую балку пролетом l=4 м для подъема оборудования массой G_о=24 т полиспастом, закрепленным согласно схеме, если известно, что усилие в сбегающей ветви полиспаста S_п=30 кН, угол φ=20⁰. Расстояние а=1,5 м; b=2,5 м. Материал балки – сталь 45. Массой полиспаста можно пренебречь.

Рис. к задаче 3

Задача 4. Рассчитать траверсу, изготовленную из трубы (материал – сталь 45), длиной l=4 м для подъема цилиндрической обечайки массой G_о=28 т, и подобрать канат для канатной подвески, если α = 40⁰, а каждая канатная подвеска состоит из двух нитей.

Рис. к задаче 4

Задача 5. Рассчитать и подобрать сечение балансирной траверсы, изготовленной из двутавров согласно схеме для подъема аппарата массой G_о=75 т двумя стреловыми кранами грузоподъемностью Р₁=30 т; Р₂=63 т. Общая длина траверсы l=4 м. Материал траверсы – Ст. 3.

Рис. к задаче 5

Задача 6. Рассчитать полиспаст для подъема горизонтального аппарата массой G_о=70 т с помощью траверсы массой G_т=1 т на высоту 12 м.

Рис. к задаче 6

Задача 7. Подобрать величину балласта для лебедки ЛМ-12,5 и определить КПД ее передачи, если усилие в полиспасте Р=420 кН, число роликов полиспаста n=6, КПД полиспаста η_п=0,81. Коэффициент трения лебедки о грунт f = 0,6; коэффициент устойчивости против опрокидывания К_оп=1,3; коэффициент устойчивости против смещения К_см=2,2. Расстояние от центра массы лебедки до ребра опрокидывания l=1 м; расстояние от центра массы балласта до края лебедки L=2 м; h=0,5 м.

Рис. к задаче 7

Задача 8. Для лебедки ЛМ-8 с якорным креплением подобрать тягу, выполненную из швеллера и связывающую лебедку с якорем, расположенную под углом к горизонту α = 35⁰. Расстояние от центра массы лебедки до ее переднего края l=1,5 м; длина рамы лебедки L=3 м; величина h=0,7 м. Коэффициент устойчивости против опрокидывания К_оп=1,3; коэффициент устойчивости против смещения К_см=1,5; коэффициент трения

f = 0,3. Материал швеллера – Ст.3.

Рис. к задаче 8

Задача 9. Рассчитать инвентарный полузаглубленный якорь для ванты, натянутой усилием S=280 кН под углом к горизонту α = 45⁰. Якорь устанавливается на сухом песчаном грунте. Количество бетонных блоков

n = 4. Размеры стандартного блока массой q=7,5 т 0,9×0,9×4 м.

Коэффициент запаса устойчивости якоря К_у=1,4; коэффициент трения блока о грунт f = 0,5; коэффициент, учитывающий неравномерность смятия грунта, η=0,25.

Рис. к задаче 9

Задача 10. Определить количество стандартных бетонных блоков, из которых состоит инвентарный наземный якорь для крепления полиспаста с усилием S = 210 кН, если масса одного блока q=4,5 т. Угол наклона тяги к горизонту α = 40⁰. Якорь установлен на плотном сыром черноземе. Коэффициент запаса устойчивости якоря от сдвига К_см=1,5, от опрокидывания К_оп=1,4.

Рис. к задаче 10

Задача 11. Рассчитать заглубленный якорь с одной тягой для крепления тормозной оттяжки с усилием S=180 кН, направленной под углом к горизонту α = 35⁰. Длина анкера l=3,2 м. Размеры котлована и элементов якоря приведены на рис. Коэффициент устойчивости якоря К_у=2; коэффициент трения анкера по бревенчатой стенке f = 0,4; плотность гравия ρ_г=1500 кг/м³; коэффициент неравномерности смятия грунта η=0,25; расчетное сопротивление R=13 МПа.

Рис. к задаче 11

Задача 12. Определить сжимающее усилие в вертикальной мачте с двумя полиспастами, расположенными симметрично по следующим данным: масса поднимаемого груза G_о=60 т; высота мачты Н=20 м; масса грузового полиспаста G_г.п=0,8 т; КПД. полиспаста η=0,8; число роликов полиспаста n=6; угол наклона ванты к горизонту α =20⁰; коэффициенты динамичности и перегрузки К_п=К_д=1,1; масса мачты G_м=6 т.

Рис. к задаче 12

Задача 13. Определить сжимающее усилие в наклонной мачте при подъеме реактора G_о=30 т, если высота мачты Н=16 м, угол наклона нерабочей ванты к горизонту α =25⁰, угол δ=12⁰, угол β =18⁰. Масса полиспаста G_п=0,6 т; масса мачты G_м=4 т; усилие в сбегающей ветви полиспаста S_п=60 кН; усилие в рабочей ванте Р_р.в=22 кН; коэффициенты динамичности и перегрузки приняты равными К_п=К_д=1,1. Число нерабочих вант n=2.

Рис. к задаче 13

Задача 14. По условиям задачи 13 рассчитать сечение трубчатой мачты.

Задача 15. Рассчитать сечение трубчатой мачты (см. рис. 16) по следующим данным: усилие в грузовом полиспасте Р_п=320 кН; усилие в сбегающей ветви полиспаста S_п= 80 кН; усилие в рабочей ванте Р_р.в=12 кН; масса мачты

G_м=6 т; высота мачты Н=20 м; угол α =15⁰; β =23⁰; коэффициенты перегрузки и динамичности К_п=К_д=1,1. Массой самого полиспаста можно пренебречь.

Задача 16. Рассчитать ригель портала, изготовленного из двутавра согласно приведенной схеме, если Р=10 т; длина ригеля l=12 м; l₁=3 м; l₂=5 м. Материал ригеля – Ст.3.

Рис. к задаче 16

Задача 17. Рассчитать ригель шевра, изготовленного из двутавра (см.рис. 18), материал двутавра – Ст.3. Усилие в грузовом полиспасте Р_г.п=195 кН; усилие в рабочей ванте Р_р.в=48 кН; масса шевра G_ш=8 т; усилие в сбегающей ветви полиспаста S_г.п=32 кН. Массой грузового и рабочего полиспастов можно пренебречь. Коэффициенты динамичности и перегрузки К_п=К_д=1,1. Угол β =32⁰, γ=26⁰; l₁=l₂=1,5 м.

Задача 18. Определить сжимающее усилие, действующее на подпорку S_м при монтаже оборудования двумя кранами, если масса аппарата G_о=120 т. Угол γ = β =10⁰. Коэффициенты перегрузки и динамичности К_п=К_д=1,1.

Рис. к задаче 18

Задача 19. По условиям задачи 18 рассчитать сечение трубчатой мачты, если высота мачты Н=10 м, материал трубы – сталь 45.

