расчет такелажной оснастки Хватько методичка

МИНОБРНАУКИ РФ
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
в г. Сызрани


Факультет
Механический

(наименование факультета)


Кафедра «Техническая эксплуатация и ремонт транспортных средств»

«УТВЕРЖДАЮ»,-
Декан механического факультета
___________________А.П. Осипов

"___"________________ 2015 г.




РАСЧЕТ ТАКЕЛАЖНОЙ ОСНАСТКИ

Методические указания и контрольные задания по изучению курса «Монтаж и ремонт оборудования нефтегазопереработки» для студентов специальности дневного и заочного отделения



по направлению 130600 «Оборудование и агрегаты нефтяного производства»
(шифр и наименование направления)

по специальности 130603 «Оборудование нефтегазопереработки»
(шифр и наименование специальности)







СЫЗРАНЬ 2015

Расчет такелажной оснастки: Метод. указания по курсу «Монтаж и ремонт оборудования нефтегазопереработки» для студентов специальности» дневного и заочного отделения/Сост. С.И. Хватько; Сызранский филиал. гос. техн. ун-т., 2015.–92с.




Изложены вопросы расчёта 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 контрольные задачи по расчёту и некоторые справочные данные в виде таблиц и приложений.


























Оглавление

Сущность метода расчета такелажной оснастки по предельному
состоянию..... 5
Расчет стальных канатов 6
Расчет канатных стропов... 7
Расчет элементов грузоподъемных средств, работающих на попереч-
ный изгиб...... 9
Расчет траверс.. 11
Расчет траверс, работающих на изгиб. 12
Расчет траверс, работающих на сжатие.. 13
Расчет монтажных штуцеров. 16
Расчет и подбор полиспастов. 18
Расчет лебедок....... 20
Расчет лебедки с противовесом (балластом).. 20
Расчет лебедки с якорным креплением............... 21
Расчет якорей.................. 22
Расчет наземных инвентарных якорей. 22
Расчет полузаглубленных якорей..... 24
Расчет заглубленных якорей. 25
9.3.1. Якорь с одной тягой . 27
9.3.2. Якорь с двумя тягами .. 28
9.3.3. Усиленный заглубленный якорь 28
Расчет монтажных мачт 30
Определение минимальной высоты монтажной мачты. 30
Определение сжимающего усилия, действующего на мачту 32
Расчет трубчатых мачт, работающих на центральное сжатие.. 33
Расчет порталов и шевров 34
Расчет такелажной оснастки при подъеме оборудования стреловы-
ми кранами 38
Выбор монтажных кранов 38
Подъем оборудования стреловыми кранами методом скольже-
ния опорной части с отрывом от земли.. 39
Подъем оборудования стреловыми кранами способом пово- рота вокруг шарнира... 41
Расчет грузоподъемных устройств и оснастки при подъеме обору- дования такелажными средствами. 43
Подъем оборудования методом скольжения опорной части мон-
тажными мачтами или порталом.. 43
Подъем оборудования монтажными мачтами способом поворо-
та вокруг шарнира.. 48
Подъем оборудования способом поворота вокруг шарнира с
помощью падающего шевра.. 51
Подъем оборудования самомонтирующимся порталом (шев-
ром) . 54
Определение основных нагрузок на такелажные средства графи-ческим методом..... 58
Контрольные задачи 60
Приложения..... 75
СУЩНОСТЬ МЕТОДА РАСЧЕТА ТАКЕЛАЖНОЙ ОСНАСТКИ
ПО ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ

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:
Полная потеря несущей способности или непригодность к эксплуатации (разрушение, потеря устойчивости, чрезмерное раскрытие трещин и ряд других опасных состояний).
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;
конструктивных размеров этих элементов; возможен также подбор стандартного такелажного оборудования по расчетным нагрузкам.
Основными параметрами метода являются:
RH – 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 =13 EMBED Equation.3 1415.13 EMBED Equation.3 1415
Существуют следующие виды расчета такелажной оснастки по методу предельных состояний:
Проверка прочности элемента при известной нагрузке и заданным размерам сечения элемента (поверочный расчет):

13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 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 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 .


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

N13 EMBED Equation.3 1415mRF .

Проверка прочности элемента при изгибе при известном сечении:

13 EMBED Equation.3 1415mR,
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:

13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 14150,1·mR , F13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 , N13 EMBED Equation.3 14150,1·mRF , 13 EMBED Equation.3 14150,1·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 Кп, 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 Кд, 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 Кн. 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 Rк, по которому затем и подбирается канат:

Rк=S·Кз,

где S – максимальное расчетное усилие в канате, кН; Кз – 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:
Определяем разрывное усилие в канате, выбрав коэффициент запаса прочности Кз=5 для грузового каната с легким режимом работы:

Rк=S·Кз=100·5=500 кН.

Выбираем для лебедки гибкий канат типа ЛК-РО конструкции 6Ч36+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

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):
Определяют натяжение в одной ветви стропа

S = 13 EMBED Equation.3 1415,
где Р – расчетное усилие, приложенное к стропам, кН; n – общее количество ветвей стропа;
· – угол между направлением действия расчетного усилия и ветвей стропа (рекомендуется назначать не более 450).
Находят разрывное усилие в ветви стропа:
Rк=S·Кз ,
где Кз – коэффициент запаса прочности для стропа (определяется по прил. 1).


13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. 1. Расчет стропов

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
· = 450, а общее количество ветвей стропа n=4.

Решение:
Определяем натяжение в одной ветви стропа:

S=13 EMBED Equation.3 141553 кН.

Разрывное усилие в ветви стропа находим по формуле:

Rк=S·Кз =53·6=318 кН.

По разрывному усилию (прил. 2) подбираем канат ЛК-РО конструкции 6Ч36+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:
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 Кп и динамичности Кд, которые принимают равными 1,1.
Находят максимальный изгибающий момент от действующих расчетных нагрузок Мmax. В практических расчетах изгибающим моментом от собственной массы балки можно пренебречь.
Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки

Wтр13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 .

4. Для сплошных балок, пользуясь прил. 5–7, выбирают стандартный профиль с моментом сопротивления, ближайшим к большему требуемому Wтр. Для сквозных балок момент сопротивления рассчитывают при условии, что он должен быть также не менее Wтр.
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:
Определяют усилие, действующее на монтажную балку в точке подвески полиспаста с учетом Кп и Кд.

Р=10·Gо Кп Кд / n + 10· Gп Кп + Sп,
где ·Gо – масса поднимаемого аппарата, т; n – количество полиспастов; Gп – масса полиспаста, т; Sп – усилие в сбегающей ветви полиспаста, кН.

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. 2. Расчетная схема монтажной балки

Максимальный изгибающий момент рассчитывают по формуле

Мmax = 13 EMBED Equation.3 1415,
где l – пролет монтажной балки.
Вычисляют требуемый момент сопротивления, по которому подбирают стандартный профиль

Wтр = 13 EMBED Equation.3 1415,
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 Gп=1,2 т, усилие в сбегающей ветви Sп=35 кН. Материал балки Ст.3.

Решение:
Определяем усилие, действующее на монтажную балку в точке подвески полиспаста:
Р = 10·GоКп Кд+10GпКп+Sп=10·18·1,1·1,1+10·1,2·1,1+35=266 кН.

Максимальный изгибающий момент в монтажной балке рассчитываем по формуле

Мmax =13 EMBED Equation.3 1415 кН·см.

Находим требуемый момент сопротивления поперечного сечения монтажной балки

Wтр=13 EMBED Equation.3 1415=19950 / (0,85·0,1·210)=1117,6 см3.

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

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:
Определяют нагрузку, действующую на траверсу с учетом коэффициентов перегрузки Кп и динамичности Кд:
Р = 10·GоКпКд ,
где Gо– масса поднимаемого груза, т.

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. 3. Траверса, работающая на изгиб

Определяют максимальный изгибающий момент в траверсе:

М =13 EMBED Equation.3 1415
где а – длина плеча траверсы.
Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения траверсы (в см3):
Wтр=13 EMBED Equation.3 1415
где m и R подбирают по прил. 3 и 4.

По рассчитанному значению Wтр выбирают для траверсы стандартный профиль сплошного сечения (см. прил. 5–7) .
В случае невозможности изготовления траверсы из одного стандартного профиля (при больших значениях Wтр) 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 Gо=24 т. Расстояние между канатными подвесками 4 м (а=2м), Кп и Кд принять равными 1,1.
Решение:
Определяем нагрузку, действующую на траверсу:

Р=10Gо Кп Кд=10·24·1,1·1,1=290,4 кН.

Изгибающий момент в траверсе находим по формуле

М=13 EMBED Equation.3 1415 кН·см.

Требуемый момент сопротивления поперечного сечения траверсы рассчитываем следующим образом:

Wтр=13 EMBED Equation.3 14151626,9 см3.

Если принять конструкцию балки траверсы состоящей из двух двутавров, соединенных стальными пластинами сваркой, то этому условию удовлетворяют два двутавра № 40 с моментом сопротивления Wх=953 см3 (см. прил. 5). Таким образом момент сопротивления сечения траверсы в целом составит:
Wх=2Wхд=2·953=1906 см3; причем Wх>Wтр .

. 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.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. 4. Траверса, работающая на сжатие

Расчет траверсы производят в следующем порядке:
Находят натяжение в каждой канатной подвеске:

S=10·Gо / (2cos
·),
где Gо – масса поднимаемого оборудования, т;
· – угол наклона тяги к вертикали.
По найденному значению S рассчитывают стальной канат.
Сжимающее усилие в стержне траверсы с учетом коэффициентов динамичности Кд и перегрузки Кп определяют по формуле:

N=10·Gо tg
· Кп Кд/2 .

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:

Fтр=N/(
· m R),
где
· – коэффициент продольного изгиба, значением которого предваритель-
но задаются. Для стержня из швеллера, двутавра или уголка
· = 0,7–0,9; из стальной трубы
· =0,4.

Определяют расчетную длину стержня:

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

Устанавливают гибкость стержня:
для швеллера или двутавра

·х = lc/rх ,

·у = lc/rу ;
для стальной трубы


· = lc/r .

При этом должно удовлетворяться условие:
max {
·х ,
·у }
· [
·],
где rх, rу – радиусы инерции относительно главных осей; [
·] – предельная гибкость (прил. 9).
По наибольшей гибкости, если она не превышает предельную, из
прил. 10 находят коэффициент продольного изгиба
·.
Полученное сечение стержня проверяют на устойчивость:

N/(F
·)
· mR .

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

Решение:
Находим натяжение в каждой канатной подвеске:

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

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

Rк=S·Кз=254,6·5=1273 кН .

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

Находим сжимающее усилие в траверсе:

N=10Gо·tg
··Кп Кд/2=10·36·1·1,1·1,1/2=217,8 кН .

Для изготовления траверсы принимаем стальную трубу.
Задавшись коэффициентом продольного изгиба
·=0,4, находим требуемую площадь поперечного сечения трубы:

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

По прил. 7 подбираем стальную трубу диаметром 108Ч10 мм с площадью 30,8 см2 и радиусом инерции r=3,48 см.
Находим расчетную длину траверсы, определяя по прил. 8 коэффициент приведения длины
· и считая, что концы траверсы закреплены шарнирно:
lc=
··l=1·300=300 см .

Определяем гибкость траверсы:


·=lc/r=300/3,48=86,2; [
·]=180;
·
· [
·].

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

Полученное сечение траверсы проверяем на устойчивость:

N / (F·
·)13 EMBED Equation.3 1415mR ;

N / (F·
·)=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).
Находят усилие, действующее на каждый монтажный штуцер:

N=Gо·Кп·Кд·Кн/2,
где Gо – 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:

13 EMBED Equation.3 1415
· mR,

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

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 Gо=80 т с помощью двух кранов способом скольжения с отрывом от земли без применения балансирной траверсы. Величина l=120 мм (см.рис. 5).

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. 5. Расчетная схема монтажного
штуцера
Решение:
Находим усилие, действующее на каждый монтажный штуцер при полностью поднятом аппарате:

N=10·Gо·Кп·Кд·Кн/2=10·80·1,1·1,1·1,2/2=580,8 кН.

Рассчитываем величину момента, действующего на штуцер:

M=N·l=580,8·12=6969,6 кН·см.

Определяем минимальный момент сопротивления поперечного сечения стального патрубка для штуцера:

Wmin=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
Wт=615 см3, Wт>Wmin.