Задача 20. Определить требуемую грузоподъемность крана G_кр при монтаже аппарата массой G_о=92 т способом поворота вокруг шарнира в два этапа с дотяжкой, а также усилие в дотягивающем устройстве Р_д, которое вступает в работу при φ=50⁰ и усилие в тормозной оттяжке Р_т, если α =30⁰, β =35⁰. На рисунке h_т=h_д=32 м, l_ц.м=17 м, l_c=35 м, D = 2,4 м.

Рис. к задаче 20

Задача 21. Определить КПД полиспаста крана, имеющего лебедку ЛМ-8 (S_л=80 кН), при приведенной схеме монтажа аппарата массой G=160 т. Число роликов полиспаста n=8 шт; расстояние от основания аппарата до места строповки l_c=30 м, до центра масс l_ц.м=20 м.

Рис. к задаче 21

Задача 22. Определить усилие, действующее на лебедку S_л и усилие в боковой ванте S_т согласно приведенной схеме монтажа аппарата способом скольжения опорной части с отрывом от земли, если масса аппарата

G_о=120 т; угол φ=40⁰, угол γ =35⁰; К_н=1,1; число роликов полиспаста n=6; КПД полиспаста η = 0,8.

Рис. к задаче 22

Задача 23. Определить усилие в полиспасте в начальный момент подъема аппарата массой G_о=130 т (см. рис. 21,а) и силу трения при перемещении основания на тележке по следующим данным: расстояние от центра массы аппарата до основания l_ц.м=18 м; расстояние от места строповки оборудования до основания l_c= 24 м; высота мачты Н=36 м. На рисунке

b = 16 м, h = 3 м.

Задача 24. Вывести расчетные зависимости и определить усилие (кН) для оттягивания основания колонны при отрыве от земли Р_от, а также усилие в каждом полиспасте (рис.21,б), если масса аппарата G_о=120 т; расстояние от центра массы аппарата до основания l_ц.м=12 м; расстояние от места строповки аппарата до его основания l_c=20 м. Углы φ=20⁰; γ =30⁰; α =15⁰. Коэффициент неравномерности нагрузки на полиспаст К_н=1,2.

Задача 25. Рассчитать лебедку с балластным креплением для оттягивания основания колонны массой G_о=90 т от фундамента при отрыве ее от земли при приведенной схеме монтажа. Коэффициент устойчивости от сдвига К₁=1,4; коэффициент устойчивости от смещения К₂=1,3; коэффициент трения f=0,45. Масса лебедки G_л=3 т. На рисунке L=3,0 м, l=2,6 м, h=0,8 м, l_ц.м=18 м, l_с=24 м, α=20⁰, β=30⁰.

Рис. к задаче 25

Задача 26. Определить максимальное усилие в полиспасте Р_п, усилие в ванте Р_т и усилие в тормозной оттяжке Р_от при установке аппарата на фундамент согласно приведенной схеме монтажа, если масса аппарата G_о=38 т, высота мачт Н=30 м, диаметр аппарата D =2,2 м. На рисунке а =8 м, l_ц.м=18 м, l_c=24 м, h_т=25 м, h_ф=3 м, α = 40⁰; γ = 50⁰.

Рис. к задаче 26

Задача 27. Рассчитать усилие в канатной тяге Р_т в начальный момент подъема ректификационной колонны массой G_о=86 т, усилие в тяговом полиспасте Р_п и усилие в тормозной оттяжке Р_от при посадке аппарата на фундамент при следующих исходных данных: высота шевра Н =22 м; диаметр аппарата D =3,2 м; расстояние от основания колонны до ее центра массы l_ц.м=14 м; расстояние от основания колонны до места строповки

l_c=20 м, h_т=30 м, γ =50⁰; α =40⁰.

Рис. к задаче 27

Задача 28. При монтаже аппарата самомонтирующимся порталом определить усилие в спаренном полиспасте: в начальный момент подъема портала Р¹_п в начальный момент подъема аппарата Р²_п, когда угол подъема портала к горизонту составит 90⁰ (изобразить на рис.), а также максимальное усилие в тормозной оттяжке при установке аппарата на фундамент в проектное положение Р_от, если масса аппарата G_о=82 т, масса портала G_п=9 т; диаметр аппарата D =2,4 м, высота портала Н=30 м. На рисунке h_с=4 м, l_c=26 м,

l_ц.а=16 м, l_ц.п=15 м, h_т=28 м, α=30⁰.

Задача 29. Определить продольную нагрузку, действующую на подпорку при монтаже аппарата способом выжимания массой G_о=80 т, когда угол наклона аппарата к горизонту φ=30⁰, если h_ф=2,5 м, l_ц.м=15 м, β =28⁰, а=30 м.

Рис. к задаче 28

Рис. к задаче 29

Задача 30. Определить усилие в полиспасте Р_п, закрепленном за строительную конструкцию, и усилие в оттяжке Р_от, которая направлена горизонтально, если масса поднимаемого оборудования G_о=20 т, а=2 м,

h=3 м.

Рис. к задаче 30

Задача 31. Определить усилие в подпорке и грузовом полиспасте_,а также суммарную реакцию в шарнире графическим способом при монтаже аппарата способом выживания. Масса аппарата G_о=200 т.

Рис. к задаче 31

Задача 32. Рассчитать усилие в сбегающей ветви полиспаста S_п для перекатывания по эстакаде с деревянным настилом цилиндрического аппарата массой G_о=80 т и диаметром D =2,5 м. Для перекатывания аппарата используются две тяговые лебедки. Расчетное тяговое усилие для сдвига аппарата в начальный момент с места увеличить на 50%. Число роликов полиспаста n=8; КПД полиспаста η =0,9; угол α =20⁰; угол φ =30⁰. Коэффициент трения качения f = 0,05.

Рис. к задаче 32

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности такелажных средств К₃

Назначение каната	Коэффициент запаса прочности
1. Грузовые канаты: - а) ручным приводом б) с машинным приводом: · для мелкого режима работы · среднего режима работы · тяжелого режима работы	4,0 5,0 5,5 6,0
2. Канаты для полиспастов грузоподъемностью: · от 5 до 50 т · от 50 до 100 т · свыше 100 т	4,0–5,0 3,5–4,0 3,0–3,5
2. Стропы	5,0–6,0
3. Расчалки, оттяжки	3,0–5,0