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 масса13 EMBED Equation.3 1415поднимаемого 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:
Находят усилие на крюке подвижного блока полиспаста (рис. 6):

Pп=Gо+ Gт,
где Gо – масса поднимаемого груза; Gт – масса траверсы.
Рассчитывают усилие, действующее на неподвижный блок полиспаста:
Pн=(1,07ч1,2)Рп,
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


Исходя из усилия Рн, подбирают подвижный и неподвижный блоки (прил. 11), определяя их технические характеристики.
Усилие в сбегающей ветви полиспаста определяют по формуле:

Sп=Pп /(n·
·),
где n – общее количество роликов полиспаста без учета отводных блоков;
· – 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=mп (h+3,14dP)+l1+l2,

где h – длина полиспаста в растянутом виде, dP – диаметр роликов в блоках, l1 – длина сбегающей ветви до барабана ле- бедки, l2 – расчетный запас длины каната (обычно выбирается l2=10 м)
13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. 6. Расчетная схема полиспаста

Значения коэффициентов полезного действия полиспастов
·

Общее количество роликов полиспаста
Тип подшипника
Общее количество роликов полиспаста
Тип подшипника


скольжения
качения

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


Суммарную массу полиспаста рассчитывают по формуле:

Gп=Gб+Gк,
где Gб – масса обоих блоков полиспаста (см.прил. 11), Gк=L·gк/1000; gк – масса 1000 м каната (прил. 2).
Определяют усилие, действующее на канат, закрепляющий неподвижный блок полиспаста:

Рб=Gо+Gт+Gп+Sп .

По усилию Рб рассчитывают канат для крепления неподвижного блока полиспаста (см. раздел «Расчет стальных канатов»).
По усилию в сбегающей ветви полиспаста Sп подбирают 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).

13 EMBED Word.Picture.8 141513 EMBED Word.Picture.8 1415
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 Sт, 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=Sл .

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

В=(13 EMBED Equation.3 1415– G)·К см,
где G – масса лебедки; Sл – тяговое усилие лебедки; f – коэффициент трения скольжения (определяется по прил. 13); Ксм – коэффициент запаса устойчивости против смещения, выбирают равным 1,5–2,2.
Так как система находится в равновесии, должно выполняться условие опрокидывания:13 EMBED Equation.3 1415МА=0.
В·L+G·l=Sл·h , откуда В=(Sл·h – G·l)/L.

С учетом коэффициента запаса устойчивости против опрокидывания

В=Коп
·(Sл·h – G·l)/L ,
где h – плечо действия силы Sл; l – расстояние от центра масс лебедки до ребра опрокидывания; L – расстояние от центра масс балласта до ребра опрокидывания; Коп – 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=Sл–P,

так как N=Sт·sin
·, Р=Sт·сos
·, то окончательно с учетом коэффициента запаса устойчивости против смещения Ксм величину Sт определяют так:

Sт = Ксм (Sл– G·f)/(f sin
·+ Ксм сos
·) .

Если 13 EMBED Equation.3 1415МА=0 (см. рис.8), условие опрокидывания имеет вид:

Sл·h=G·l+N·L .
При условии, что N=Sт·sin
·, окончательно с учетом коэффициента Коп получим:

Sт= Коп (Sл– h G·l)/L sin
· .

По наибольшей величине Sт ведется расчет якоря и элементов крепления лебедки к якорю.
Крутящий момент на барабане лебедки (Мкр) связан с мощностью электродвигателя:
Мкр=13 EMBED Equation.3 1415,
где N – мощность двигателя;
· – КПД передачи от приводного тела к барабану лебедки;
· – угловая скорость вращения барабана лебедки.
Тяговое усилие на барабане лебедки определяют по формуле

S=N
·
·/
·(Rб+
·R),
где Rб – радиус барабана лебедки;
·R – толщина навитых на барабан слоев троса.
Канатоемкость лебедки зависит от длины Lб и диаметра барабана Dб, 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:

Lк=13 EMBED Equation.3 1415
где z – число витков каната на рабочей длине барабана, z=Lб/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 1,5Ч1Ч0,45 м имеет массу 1,5 т; 1,5Ч1Ч1,35 м – 4,5 т; 0,9Ч0,9Ч4 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:

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. 9. Расчетная схема инвентарного наземного якоря

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

G=(13 EMBED Equation.3 1415+N)
·Ксм ,
где Р и N – соответственно горизонтальная и вертикальная составляющие усилия в тяге S, которые могут быть определены, если известен угол
·: P=S
·cos
·; N=S
·sin
·; Ксм – коэффициент запаса устойчивости якоря от сдвига, Ксм=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.
Подсчитывают необходимое количество бетонных блоков выбранных размеров и массой g:
n=13 EMBED Equation.3 1415 .

Проверяют якорь на устойчивость от опрокидывания относительно ребра А:
(G–N)·l13 EMBED Equation.3 1415P·h·Kоп ,
где l – плечо удерживающего момента от массы якоря; h – плечо действия силы Р; Коп – коэффициент устойчивости якоря от опрокидывания, Коп=1,4.
9.2. Расчет полузаглубленных якорей

Полузаглубленные якоря состоят из железобетонных блоков, как правило, массой 7,5 т размером 900Ч900Ч4000 мм, часть из которых заглубляется в грунт. Тяга крепится к заглубленным блокам. Длинная грань заглубленных блоков располагается перпендикулярно грузовой канатной тяге (рис. 10).
13 EMBED Word.Picture.8 1415
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:
Проверяют якорь на отрыв от грунта вертикальным усилием:

G+T13 EMBED Equation.3 1415Ку·N,
где G – масса якоря (величиной G задаются, считается, что она должна превышать тяговое усилие, действующее на якорь); Ку – коэффициент устойчивости якоря, Ку=1,4.
Вертикальную составляющую усилия S определяют, если известен угол
· (угол наклона тягового каната к горизонту):

N=S
·sin
· .

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

Т=Р
·f,
где Р – горизонтальная составляющая; P=S
·сos
·; f – коэффициент трения, который обычно принимается равным 0,5.
Определяют удельное давление грани заглубленного блока на стенку котлована, которое должно быть меньше допускаемого:

13 EMBED Equation.3 1415<[
·]г,

где F – площадь боковой грани заглубленного в грунт блока якоря,
· – коэффициент уменьшения допускаемого давления, учитывающий неравномерность смятия грунта (принимается равным 0,25); [
·]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:

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. 11. Расчетная схема заглубленного облегченного якоря

Проверяют устойчивость якоря при действии вертикальных сил:

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

Gг=13 EMBED Equation.3 1415г ,
где а и b – размеры котлована, м; H – глубина заложения анкера, м; l – длина анкера, м;
·г – плотность грунта, кг/м3.


Т=f
·P=f
·S сos
· ,
где f – коэффициент трения анкера о грунт (для дерева f13 EMBED Equation.3 14150,5; для стали f13 EMBED Equation.3 14150,45); S – усилие в тяге якоря с учетом коэффициентов перегрузки и динамичности;
· – угол наклона тяги якоря к горизонту.

N=S
·sin
·.

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

· =13 EMBED Equation.3 1415,
где d – диаметр анкера, м; l – длина анкера, м;
· – коэффициент уменьшения допускаемого давления, учитывающий неравномерность смятия грунта (принимается равным 0,25); n – количество бревен или труб.
Для устойчивости якоря необходимо выполнение условия

· <[
·]г ,
где [
·]г – допускаемое удельное давление на грунт, МПа.
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.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
а б
Рис. 12. Схема расчета закладного анкера с одной (а) и с двумя (б) тягами

9.3.1. Якорь с одной тягой
Определяют максимальный изгибающий момент в анкере:

М=13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
где q – равномерно распределенная нагрузка на анкер, q=13 EMBED Equation.3 1415.
Находят требуемый момент сопротивления сечения анкера:

Wтр=13 EMBED Equation.3 1415
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).
Сечение анкера из стальных труб подбирают по прил. 7, чтобы суммарный момент сопротивления сечения Wх был не менее Wтр. Для анкера из бревен их диаметр определяют по формуле

d =13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415,
где n – количество бревен (величиной n задаются).
9.3.2. Якорь с двумя тягами
Определяют максимальный изгибающий момент в анкере:

М=S·c2/(2l),
где с – расстояние от конца анкера до точки крепления тяги (рис. 12 б).
Находят усилие, сжимающее анкер:

N=S·tg
·/2,
где
· – угол между тягой и направлением усилия S.
Проверяют анкер на прочность при его изгибе и сжатии, задаваясь диаметром бревен или стальных труб и их количеством:

13 EMBED Equation.3 1415mR ,
где F – суммарная площадь сечения бревен или труб; Wх – суммарный момент сопротивления сечения бревен или труб. Для труб величины F и Wх выбираются из прил. 7, для бревен эти величины рассчитываются как для круглого сечения:
Wх=0,1 d 3·n .

9.3.3. Усиленный заглубленный якорь
Принцип расчета этого типа якоря (см.рис. 13) аналогичен расчету облегченного якоря.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. 13. Расчетная схема усиленного заглубленного якоря

Определяют устойчивость якоря от действия вертикальных сил:

Gг+Т13 EMBED Equation.3 1415КуN,
где Gг – масса грунта котлована Gг=Н·а·l·
·г; Ку – коэффициент устойчивости якоря, Ку=2. Остальные обозначения такие же, как для облегченного якоря. Коэффициент трения анкера по бревенчатой стенке принимается равным 0,4.
Рассчитывают удельное давление анкера на грунт от действия горизонтальных сил, которое должно быть меньше допускаемого


·г=Р/(l·h·
·),
·г <[
·]г ,
где h – высота вертикального щита.
Рассчитывают сечение анкера.
Пример 7. Рассчитать заглубленный якорь для крепления тормозной оттяжки с усилием 180 кН, направленной под углом к горизонту
· = 350. Грунт – плотно слежавшийся гравий.
Решение:
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.
Определяем масса грунта в котловане:

Gг=13 EMBED Equation.3 1415Н·l·
·г =13 EMBED Equation.3 1415·3·3,2·1500 = 25200 кг = 25,2 т .

Рассчитываем силу трения анкера (бревна) о стенку котлована:

Т=f·S·сos
· =0,5·180·0,819=73,7 кН .

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

N=S·sin
· =180·0,574=103,3 кН;

P=S·cos
· =180·0,819=147,4 кН.

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

Gг+Т>Ку·N.
Gг+Т=10·25,2+73,7=325,7 кН.
Ку·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:


·г =13 EMBED Equation.3 1415 0,03 кН/см2 = 0,3 МПа.
Так как [
·]г =0,5 МПа, условие
·г <[
·]г выполняется.
7. Для якоря с одной тягой изгибающий момент определяем как:

М=13 EMBED Equation.3 1415180·320/8=7200 кН·см.

8. Требуемый момент сопротивления сечения бревна рассчитываем по формуле

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

9. Находим диаметр бревен:

d=13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415 = 31,9 см13 EMBED Equation.3 1415320 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=hф + hз+ hо + hc + hп + hог,
где hф – высота фундамента; hз – запас высоты под фундаментом (в среднем hз = 0,5 м); hо – расстояние от основания аппарата до места строповки; hc – высота стропа; hп – высота полиспаста в стянутом виде; hог – 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= hф+hо+hог .

13 EMBED Word.Picture.8 1415
а
13 EMBED Word.Picture.8 1415
б
Рис. 14. Расчетная схема для определения высоты монтажной мачты при подъеме оборудования способом скольжения (а) и поворота вокруг шарнира (б)
Определение сжимающего усилия, действующего на мачту

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

13 EMBED Equation.3 1415 Sп /sin
· = Sт / sin
· = Sм / sin
·, причем sin
· =sin (
·+
·),

тогда Sм=Sп 13 EMBED Equation.3 1415 либо Sм=Sт 13 EMBED Equation.3 1415.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
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
13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. 16. Расчетная схема монтажной мачты

составит:
Sм = Рп
·
·Кп
·
·Кд
·сos
·+10Gг.п
·Кп+10Gм
·Кп+Sп+n
·Pн.вsin
·+Pр.в
·sin
·,
где Рп – усилие в грузовом полиспасте; Gг.п – масса грузового полиспаста;
Gм – масса мачты; Sп – усилие в сбегающей ветви полиспаста; Рн.в – усилие первоначального натяжения вант (выбирается по прил. 14); Рр.в – усилие в рабочей ванте; n – количество нерабочих вант. Усилие в рабочей ванте можно определить по теореме синусов: Рр.в = Рп
·sin
·/sin
·.