Приложение 2

Канаты стальные

Диаметр каната, мм	Масса 1000 м каната, кг	Временное сопротивление разрыву, МПа
		1372	1568	1666	1764	1960
		Разрывное усилие, кН
Канат типа ЛК-РО 6×36+1о.с. (ГОСТ 7668–80)
13, 5	697	–	90,6	96,3	101,5	109,0
15,0	812	–	104,5	111,5	116,5	128,0
16,5	1045	–	135,5	144,0	150,0	165,0
18,0	1245	–	161,5	171,5	175,5	190,5
20,0	1520	–	197,5	210,0	215,0	233,5
22,0	1830	207,5	237,5	252,5	258,5	280,5
23,5	2130	242,5	277,0	294,0	304,0	338,0
25,5	2495	283,5	324,0	344,0	352,5	383,0
27,0	2800	318,5	364,5	387,5	396,5	430,5
29,0	3215	366,0	417,5	444,0	454,5	493,5
31,0	3655	416,0	475,0	505,0	517,0	561,5
33,0	4155	473,0	540,5	574,5	588,0	638,5
34,5	4550	518,0	592,0	629,5	644,5	700,0
36,5	4965	565,5	646,0	686,5	703,5	764,0
Продолжение прил. 2
Диаметр каната, мм	Масса 1000 м каната, кг	Временное сопротивление разрыву, МПа
		1372	1568	1666	1764	1960
		Разрывное усилие, кН
39,5	6080	692,5	791,5	841,0	861,0	935,0
42,0	6750	768,5	878,5	933,5	955,5	1030,0
43,0	7120	806,5	919,5	976,0	1005,0	1080,0
44,5	7770	885,0	1005,0	1065,0	1095,0	1185,0
46,5	8400	956,5	1090,0	1160,0	1180,0	1280,0
50,5	9440	1130,0	1290,0	1370,0	1400,0	1510,0
53,5	11150	1265,0	1455,0	1540,0	1570,0	1705,0
56,0	12050	1365,0	1560,0	1640,0	1715,0	–
58,5	13000	1470,0	1685,0	1730,0	1790,0	–
60,5	14250	1625,0	1855,0	1915,0	1970,0	–
63,0	15200	1725,0	1970,0	2020,0	2085,0	–
Канат типа ЛК-Р 6×19+1 о.с. (ГОСТ 2688–80)
11,0	462	–	62,9	66,8	68,8	75,2
12,0	527	–	71,8	76,2	78,6	85,8
13,0	596	71,1	81,3	86,3	89,0	97,0
14,0	728	86,7	99,0	105,0	108,0	118,0
15,0	844	100,0	114,5	122,0	125,5	137,0
16,5	1025	121,5	139,0	147,5	152,0	166,0
18,0	1220	145,0	166,0	176,0	181,0	198,0
19,5	1405	167,0	191,0	203,0	209,0	228,0
21,0	1635	194,5	222,0	236,0	243,5	265,5
22,5	1850	220,0	251,0	267,0	275,0	303,5
24,0	2110	250,5	287,0	304,5	314,0	343,0
25,5	2390	284,0	324,5	345,0	355,5	388,5
27,0	2685	319,0	365,0	388,0	399,5	436,5
28,0	2910	346,5	396,0	421,0	434,0	473,5
30,5	3490	415,5	475,0	504,5	520,0	567,5
32,0	3845	458,0	523,5	556,0	573,0	625,5
33,5	4220	502,5	574,0	610,5	629,0	686,0
37,0	5015	597,5	683,0	725,0	748,0	816,0
39,5	5740	684,0	781,5	828,0	856,0	938,0
42,0	6535	779,0	890,0	945,0	975,0	1060,0
44,5	7385	880,5	1000,0	1035,0	1075,0	–
47,5	8430	1000,0	1145,0	1185,0	1230,0	–
51,0	9545	1135,0	1295,0	1340,0	1395,0	–
56,0	11650	1385,0	1580,0	1635,0	1705,0	–
Продолжение прил. 2
Диаметр каната, мм	Масса 1000 м каната, кг	Временное сопротивление разрыву, МПа
		1372	1568	1666	1764	1960
		Разрывное усилие, кН
Канат типа ТЛК–О 6×37+1 о.с. (ГОСТ 3079–80)
11,5	468,0	–	62,6	66,5	68,8	74,6
13,5	662,5	–	88,7	94,2	97,1	105,5
15,5	851,5	–	113,5	121,0	124,0	136,0
17,0	1065,0	–	142,0	151,0	155,5	170,0
19,5	1350,0	157,5	180,0	191,5	197,0	215,5
21,5	1670,0	195,0	222,5	237,0	244,5	266,5
23,0	1930,0	225,0	258,0	274,0	283,0	307,0
25,0	2245,0	262,5	300,0	318,5	328,5	358,5
27,0	2650,0	310,0	354,5	376,5	388,5	423,5
29,0	3015,0	353,0	403,5	428,5	441,5	482,0
30,5	3405,0	398,5	455,5	484,0	499,0	544,5
33,0	3905,0	457,0	522,0	555,0	571,5	624,0
35,0	4435,0	519,0	590,0	630,5	650,0	709,0
39,0	5395,0	632,0	722,0	767,0	791,0	863,0
43,0	6675,0	781,5	893,0	949,0	980,0	1065,0
47,0	7845,0	918,5	1045,0	1110,0	1145,0	1250,0
50,0	9110,0	1060,0	1215,0	1290,0	1330,0	1455,0
52,0	9910,0	1155,0	1320,0	1405,0	1455,0	1575,0
54,0	106000,0	1235,0	1415,0	1500,0	1550,0	1695,0
56,0	11450,0	1335,0	1525,0	1620,0	1675,0	1830,0
58,0	12050,0	1510,0	1610,0	1715,0	1765,0	1925,0
62,0	13950,0	1630,0	1860,0	1930,0	2000,0	–
66,5	16450,0	1925,0	2195,0	2275,0	2360,0	–
71,0	19200,0	2245,0	2565,0	2665,0	2750,0	–
75,0	21150,0	2470,0	2830,0	2940,0	3030,0	–
Канат типа ЛК–О 6×19+1 о.с. (ГОСТ 3077–80)
10,5	387,5	–	53,7	55,9	57,7	62,9
11,5	487,0	–	66,2	70,3	72,5	79,1
12,0	530,0	–	72,0	76,5	78,9	86,1
13,0	597,3	–	81,1	86,2	88,7	96,8
14,0	719,0	–	97,8	103,5	106,5	116,5
15,0	852,5	–	115,5	122,5	126,5	138,0
16,5	996,5	118,0	135,0	143,5	147,5	161,5
17,5	1155,0	136,5	156,0	166,0	171,5	187,0
19,5	1370,0	162,5	183,0	197,0	203,5	221,5

Окончание прил. 2

Диаметр каната, мм	Масса 1000 м каната, кг	Временное сопротивление разрыву, МПа
		1372	1568	1666	1764	1960
		Разрывное усилие, кН
23,0	1950,0	231,0	264,5	281,0	289,5	316,0
25,5	2390,0	284,0	324,5	344,5	355,5	388,0
28,0	2880,0	342,0	391,0	415,5	428,0	466,5
30,5	3410,0	405,0	463,5	492,0	507,5	535,0
32,5	3990,0	474,0	541,5	575,5	593,0	647,0
35,0	4610,0	548,0	626,5	665,5	686,0	748,5
37,0	5035,0	598,5	684,0	726,5	749,0	815,0
39,0	5475,0	651,0	744,0	790,5	815,0	886,5
40,0	5830,0	693,5	792,5	841,0	863,0	–

Приложение 3

Расчетное сопротивление прокатной стали

Напряженное

состояние

Условное обозначение

Расчетное сопротивление, МПа

Ст. 3

Ст.5

Сталь 45

Сталь40Х

1. Растяжение, сжатие, изгиб

2. Срез

R

R_ср

210

130

230

140

300

180

400

240

Приложение 4

Значения коэффициентов условий работы

Наименование конструкций

1. Мачты, шевры, порталы, стрелы и т.п.

2. Грузозахватные приспособления

3. Эстакады, опоры, распорки, монтажные балки

4. Стойки, подпорки

0,90

0,85

0,90

Приложение 5

Балки двутавровые (ГОСТ 8239-72)

№ бал-ки	Размеры, мм			F,см²	Масса 1 м, кг	Справочные величины для осей
	h	b	s			x – x			y – y
	h	b	s			I_x, см⁴	W_x, см³	r_x_, см	I_y, см⁴	W_y, см³	r_y_, см
10	100	55	4,5	12,0	9,46	198	39,7	4,06	17,91	6,49	1,22
12	120	64	4,8	14,7	11,50	350	58,4	4,88	27,9	8,72	1,38
14	140	73	4,9	17,4	13,70	572	81,7	5,73	41,9	11,50	1,55
16	160	81	5,0	20,2	15,90	873	109,0	6,57	58,6	14,50	1,70
18	180	90	5,1	23,4	18,40	1290	143,0	7,42	82,6	18,40	1,88
18a	180	100	5,1	25,4	19,90	1430	159,0	7,51	114,0	22,80	2,12
20	200	100	5,2	26,8	21,00	1840	184,0	8,28	115,0	23,10	2,07
20a	200	110	5,2	28,9	22,70	2030	203,0	8,37	155,0	28,20	2,32
22	220	110	5,4	30,6	24,00	2550	232,0	9,13	157,0	28,60	2,27
22a	220	120	5,4	32,8	25,80	2790	254,0	9,22	206,0	34,30	2,50
24	240	115	5,6	34,8	27,30	3460	289,0	9,97	198,0	34,50	2,37
24a	240	125	5,6	37,5	29,40	3800	317,0	10,10	260,0	41,60	2,63
27	270	125	6,0	40,2	31,50	5010	371,0	11,20	260,0	41,50	2,54
27a	270	135	6,0	43,2	33,90	5500	407,0	11,30	337,0	50,00	2,80
30	300	135	6,5	46,5	36,50	7080	472,0	12,30	337,0	49,90	2,69
30a	300	145	6,5	49,9	39,20	7780	518,0	12,50	436,0	60,10	2,95
33	330	140	7,0	53,8	42,20	9840	597,0	13,50	419,0	59,90	2,79
36	360	145	7,5	61,9	48,60	13380	743,0	14,70	516,0	71,10	2,89
40	400	155	8,3	72,6	57,00	19062	953,0	16,20	667,0	86,10	3,03
45	450	160	9,0	84,7	66,50	27696	1231,0	18,10	808,0	101,0	3,09
50	500	170	10,0	100,0	78,50	39727	1589,0	19,90	1043	123,0	3,23
55	550	180	11,0	118,0	92,60	55962	2035,0	21,80	1356	151,0	3,39
60	600	190	12,0	138,0	108,0	76806	2560,0	23,60	1725	182,0	3,54

Приложение 6

Швеллеры (ГОСТ 8240–72)

№ швел-лера	Размеры, мм			F,см²	Масса 1м, кг	Справочные величины для осей
	h	b	s			x – x			y – y
	h	b	s			I_x, см⁴	W_x, см³	r_x_, см	I_y, см⁴	W_y, см³	r_y_, см
5	50	32	4,4	6,16	4,84	22,8	9,10	1,92	5,61	2,75	0,95
6,5	65	36	4,4	7,51	5,90	48,6	15,0	2,54	8,70	3,68	1,08
8	80	40	4,5	8,98	7,05	89,4	22,4	3,16	12,80	4,75	1,19
10	100	46	4,5	10,90	8,59	174,0	34,8	3,99	20,40	6,46	1,37
12	120	52	4,8	13,30	10,40	304,0	50,6	4,78	31,20	8,52	1,53
14	140	58	4,9	15,60	12,30	491,0	70,2	5,60	45,40	11,00	1,70
14a	140	62	4,9	17,00	13,30	545,0	77,8	5,66	57,50	13,30	1,84
16	160	64	5,0	18,10	14,20	747,0	93,4	6,42	63,30	13,80	1,87
16a	160	68	5,0	19,50	15,30	823,0	103,0	6,49	78,80	16,40	2,01
18	180	70	5,1	20,70	16,30	1090,0	121,0	7,24	86,00	17,00	2,04
18a	180	74	5,1	22,20	17,40	1190,0	132,0	7,32	105,0	20,00	2,18
20	200	76	5,2	23,40	18,40	1520,0	152,0	8,07	113,0	20,50	2,20
20a	200	80	5,2	25,20	19,80	1670,0	167,0	8,15	139,0	24,20	2,35
22	220	82	5,4	26,70	21,00	2110,0	192,0	8,89	151,0	25,10	2,37
22a	220	87	5,4	28,80	22,60	2330,0	212,0	8,99	187,0	30,00	2,55
24	240	90	5,6	30,60	24,00	2900,0	242,0	9,73	208,0	31,60	2,60
24a	240	95	5,6	32,90	25,80	3180,0	265,0	9,84	254,0	37,20	2,78
27	270	95	6,0	35,20	27,70	4160,0	308,0	10,9	262,0	37,30	2,73
30	300	100	6,5	40,50	31,80	5810,0	387,0	12,0	237,0	43,60	2,84
33	330	105	7,0	46,50	36,50	7980,0	484,0	13,1	410,0	51,80	2,97
36	360	110	7,5	53,40	41,90	10820	601,0	14,2	513,0	61,70	3,10
40	400	115	8,0	61,50	48,30	15220	761,0	15,7	642,0	73,40	3,23

Приложение 7

Основные расчетные данные стельных бесшовных труб (ГОСТ 8732–78)