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:
Определяют требуемую площадь поперечного сечения мачты:

Fтр= Sм /(
·o m
·R),
где Sм – суммарное сжимающее усилие в мачте;
·o – коэффициент продольного изгиба; m – коэффициент условий работы (для монтажных мачт принимается равным 0,9); R – расчетное сопротивление.
Находят расчетную длину мачты:

Нм =
·
·Н,
где
· – коэффициент приведения расчетной длины (см. прил. 8). Для монтажной мачты
· = 1.
Подбирают сечение стальной трубы (см. прил. 7) при условии Fт13 EMBED Equation.3 1415Fтр и определяют радиус инерции rт.
Вычисляют гибкость мачты:

· = Нм/rт,
причем должно выполнятся условие
·
· [
·], где [
·] – предельная гибкость (см. прил. 9). Для трубчатой мачты [
·]=180.
По прил. 10 определяют коэффициент продольного изгиба
·, соответствующий расчетной гибкости
·.
Полученное сечение трубы для мачты проверяют на устойчивость:

Sм/(Fт
·
·)13 EMBED Equation.3 1415mR.
При соблюдении данного неравенства прочность и устойчивость мачты будут обеспечены при условии, что расчетная гибкость
· меньше предельной [
·]. 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 Go=24 т, если высота мачты Н=10 м, действующее на мачту суммарное сжимающее усилие Sм=440 кН.
Решение:
Определяем требуемую площадь поперечного сечения мачты (задавшись предварительно
·o = 0,4):

Fтр=Sм / (0,1
·o
·m
·R)=440/(0,1
·0,4
·0,9
·210)=58 см2.

Расчетную длину мачты находим по формуле

Н
·=
·
·Н=1
·10=10 м.

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

Гибкость мачты рассчитываем по формуле


· = Нм / rт=1000 / 7,4=135,1; 13 EMBED Equation.3 1415=180;
·
· [
·].

По прил. 10 определяем коэффициент продольного изгиба:


·o=0,380.

Полученное сечение мачты проверяем на устойчивость:

Sм / (Fт
·
·o)13 EMBED Equation.3 1415mR ,

Sм / (Fт
·
·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.

13 EMBED Word.Picture.8 1415
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.

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. 18. Расчетная схема монтажного шевра

Расчет портала сводится к следующему:
Определяют минимальную высоту портала Н аналогично монтажной мачте (см. п.10.1).
Подсчитывают усилие, действующее на каждый полиспаст:

P=Gо / n,
где Gо – масса поднимаемого оборудования; n – количество грузовых полиспастов.
Находят усилие, действующее на ригель в точке подвески полиспаста,
Рр = Р
·Кп
·Кд+Gг.п
·Кп+Sп,

где Gг.п – масса грузового полиспаста; Sп – усилие в сбегающей ветви полиспаста.
Определяют максимальный изгибающий момент в ригеле. Для данной схемы погружения изгибающий момент без учета собственной массы ригеля
Мmax=Рр
·l1 .

Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения ригеля:
Wтр=Мmax / (0,1m
·R) ,

где m – коэффициент условий работы (см. прил. 4), для порталов m = 0,9; R – расчетное сопротивление при изгибе (см. прил. 3).
При изготовлении ригеля из двутавра, швеллера или трубы подбирают соответствующее сечение (см.прил. 5–7), чтобы выполнялось условие Wх13 EMBED Equation.3 1415Wтр. При необходимости рассчитывают максимальный прогиб ригеля и сравнивают его с допускаемым.
Находят опорные реакции Nа и Nб от действия ригеля на стойку портала. При симметричной схеме нагружения, без учета массы самого ригеля
Nа = Nб =Рр .
Определяют суммарное сжимающее усилие, действующее по оси каждой стойки портала:

Sм= Nа +Gс
·Кп+Рн.в
·sin
·,

где Gс – масса стойки портала; Рн.в – сжимающее усилие от нерабочих вант (определяют как для монтажных мачт).
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:
Определяют минимальную высоту шевра Н аналогично монтажной мачте (см. п.10.1).
Подсчитывают усилие в грузовом полиспасте Рг.п Для вертикального шевра это усилие рассчитывают как при подъеме оборудования способом поворота вокруг шарнира (см. п. 13.2).
Определяют суммарное сжимающие усилие, действующее вдоль шевра:

Sм=Рг.п
·Кп
·Кд
·сos
·+Рр.в
·Кп
·Кд
·сos
·+Gр.п
·Кп+Gг.п
·Кп+Gш
·Кп+Sг.п,

где Рр.в – усилие в задней рабочей ванте, рассчитывают так же, как для вертикальной мачты (см. п.10.3); Gг.п и Gр.п – массы грузового и рабочего полиспастов; Gш – масса шевра (определяется в начале ориентировочно);
Sг.п – усилие в сбегающей ветви грузового полиспаста (определяют при расчете полиспаста по. п.7).
Находят сжимающее усилие в стойке шевра:

Nc=Sм / 2 .

Рассчитывают сечение стоек и проверяют их устойчивость как для трубчатой или решетчатой мачты (см. п.10.3).
Находят суммарное усилие, действующее на ригель Рр. Если полиспасты закреплены посредине ригеля (l1=l2), то можно считать, что Рр=Sм.
Определяют изгибающий момент в ригеле шевра, пренебрегая массой самого ригеля:
Nа=Nб =0,5 Рр, Мmax= Рр
·lp / 4,

где lp – длина ригеля (l1=l2=13 EMBED Equation.3 1415).
Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения ригеля (см3):
Wтр=Мmax / (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).
По прил. 5–7 подбирают требуемое сечение стандартного профиля (трубы, шевра или двутавра) так, чтобы выполнялось условие Wх13 EMBED Equation.3 1415Wтр .

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:
Определяют максимальную нагрузку на монтажный кран и необходимую высоту подъема крюка.
С учетом грузовысотной характеристики крана при необходимом вылете крюка выбирают типоразмер монтажного крана.
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:
Определяют требуемую грузоподъемность монтажного крана:

Gтр=Gо / nк,
где Gо – масса оборудования, т; nк – количество кранов, участвующих в подъеме оборудования.