Диаметр, мм

Толщина стенки, мм

Площадь сечения F, см²

Момент инерции I, см³

Момент сопротивления W, см³

Радиус инерции r, см

Масса

l м, кг

наружный d_н

внутрен-ний d_в

102

12,3

18,1

23,6

28,9

33,9

38,7

43,2

148

209

263

309

350

384

413

29,0

41,0

51,6

60,6

68,6

75,3

81,0

3,47

3,40

3,34

3,27

3,21

3,15

3,09

9,67

14,21

18,55

22,69

26,63

30,38

33,93

108

100

13,1

19,2

25,1

30,8

36,2

41,3

46,2

177

251

316

373

423

467

504

32,8

46,5

58,4

69,1

78,3

86,5

93,4

3,68

3,62

3,55

3,48

3,42

3,36

3,30

10,26

15,09

19,73

24,17

28,41

32,45

36,30

114

106

102

13,8

20,4

26,6

32,7

38,4

44,0

49,2

209

298

376

446

507

561

607

36,7

52,3

66,0

78,2

88,9

98,5

106,0

3,89

3,83

3,76

3,70

3,63

3,57

3,51

10,85

15,98

20,91

25,65

30,19

34,53

38,67

121

113

109

105

101

14,7

21,7

28,4

34,9

41,1

47,1

52,8

58,3

252

359

456

541

618

685

744

796

41,6

59,4

75,3

89,5

102,0

113,0

123,0

132,0

4,14

4,07

4,00

3,94

3,88

3,81

3,76

3,70

11,54

17,02

22,29

27,37

32,26

36,94

41,43

45,72

127

119

115

111

107

103

15,5

22,8

29,9

36,8

43,4

49,7

55,8

293

418

532

633

724

806

877

46,1

65,9

83,8

99,8

114,0

127,0

138,0

4,35

4,28

4,22

4,15

4,09

4,02

3,96

12,13

17,90

23,48

28,85

34,03

39,01

43,80

Продолжение прил. 7

Диаметр, мм

Толщина стенки, мм

Площадь сечения F, см²

Момент инерции I, см³

Момент сопротивления W, см³

Радиус инерции r, см

Масса

l м, кг

наружный d_н

внутрен-ний d_в

133

125

121

117

113

109

105

101

16,2

23,9

31,4

38,6

45,6

52,3

58,8

337

484

616

736

843

939

1025

50,8

72,7

94,3

111,0

127,0

141,0

154,0

4,57

4,49

4,43

4,36

4,30

4,24

4,18

12,73

18,79

24,66

30,33

35,81

41,09

46,17

140

128

124

120

116

112

108

104

100

25,3

33,8

40,8

48,3

55,4

62,3

69,0

75,4

568

725

868

997

1114

1218

1312

1395

81,1

104,0

124,0

142,0

159,0

174,0

187,0

199,0

4,74

4,68

4,61

4,55

4,49

4,42

4,36

4,30

19,83

26,04

32,06

37,88

43,50

48,93

54,16

59,19

146

134

130

126

122

118

114

110

106

26,4

34,7

42,7

50,5

58,0

65,3

72,4

79,2

648

829

993

1143

1279

1402

1512

1611

88,8

114,0

136,0

157,0

175,0

192,0

207,0

221,0

4,95

4,89

4,82

4,76

4,70

4,64

4,57

4,51

20,72

27,23

33,54

39,66

45,57

51,30

56,98

62,15

152

140

136

132

128

124

120

116

112

27,5

36,2

44,6

52,8

60,7

68,4

75,8

82,9

734

941

1130

1303

1460

1608

1732

1849

96,6

124,0

149,0

171,0

192,0

212,0

228,0

243,0

5,17

5,10

5,03

4,97

4,90

4,85

4,78

4,72

21,60

28,41

35,02

41,43

47,65

53,66

59,48

65,1

159

147

143

139

135

131

127

123

28,8

37,9

46,8

55,4

63,8

71,9

79,7

845

1085

1304

1507

1692

1861

2014

106

136

164

190

213

234

253

5,41

5,35

5,28

5,21

5,15

5,09

5,03

22,64

29,79

36,75

43,50

50,06

56,43

62,59

Продолжение прил. 7

Диаметр, мм

Толщина стенки, мм

Площадь сечения F, см²

Момент инерции I, см³

Момент сопротивления W, см³

Радиус инерции r, см

Масса

l м, кг

наружный d_н

внутрен-ний d_в

168

156

152

148

144

140

136

132

128

30,5

40,2

49,6

58,8

67,7

76,4

84,8

93,0

1003

1290

1555

1800

2025

2222

2421

2593

119

153

185

214

241

265

288

308

5,74

5,66

5,60

5,53

5,47

5,40

5,34

5,28

23,97

31,57

3897

46,17

53,17

59,98

66,59

73,00

180

168

164

160

156

152

148

144

140

32,8

43,2

53,4

63,3

73,0

82,4

91,6

101,0

1243

1602

1936

2246

2533

2797

3043

3268

138

178

215

250

281

310

338

363

6,15

6,09

6,03

5,96

5,89

5,83

5,76

5,69

25,75

33,93

41,92

49,72

57,31

64,71

71,91

78,92,

194

182

178

174

170

166

162

158

154

35,4

46,7

57,8

68,6

79,2

89,5

99,5

109,0

1568

2026

2454

2864

3226

3573

3895

4193

162

209

253

295

332

368

401

431

6,65

6,59

6,51

6,46

6,38

6,32

6,26

6,20

27,82

36,70

45,38

53,86

62,15

70,24

78,13

85,28

203

191

187

183

179

175

171

167

163

36,9

48,7

60,5

72,2

83,2

94,2

104,4

114,6

1800

2329

2826

3291

3725

4131

4510

4862

181

234

284

331

375

415

453

489

6,97

6,90

6,83

6,76

6,69

6,62

6,55

6,48

29,15

38,47

47,60

56,52

65,25

73,79

82,12

90,26

219

207

203

199

195

191

40,1

53,0

65,6

78,0

90,2

2279

2956

3594

4195

4760

208

270

328

383

435

7,53

7,47

7,40

7,33

7,27

31,52

41,63

51,54

61,26

70,78

Окончание прил. 7

Диаметр, мм

Толщина стенки, мм

Площадь сечения F, см²

Момент инерции I, см³

Момент сопротивления W, см³

Радиус инерции r, см

Масса

l м, кг

наружный d_н

внутрен-ний d_в

245

229

225

221

217

213

209

205

59,6

73,8

87,8

102,0

115,0

128,0

141,0

4188

5107

5978

6803

7584

8322

9019

342

417

488

555

619

680

737

8,38

8,32

8,25

8,19

8,12

8,06

7,99

46,76

57,95

68,95

79,76

90,36

100,77

110,98

273

257

253

249

245

241

237

233

66,6

82,6

98,4

114,0

129,0

144,0

159,0

5853

7157

8398

9582

10710

11780

12800

429

525

615

702

785

863

938

9,37

9,31

9,23

9,18

9,12

9,04

8,97

52,28

64,86

77,24

89,42

101,41

113,20

124,79

Приложение 8

Коэффициент приведения расчетной длины μ для стержней постоянного сечения

Приложение 9

Предельная гибкость сжатых элементов [λ]

Элементы грузоподъемных средств

Максимально допустимая гибкость

1. Мачты, стрелы, шевры, стойки, траверсы из швеллеров или двутавров

2. То же из одиночных труб

3. Монтажные распорки

150

180

200

Приложение 10

Коэффициент продольного изгиба φ центрально-сжатых элементов

для стали марки Cт.3.

Гибкость

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

1,00

0,99

0,97

0,95

0,92

0,89

0,86

0,81

0,75

0,69

0,60

0,52

0,45

0,40

0,36

0,32

0,29

0,26

0,23

0,21

0,999

0,998

0,968

0,947

0,917

0,887

0,855

0,804

0,774

0,681

0,592

0,513

0,445

0,396

0,356

0,317

0,287

0,257

0,228

0,208

0,998

0,986

0,966

0,944

0,914

0,884

0,850

0,798

0,738

0,672

0,584

0,506

0,440

0,392

0,352

0,314

0,284

0,254

0,226

0,206

0,997

0,984

0,964

0,941

0,911

0,811

0,845

0,792

0,732

0,663

0,576

0,499

0,435

0,388

0,348

0,311

0,281

0,251

0,224

0,204

0,996

0,982

0,962

0,938

0,908

0,878

0,840

0,786

0,726

0,654

0,568

0,492

0,430

0,384

0,344

0,308

0,278

0,248

0,222

0,202

0,995

0,980

0,960

0,935

0,905

0,875

0,835

0,780

0,720

0,645

0,560

0,485

0,425

0,380

0,340

0,305

0,275

0,245

0,220

0,200

0,994

0,978

0,958

0,932

0,902

0,872

0,830

0,774

0,714

0,636

0,552

0,478

0,420

0,376

0,336

0,302

0,272

0,242

0,218

0,198

0,993

0,976

0,956

0,929

0,899

0,869

0,825

0,768

0,708

0,627

0,544

0,471

0,415

0,372

0,332

0,299

0,269

0,239

0,216

0,196

0,992

0,974

0,954

0,926

0,896

0,866

0,820

0,762

0,702

0,618

0,536

0,464

0,410

0,368

0,328

0,296

0,266

0,236

0,214

0,194

0,991

0,972

0,952

0,923

0,890

0,863

0,815

0,756

0,696

0,609

0,528

0,457

0,405

0,364

0,324

0,293

0,262

0,233

0,213

0,192

Приложение 11

Технические характеристики монтажных блоков

Тип или условное обозначение

Грузо-подъем-ность, т

Количе-ство

роликов

Диаметр

роликов,

мм

Диаметр

каната,

мм

Длина

полиспаста

в стянутом

виде, м

Масса

блока, кг

БМ-1,25

БМ-2,5

Б5-200

Б10-300

БМ-25М

БМ-63

Б-10

БМ-15

Б20-3

1,25

2,50

5,00

10,00

25,00

63,00

10,00

15,00

20,00

120

150

200

300

405

630

400

9,0

13,0

17,5

28,5

43,5

24,0

26,0

–

2,5

2,7

3,0

130

405

135

206

278

Окончание прил. 11

Тип или условное обозначение

Грузо-подъем-ность, т

Количе-ство

роликов

Диаметр

роликов,

мм

Диаметр

каната,

мм

Длина

полиспаста

в стянутом

виде, м

Масса

блока, кг

БМ-50

БМ-100

Б30-4

БМ-32

Б50-4

БМ-40

БМ-50

БМ-100

Б50-30

БМ-50

БМ-75

БМ-130

БМК-160

БМ-200

БМ-280

БМ-25

БМ-30

100

130

160

200

280

474

400

300

400

450

700

400

475

550

450

405

545

400

24,0

28,5

26,0

24,0

28,5

26,0

24,0

28,5

24,0

26,0

33,0

32,5

27,0

40,0

26,0

24,0

2,7

3,4

3,0

2,3

2,2

3,3

3,0

3,7

2,3

4,3

3,1

3,5

3,3

3,4

4,5

2,9

3,2

760

1740

460

205

281

579

775

1605

335

1667

2040

1366

1400

3160

331

407

Приложение 12

А. Технические характеристики ручных монтажных лебедок

Тип лебедки

Тяговое усилие, кН

Канато-емкость, м

Диаметр каната, мм

Число слоев навивки

Диаметр барабана, мм

Длина барабана, мм

Масса лебедки, т

ЛР-1

ЛР-1,25

ЛР-2

ЛР-3

ЛР-3,2

ЛР-5

ЛР-7,5

ЛР-8

ЛР-10

10,0

12,5

20,0

30,0

32,0

50,0

75,0

80,0

100,0

150

260

300

11,0

13,5

16,5

20,0

23,5

27,0

29,0

–

180

110

260

145

250

450

–

480

562

280

610

650

280

350

1000

–

1200

0,3

0,2

0,5

0,6

0,3

0,6

1,4

1,0

6,0

Окончание прил. 12

Б. Технические характеристики электрических монтажных лебедок

Тип лебедки

Тяговое усилие, кН

Канато-емкость, м

Диаметр каната, мм

Число слоев навивки

Диаметр барабана, мм

Длина барабана, мм

Масса лебедки,

Л-1001

ТЛ-9А-1

МЭЛ-1,5

Л-3003

ЛТ-2500

ЛМ-2,5

Л-3-50

ЛМЦ-3

ЛМ-5М

ПЛ-5-69

СЛ5-78

114-ТЯ

ЛМ-8

ЛМ-12,5

ЛМС-12,5

Л-15А

10,0

12,5

15,0

20,0

25,0

30,0

50,0

75,0

80,0

125,0

150,0

250

600

140

260

250

450

1200

185

350

800

1200

600

168

219

250

299

400

–

300

–

377

426

750

500

750

800

620

475

462

615

–

875

800

–

785

1160

1670

1100

1350

1575

2400

0,3

0,5

0,7

1,0

1,2

0,8

1,4

1,0

1,2

2,8

7,0

3,2

3,1

8,5

9,0

8,0

Приложение 13

Значение коэффициента трения скольжения f

Материал соприкасающихся поверхностей	Состояние поверхностей	Значение f	Материал соприкасающихся поверхностей	Состояние поверхностей	Значение f
Сталь по стали	Сухие Смазанные	0,15 0,10	Сталь по снегу Сталь по песчанику	– Сухая	0,02 0,42
Сталь по дереву	Сухие Смазанные	0,40 0,11	Дерево по дереву	Сухие Смазанные	0,50 0,15
Сталь по бетону	Сухие	0,45	Дерево по бетону	Сухие	0,50
Сталь по гравию	Сухая	0,45	Дерево по снегу	–	0,035

Приложение 14

Примерное усилие первоначального натяжения нерабочих вант монтажных мачт Р_н.в, кН

Масса поднимаемого груза, т

Высота мачты, м

100

120

3,5

5,0

6,0

7,0

10,0

11,0

12,5

13,0

3,5

5,0

6,0

8,0

10,0

12,5

13,0

13,5

14,0

5,0

6,0

7,0

9,0

10,0

12,5

13,0

14,0

15,0

7,0

8,0

10,0

12,5

13,0

13,5

15,0

17,5

10,0

12,5

13,5

15,0

20,0

25,0

12,5

15,0

17,0

20,0

25,0

30,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

50,0

Приложение 15

Максимальные габариты и масса аппаратов, поднимаемых одним стреловым краном способом скольжения