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. 19. Расчетная схема подъема аппарата стреловым краном методом скольжения опорной части

Находят необходимую высоту подъема крюка для установки оборудования на фундамент:

hк=hф+hз+hо+hc,
где hф – высота фундамента, м; hз – запас высоты оборудования над фундаментом (hз 13 EMBED Equation.3 14150,5) м; hо – высота оборудования от основания до места строповки, м; hc – высота стропа, м.
Используя расчетные данные Gтр и hк, по прил. 15 выбирают монтажные краны.
В масштабе вычерчивают монтажную схему и убеждаются в возможности размещения поднятого над фундаментом аппарата в подстреловом пространстве (см. рис. 19).
Рассчитывают усилие для перемещения опорной части оборудования к фундаменту (кН):
Fт=10Gо
·f (1+lц.м / lc),

где f – коэффициент трения (для тележки по рельсовым путям f = 0,02, для саней f определяется по прил. 13); lц.м – расстояние от центра массы оборудования до его основания, м; lc – расстояние от основания оборудования до места строповки, м.
По усилию Р=10Gо (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

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис.20. Расчетная схема подъема аппарата стреловым
краном методом поворота вокруг шарнира

оснастки сводится к следующему:
Определяют требуемую грузоподъемность монтажного крана (т):
Gтр=Gо lц.м / (lc nк),
где Gо – масса поднимаемого оборудования, т; lц.м – расстояние от центра массы оборудования до его основания, м; lc – расстояние от основания аппарата до места строповки, м; nк – количество кранов, участвующих в подъеме оборудования.
Находят необходимую высоту подъема крюков кранов для установки оборудования в проектное вертикальное положение:

hк= hф+hо+hc ,
где hф – высота фундамента, м; hо – высота оборудования от основания до места строповки, м; hc – высота стропа, м.
По прил. 16 с учетом грузовысотной характеристики выбирают монтажный кран.
По усилию Р=10Gтр (кН) рассчитывают строп.
Подсчитывают усилие в тормозной оттяжке при опускании оборудования в проектное положение

Рт=10Gо0,6D / (hтcos
·т),
где D – поперечный диаметр поднимаемого оборудования, м; hт – расстояние от основания оборудования до места крепления тормозной оттяжки, м;
·т – угол наклона тормозной оттяжки к горизонту.
По найденному усилию Рт 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 Gо=76 т, высотой Но=26 м и диаметром D=2,2 м методом поворота вокруг шарнира (см. рис. 20). Расстояние от центра массы до основания lц.м=10 м, высота фундамента hф=0,5 м, длина стропа hc=1,5 м, высота крепления тормозной оттяжки hт=20 м, угол наклона тормозной оттяжки к горизонту
·т = 45о.
Решение:
Требуемую грузоподъемность монтажного крана при строповке колонны за вершину рассчитываем по формуле:

Gтр=Gо lц.м / (lcnк)=76
·10 / (26
·1)=29,2 т.

Определяем необходимую высоту подъема крюка:

hк= hф + hо+hc=0,5+26+1,5=28 м.

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 Gк=35 т, это удовлетворяет условиям подъема аппарата.
По усилию Р=10 Gтр=10
·29,2=292 кН рассчитываем строп (см. п.3).
Усилие в тормозной оттяжке определяем по формуле

Рт = 10 Gо0,6
·D/(hт
·сos
·т) = 10
·76
·0,6
·2,2/(20
·0,707) = 70,9 кН.

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

Рв=10Gоlц.м / lc ,
где Go – масса поднимаемого оборудования, т; lц.м – расстояние от центра массы оборудования до основания, м; lc – расстояние о места строповки оборудования до основания, м.
13 EMBED Word.Picture.8 1415

а



13 EMBED Word.Picture.8 1415
б
Рис. 21. Расчетная схема подъема аппарата методом скольжения опорной части:
а – первый этап; б – второй этап

Находят усилие в обоих полиспастах в начальный момент подъема оборудования:
Р=Рв
·сos
· .


Усилие в каждом полиспасте
Р1=Р / 2 .

Угол наклона полиспастов к вертикали

tg
·=13 EMBED Equation.3 1415,
где b – расстояние от места строповки оборудования до плоскости мачт, м;
Н – высота мачты, м; h – расстояние от места строповки до горизонтальной плоскости.
Рассчитывают величину горизонтальной составляющей усилия в полиспастах (кН):
Рг=Р
·sin
· .

Находят усилие трения (кН) при перемещении основания оборудования:

Fт=10Gо(1–lц.м / lc)f ,

где f – коэффициент трения саней или тележки по опорной поверхности (см. прил. 13).
Определяют усилие (кН), удерживающее оборудование от сдвига к фундаменту в начальный момент подъема (см. рис. 21,а),

Т=Рг–Fт .

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

Рот=10
·Go
·(lc – lц.м)·sin
· /lc·cos (
·+
·),
где
· – угол между продольной осью оборудования и вертикалью;
· – угол наклона оттяжки к горизонту.
Угол
· находят из соотношения sin
· = а / lc . По усилию Рот рассчитывают канат для оттяжки (см. п.2) и подбирают лебедку (см. прил. 12).
Находят усилие в каждом полиспасте при полностью поднятом оборудовании:
Рп=10GоКн / (2cоs
·)+Рот sin (v / 2),
где Кн – коэффициент неравномерности нагрузки на полиспаст (Кн=1,2);
· – угол наклона полиспаста к мачте. По усилию Рп рассчитывают грузовой полиспаст (см. п.7).
Усилие в нерабочей ванте определяют по прил. 14, усилие в рабочей ванте (см. рис. 21,а) – по формуле

Рр.в=Р
·sin
· / sin
· ,
где
· – угол между вантой и мачтой. По усилию Рр.в рассчитывают якоря (см. п.9) и канат для ванты (см. п.2).
9. Находят усилие в боковой ванте Рб.в (см. рис. 21,б):

Рб.в=Рп
·sin
· / sin
· .