Модель крана

Длина стрелы, м

Строповка за вершину

Строповка за корпус

l_к_,

h_к,

G_к,

Н_o,

l_к_,

h_к,

G_к,

Н_o,

МКГ-25

12,5

3,8

12,7

10,3

8,1

5,5

1,0

1,5

2,0

2,5

11,5

8,7

5,9

2,9

3,8

–

12,0

–

1,0

–

16,2

–

МКГ-25

22,5

4,0

20,9

16,5

12,9

9,6

1,0

1,5

2,0

2,5

19,7

14,8

10,7

5,9

4,0

–

20,2

15,3

–

1,0

1,5

–

28,5

20,9

–

32,5

5,0

32,0

28,4

24,2

19,8

16,0

12,1

7,8

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

30,8

26,7

22,0

17,2

12,9

8,5

3,7

5,0

–

31,3

27,2

22,6

–

1,0

1,5

2,0

–

45,2

38,8

31,4

–

Продолжение прил. 15

Модель крана

Длина стрелы, м

Строповка за вершину

Строповка за корпус

l_к_,

h_к,

G_к,

Н_o,

l_к_,

h_к,

G_к,

Н_o,

СКГ-40

15,0

4,5

12,6

11,8

11,3

10,7

10,3

9,8

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

11,4

10,2

9,1

8,1

7,2

6,2

4,5

–

12,1

–

1,0

–

16,5

–

20,0

6,2

18,0

17,5

16,8

16,4

15,9

15,4

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

16,8

15,8

14,7

13,7

12,7

11,7

6,0

–

17,5

16,7

–

1,0

1,5

–

24,5

22,9

–

25,0

7,4

22,5

21,9

21,5

20,9

20,4

19,9

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

21,3

20,2

19,3

18,3

17,2

16,3

7,0

–

22,0

21,0

20,3

–

1,0

1,5

2,0

–

31,3

29,5

27,9

–

СКГ-63

15,0

4,5

15,0

14,4

13,4

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

13,8

12,8

12,3

11,3

9,8

4,5

–

14,3

13,8

–

1,0

1,5

–

19,7

18,7

–

30,0

6,0

28,8

28,2

26,7

25,4

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

27,6

27,1

26,6

26,1

25,1

23,1

21,2

6,0

28,1

27,6

27,2

25,8

–

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

–

40,4

39,4

38,3

35,8

35,5

–

40,0

7,0

38,8

36,5

34,5

32,7

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

37,6

37,1

36,6

33,8

31,3

29,0

7,0

38,1

37,6

37,2

34,5

32,1

29,9

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

55,4

54,4

53,3

48,9

44,9

41,2

Окончание прил. 15

Модель крана

Длина стрелы, м

Строповка за вершину

Строповка за корпус

l_к

h_к,

G_к,

Н_o,

l_к_,

h_к,

G_к,

Н_o,

СКГ-100

20,0

6,0

19,5

18,9

17,4

16,5

100

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

18,3

17,8

17,3

16,8

15,8

13,7

12,3

6,0

–

18,7

18,4

18,0

–

100

–

1,0

1,5

2,0

–

26,3

25,5

24,5

–

40,0

9,5

37,5

36,7

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

36,3

35,8

35,3

34,8

34,3

33,8

32,5

9,5

36,8

36,4

36,0

35,6

35,2

34,8

33,6

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

53,5

52,5

51,5

50,5

49,5

48,6

46,4

Примечание:

1. Принятые обозначения:

H_о – высота, поднимаемого оборудования, м; D – диаметр оборудования, м; G_к – грузоподъемность крана, т; l_к – вылет крюка крана, м; h_к – высота подъема крюка крана, м.

2. В таблице приняты условно следующие размеры:

Высота подъема аппарата над землей – 0,65 м при строповке его за вершину с учетом высоты фундамента и запаса аппарата над фундаментом; строповка аппарата за корпус предусмотрена на расстоянии 2/3 полной высоты аппарата от его основания.

Приложение 16

Максимальные габариты и масса аппаратов, поднимаемых одним стреловым краном способом поворота вокруг шарнира с дотяжкой

Модель крана

Длина стрелы, м

G_к,

h_к,

l_к^мин,

l_к^макс,

Строповка за вершину

Строповка на 2/3 высоты аппарата

G_о_,

Н_о, м

G_о_,т

Н_о,

МКГ-25

12,5

12,0

9,2

6,5

3,8

4,9

4,6

4,5

1,0

1,5

2,0

15,1

11,1

7,4

21,9

16,0

10,4

22,5

20,2

15,3

11,3

7,6

6,3

5,7

5,2

4,7

1,0

1,5

2,0

2,5

25,7

19,6

13,6

8,4

15,7

16,7

20,0

17,5

37,8

28,7

19,7

11,9

32,5

31,3

27,2

22,6

17,9

13,6

4,5

8,8

8,2

7,4

6,7

6,1

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

40,2

34,5

28,3

21,8

16,0

8,0

9,0

13,0

12,6

12,0

59,6

51,3

41,8

32,0

23,3

СКГ-40

12,2

11,0

10,2

9,3

8,5

7,7

6,9

4,5

5,5

5,4

5,3

5,2

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

14,9

13,0

11,4

9,8

8,5

7,0

5,5

39,0

40,0

38,5

37,0

34,5

–

21,7

18,8

16,4

14,0

12,0

–

17,5

16,7

15,7

14,9

14,1

13,3

12,4

6,2

7,5

7,4

7,3

7,2

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

21,3

19,5

17,7

17,0

15,8

13,8

12,3

32,3

29,9

27,3

25,1

22,7

20,7

18,4

22,1

21,1

20,3

19,5

18,6

17,8

16,9

7,4

9,0

8,9

8,8

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

27,8

26,1

24,6

23,2

21,6

20,2

18,6

18,2

18,0

19,0

18,5

18,0

41,0

38,4

36,2

34,0

31,7

29,6

27,2

Окончание прил. 16

Модель крана

Длина стрелы, м

G_к,

h_к,

l_к^мин,

l_к^макс,

Строповка за вершину

Строповка на 2/3 высоты аппарата

G_о_,

Н_о, м

G_о_,т

Н_о,

СКГ-63

14,3

13,9

13,4

13,0

12,0

10,7

9,3

4,5

5,7

5,8

5,9

7,0

5,9

5,7

5,6

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

110

106

104

100

104

110

112

18,7

17,6

16,9

16,1

13,7

11,6

9,4

–

27,3

25,7

24,6

23,4

19,9

16,7

–

28,1

27,6

27,2

25,8

23,9

22,1

9,1

9,2

9,1

8,9

8,6

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

36,1

35,1

34,3

33,5

32,0

29,2

26,4

53,4

51,9

50,7

49,5

47,3

43,1

38,9

16,5

38,6

37,6

37,2

34,5

32,1

29,9

27,6

11,5

11,2

10,8

10,6

10,2

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

49,2

48,2

47,2

43,8

40,3

36,8

33,6

73,1

71,6

70,1

65,0

58,7

54,5

49,7

СКГ-100

18,8

18,4

18,0

17,6

16,6

14,6

13,4

7,7

7,5

7,4

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

136

23,8

22,8

22,0

21,2

19,5

17,3

14,5

35,

33,5

32,3

31,1

28,5

25,2

21,0

36,8

36,4

36,0

35,6

35,2

34,8

33,6

9,5

13,2

13,1

13,0

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

47,9

47,0

46,1

45,2

44,3

43,4

41,7

71,1

69,8

68,4

67,0

65,7

64,4

61,8

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимиче-

ского синтеза: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. – М. Химия,

1988. – 592 с, ил.

2. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки. Справочник.

/Под ред. Е.Н. Судакова.– М.: Химия, 1979.– 568 с.

3. Скобло А. И., Молоканов Ю. К., Владимиров А. И., Щелкунов В. А. Процессы

и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. Учебник для вузов. – 3-е

изд., переаб. и доп. – М.: ООО «Недрабизнесцентр», 2000. – 677 с. ил.

4. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проекти-

рованию / под ред. Ю. И. Дытнерского. – М.: Химия, 1983. – 272 с.

5. Плановский А. Н., Рамм В. М., Соломон З. К. Процессы и аппараты химиче-

ской технологии, М.: Химия, 1967. – 848 с.

6. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу про-

цессов и аппаратов химической технологии, М.: Химия, 1970. – 624 с.

7. Лащинский А. А., Толчинский А. Р. Основы конструирования и расчета хими-

ческой аппаратуры. Л.: Машиностроение, 1970 г. – 752 стр.

8. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: При-

меры и задачи: Учебное пособие для студентов вузов /под редакцией Михалева

М. Ф. Л.: Машиностроение, 1984. – 301 с., ил.

9. Матвеев В.В., Крупин Н.Ф. Примеры расчета такелажной оснастки.− Л.:

Стройиздат, 1987. – 320 с.

Скачать материал

Скачать материал "РАСЧЕТ ТАКЕЛАЖНОЙ ОСНАСТКИ Методические указания по выполнению практических работ по междисциплинарному курсу «Организация монтажных работ» для студентов специальности 15.02.01 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования» (химическое пр"

Как учитель может зарабатывать на Инфоуроке?

Краткое описание документа:

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 655 208 материалов в базе

Найти материалы

Скачать материал

Другие материалы

docx

Рабочая программа по кружку "Школа вожатых".

Рейтинг: 5 из 5

15.01.2019
2502
70

pptx

Презентация воспитательного занятия"Театральное искусство"

15.01.2019
501
3

docx

Статья на тему: "История с. Цугни"

15.01.2019
548
1

docx

Программа по кружку "Настольные игры".

15.01.2019
9118
250

docx

Программа по кружку "Настольные игры".

Рейтинг: 1 из 5

15.01.2019
4982
149

docx

Педагогические чтения по тематическому направлению " Моя педагогическая находка"

15.01.2019
518
1

docx

Задания и вводная к игре "Пропавшая буква"

15.01.2019
404
0

docx

Конспект лекция по МДК 02.01 Производственные организации дорожной отрасли

Рейтинг: 4 из 5

15.01.2019
10252
206

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Скачать материал
- 15.01.2019 11101
- DOCX 8.3 мбайт
- 156 скачиваний
- Рейтинг: 5 из 5
- Оцените материал:
Настоящий материал опубликован пользователем Шатков Алексей Александрович. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Автор материала

Шатков Алексей Александрович
- На сайте: 8 лет и 5 месяцев
- Подписчики: 1
- Всего просмотров: 15811
- Всего материалов: 7

Ваша скидка на курсы

40%

Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу

Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

Менеджер по туризму

500/1000 ч.

Курс профессиональной переподготовки

Организация деятельности библиотекаря в профессиональном образовании

Библиотекарь

300/600 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.

Подать заявку О курсе

Сейчас обучается 284 человека из 67 регионов
Этот курс уже прошли 847 человек

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

Педагог-библиотекарь

300/600 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.

Подать заявку О курсе

Сейчас обучается 475 человек из 69 регионов
Этот курс уже прошли 2 324 человека

Курс повышения квалификации

Специалист в области охраны труда

72/180 ч.

от 1750 руб. от 1050 руб.

Сейчас обучается 33 человека из 20 регионов
Этот курс уже прошли 152 человека

Мини-курс

Современные инструменты инвестирования и управления затратами

4 ч.

780 руб. 390 руб.

Мини-курс

Психология развития личности: от мотивации к самопониманию

4 ч.

780 руб. 390 руб.

Сейчас обучается 85 человек из 29 регионов
Этот курс уже прошли 31 человек

Мини-курс

Основы игровой деятельности дошкольников: роль игр в развитии детей

3 ч.

780 руб. 390 руб.

Подать заявку О курсе

Сейчас обучается 23 человека из 14 регионов
Этот курс уже прошли 20 человек

Найдите подходящий для Вас курс

Няня

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Саратовской области

«Саратовский областной химико-технологический техникум»

РАСЧЕТ ТАКЕЛАЖНОЙ ОСНАСТКИ

Саратов 2018

Составитель А.А. Шатков

Оглавление

Рис. 1. Расчет стропов

временное сопротивление разрыву, МПа………………… 1960

Рис. 2. Расчетная схема монтажной балки

5. РАСЧЕТ ТРАВЕРС

Рис. 6. Расчетная схема полиспаста

Рис. 7. Расчетная схема Рис. 8. Расчетная схема

Условие смещения (см. рис. 7) записывается следующим образом:

С учетом коэффициента запаса устойчивости против опрокидывания

Расчет облегченного заглубленного якоря с анкерами из бревен или стальных труб (см. рис.11) выполняется в следующем порядке:

Рис. 11. Расчетная схема заглубленного облегченного якоря

Рис. 12. Схема расчета закладного анкера с одной (а) и с двумя (б) тягами

Рис. 15. Схема нагружения мачты

Рис. 16. Расчетная схема монтажной мачты

Рис. 17. Расчетная схема монтажного портала

Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности такелажных средств К3

Назначение каната

Приложение 2

Канаты стальные

Временное сопротивление разрыву, МПа

Разрывное усилие, кН

Канат типа ЛК-РО 6×36+1о.с. (ГОСТ 7668–80)

Продолжение прил. 2

Временное сопротивление разрыву, МПа

Разрывное усилие, кН

Продолжение прил. 2

Временное сопротивление разрыву, МПа

Разрывное усилие, кН

Временное сопротивление разрыву, МПа

Разрывное усилие, кН

Приложение 3

Расчетное сопротивление прокатной стали

R

Приложение 4

Значения коэффициентов условий работы

Наименование конструкций

Приложение 5

Размеры, мм

x – x

y – y

Приложение 6

Размеры, мм

x – x

y – y

Приложение 8

Приложение 9

Элементы грузоподъемных средств

Приложение 10

Приложение 11

Технические характеристики монтажных блоков

Диаметр

БМ-50

Приложение 12

А. Технические характеристики ручных монтажных лебедок

ЛР-1

Окончание прил. 12

Л-1001

Приложение 13

Смазанные

Приложение 14

Высота мачты, м

Приложение 15

Строповка за вершину

Методические разработки к Вашему уроку:

Менеджер по платежным услугам

Экскурсовод (гид)

Краткое описание документа:

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

Дистанционные курсы для педагогов

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Автор материала

Дистанционные курсы для педагогов

Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности такелажных средств К₃

Дистанционные курсы
для педагогов