По усилию Рб.в рассчитывают канат (см. п.2) и якорь (см. п.9).
Находят суммарное сжимающее усилие, действующее по оси каждой мачты:

Sм=Рп
·Кп
·Кд
·cos
·+Рб.в
·cos
·+n Рн.в
·sin
·+Рр.в
·cos
· +Sп+10Gм
·Кп+10Gп
·Кп ,
где n – количество нерабочих вант; Рн.в – усилие первоначального натяжения нерабочих вант, кН (см. прил. 14); Sп – усилие в сбегающей ветви грузового полиспаста, кН; Gм – масса мачты,т; Gп – масса полиспаста, т. По усилию Sм рассчитывают сечение мачты (см. п.10.3).
Пример 10. Рассчитать такелажную оснастку для подъема аппарата колонного типа массой Gо=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 lц.м=18 м, высота фундамента hф=4 м, расстояние от места строповки до основания аппарата lc=24 м. Расстояния, обозначенные на рис. 22: b=18 м; h=3 м; а=4 м;
·=200. Масса мачты Gм=11 т; масса полиспаста Gп=4 т; усилие в сбегающей ветви полиспаста Sп=8 кН.
Решение:
Вертикальную составляющую подъемного усилия в начальный момент подъема аппарата рассчитываем по формуле

Рв=10Gоlц.м / lc=10
·120
·18 / 24=900 кН .

Определяем угол наклона полиспаста к вертикали:

tg
·=13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415 =0,563;
·
· 300.

Находим подъемное усилие в обоих полиспастах:

Р=Рв
·сos
· =900
·0,866=779,4 кН .

В каждом полиспасте
Р1=13 EMBED Equation.3 1415389,5 кН.

Горизонтальную составляющую подъемного усилия определяем по формуле
Рг=Р
·sin
· =779,5
·0,5=389,8 кН .

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

Fт= Gо(1–lц.м / lc)f=10
·120 (1 – 18 / 24)
· 0,1=30 кН.

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

Т=Рг–Fт=389,8–30=359,8 кН .

Находим угол
· между продольной осью колонны и вертикалью при а=4 м:
sin
· =13 EMBED Equation.3 1415=0,167;
·
· 100 .

Определяем усилие в оттяжке основания колонны при v=50:

Рот= 10 Gо (lc – lц.м)sin
· / lc cos (
· +
·) = 10·120·(24–18)·0,167 / 24·0,966 =
51,9 кН.

Рассчитываем усилие в каждом полиспасте при полностью поднятом оборудовании при
·=120:

Рп=10Go Кн/(2cоs
·)+Рот
·sin v/2=10
·120
·1,2 / 2
·0,978+51,9
·0,087 / 2=738,3 кН.

Усилие в рабочей ванте при
·=450 определяем по формуле

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

Усилие в боковых вантах определяем как

Рб.в=Рп
·sin
·/ sin
·=738,3
·0,208 / 0,707=217,2 кН .

Суммарное сжимающее усилие, действующее по оси мачты находим по формуле

Sм=Рп
·Кп
·Кд
·cos
·+Рб.вcos
·+Pр.вcos
·+nРн.в
·sin
·+Sп+10Gм
·Кп+10Gп
·Кп = 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 Нм= (1,8–3)lц.м;
– расстояние от якоря рабочей ванты до мачты lя= (4–6) lц.м;
– расстояние от места строповки оборудования до его основания lс=(1,3–2) lц.м .
Расчет такелажной оснастки по схеме, приведенной на рис. 22,а, сводится к следующему:
Определяют необходимую высоту мачты (м):

Нм=(1,8–3,0) lц.м ,
где lц.м – расстояние от центра массы до основания оборудования, м.
13 EMBED Word.Picture.8 1415

а

13 EMBED Word.Picture.8 1415

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


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

Рп=10·Go·lцм / [(Hм–hф)·sin
·–lш·cos
·] ,
где Gо – масса поднимаемого оборудования, т; hф – высота фундамента, м;
lш – расстояние от оси шарнира до мачты, м;
· – угол между мачтой и подъемным полиспастом.

tg
·=(lc+lш) / (Hм–hф–0,5 D) ,
где lc – расстояние от основания оборудования до места строповки, м; D – диаметр аппарата, м.
По усилию Рп рассчитывают подъемные полиспасты (см. п.7) и стропы (см. п.3).
Усилие в рабочей ванте (кН) определяют по формуле

Рр.в=Рп
·sin
· / sin
·,
где
· – угол между мачтой и рабочей вантой, tg
· = lя/Нм ; lя – расстояние от мачты до якоря рабочей ванты.
По усилию Рр.в рассчитывают канат и якорь для задней ванты (см. п.2,9).
Суммарное сжимающее усилие (кН), действующее по оси мачты определяют как

Sм=Рп
·Кп
·Кд
·cos
·+Рр.в
·cos
·+10
·Gм
·Кп+10Gп
·Кп+n
·Рн.в
·sin
·+Sп ,
где n – количество нерабочих вант; Рн.в – усилие первоначального натяжения нерабочих вант, кН (прил. 14); Sп – усилие в сбегающей ветви грузового полиспаста, кН; Gм – масса мачты, т; Gп – масса полиспаста, т;
· – угол наклона нерабочих вант к горизонту.
По усилию Sм рассчитывают сечение мачты (см. п.10).
Находим усилие в тормозной оттяжке:

Рт=10
·Gо
·0,6D / (hт
·cos
·т),
где hт – расстояние от основания оборудования до места крепления тормозной оттяжки, м;
·т – угол наклона тормозной оттяжки к горизонту.
По усилию Рт рассчитывают канат (см. п.2) тормозной оттяжки и лебедку (см. п.8).
Пример 11. Рассчитать такелажную оснастку для подъема металлической дымовой трубы высотой Нo=36 м, диаметром D=2,2 м, массой Go=28 т с центром массы, расположенным посредине ее высоты на фундамент высотой hф =3 м, способом поворота вокруг шарнира одиночной вертикальной мачтой, установленной за шарниром на расстоянии lш=6 м (см.рис. 22,а). Масса мачты Gм=6 т, масса полиспаста Gп=2 т, число нерабочих вант n=2, усилие в полиспасте Sп=40 кН, угол наклона нерабочих вант к горизонту
·=450, угол наклона тормозной оттяжки к горизонту
·т=400, высота крепления оттяжки hт=23,4 м.
Решение:
Определяем высоту мачты, выбирая соотношение

Нм=2lц.м=2
·18=36 м.

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

tg
· = (lc+lш) / (Hм –hф–0,5D) = 13 EMBED Equation.3 1415=0,922;
·
· 430 .
Усилие в подъемном полиспасте в начальный момент подъема

Рп=10·Go lц.м /[(Hм–hф)sin
· – lш·cos
·] =
10
·28
·18 / [(36–3)
·0,682–6·0,731]=278,1 кН.

Угол между мачтой и рабочей вантой определяем при lя=5, lц.м=5
·18=90 м:
tg
·=lя/Hм=13 EMBED Equation.3 1415=2,5;
·
· 680 .

Усилие в рабочей ванте

Рр.в=Рп
·sin
· / sin
·=278,1
·0,682 / 0,927=204,6 кН.

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

Sм=Рп
·Кп
·Кд
·cos
·+Рр.в
·cos
·+10
·Gм
·Кп+10Gп
·Кп+n
·Рн.в
·sin
·+Sп=
=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

Рт=10
·Go0,6D / (hт
·cos
·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) lц.м;
– расстояние от опор шевра до якоря тягового полиспаста lя=(5–7) lц.м;
– расстояние от основания оборудования до места его строповки lc=(1,3–1,4) lц.м;
– угол предварительного наклона шевра к вертикали в сторону поднимаемого оборудования 10–170.
Расчет такелажной оснастки сводится к следующему (см.рис. 23):
Определяют высоту шевра:

Н=(1,4–2,4) lц.м .

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. 23. Расчетная схема монтажа оборудования падающим шевром

Находят усилие в канатной тяге в начальный момент подъема оборудования при
·=0:

Р1т=10·Go·lц.м /lc·cos
· либо Р1т=10·Go·lц.м /Hsin
·,

где Go – масса поднимаемого оборудования, м; lц.м – расстояние от основания оборудования до его центра массы, м; lc – расстояние от основания оборудования до места строповки, м;
· – угол между шевром и канатной тягой, tg
·=lc/H.
Находят усилие в тяговом полиспасте в начальный момент подъема оборудования при
·=0:

Рп= Рт
·sin
·/sin
· .

По максимальным усилиям Рп и Рт рассчитывают тяговый полиспаст (см.п.7).
Определяют суммарное сжимающее усилие, действующее вдоль оси шевра в начальный момент подъема оборудования (
· = 0):

Sм=Рп
·Кп
·Кд
·cos
·+PтКп
·cos
·+10
·Gш
·Кп+10
·Gп
·Кп+Sп,
где Gш – масса шевра, т; Gп – масса полиспаста, т; Sп – усилие в полиспасте. По усилию Sм рассчитывают шевр (см. п.11).
Рассчитывают усилие в тормозной оттяжке:

Рот=10
·Gо
·0,6D / (hт
·cos
·т),
где hт – расстояние от оси шарнира до точки крепления тормозной оттяжки к аппарату, м; D – диаметр аппарата, м;
·т – угол между тормозной оттяжкой и горизонтом.
По усилию Рт рассчитывают канат для тормозной оттяжки (см. п.2) и подбирают электролебедку (см. прил. 12).
Пример12. Рассчитать такелажную оснастку для подъема ректификационной колонны массой Go=86 т, высотой Нo=32 м, диаметром D=3,2 м на фундамент высотой hф=0,3 м с помощью падающего шевра. Центр массы колонны расположен от основания на высоте lц.м=14 м. Масса шевра Gш=4,5 т; масса полиспаста Gп=3 т; усилие в тяговом полиспасте Sп=75 кН; высота крепления тормозной оттяжки hт=30 м; угол между оттяжкой и горизонтом
·т=300.
Решение:
Определяем высоту шевра:

Н=1,6
·lц.м=1,6
·14=22,4 м13 EMBED Equation.3 141522 м.

Находим высоту строповки:

lc=1,4
·lц.м=1,4
·14=19,613 EMBED Equation.3 141520 м.

Рассчитываем усилие в канатной тяге в начальный момент подъема:
Рт=10 Go lц.м /lc cos
· = 10
·86
·14 / (20
·0,743)=810,2 кН,
где
·=arctg l/Н = 20/22
· 420 .
Усилие в тяговом полиспасте в начальный момент подъема определяем по формуле

Рп=Ртsin
· / sin
· = 810,2
·0,669 / 0,956=567 кН,
где угол между шевром и подъемным полиспастом
· = 730.
5. Определяем суммарное сжимающее усилие, действующее вдоль оси шевра:
Sм=Рп
·Кп
·Кд
·сos
·+Pт
·Кп
·сos
·+10
·GшКп+10
·Gп
·Кп+Sп=
=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.
Сжимающее усилие в каждой стойке шевра определяем по формуле

S=Sм / 2сos(
·/2)= 1020/2·0,966 = 528 кН,
где
· – угол между стойками,
·=300.
Рассчитываем усилие в тормозной оттяжке:

Рт=10
·Go
·0,6D / (hтcos
·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.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
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:
Определяют минимальную высоту портала (м):

Н=(1,6–1,7)
·lc+lп ,
где lc – расстояние от места строповки оборудования до его основания (обычно место строповки принимается на 1–2 м выше центра массы оборудования); lп – длина полиспаста в стянутом виде (определяется по прил. 11), м.
Находят усилие в спаренном полиспасте для начального момента подъема портала (кН):

Рс=10Gпlц.п / hc
·сos
·,
где Gп – масса портала, т; lц.п – расстояние центра массы портала от его основания, м; hc – расстояние от оси опор портала до монтажного штуцера, м. Для определения массы портала или шевра можно рекомендовать формулу Gп=0,09G, где G – грузоподъемность портала (шевра), т.
Определяют горизонтальную составляющую этого усилия на каждую стойку портала:

Рг=Рссos(
·/2),
где
· – угол между полиспастом и горизонтом, tg
·=hc/Н.
Определяют усилие в спаренном полиспасте в начальный момент подъема оборудования (кН):

Рп=10Gо lц.м / lc,
где lц.м – расстояние от центра массы оборудования до его основания, м.
По большему из усилий Рс и Рп рассчитывают спаренные полиспасты (см. п.7) и стропы (см. п.3).
Находят сжимающее усилие, действующее вдоль оси портала в начальный момент подъема оборудования (кН):

Sм=Рп
·Кп
·Кд+10Gп
·Кп+10Gп
·Кп+Sп ,
где Gп – масса спаренного полиспаста, т; Sп – усилие в сбегающей ветви полиспаста, кН.
По усилию S= Sм/2 рассчитывают сечение стоек портала (см. п.10.3).
Находят нагрузку, действующую на ригель портала в точке подвески полиспастов:
Р=(Рп
·Кп
·Кд+10Gп
·Кп) / 2+Sп–Sу ,
где Sу – усилие в ветви полиспаста, идущее на уравнительный блок, кН.
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+Pу
·l / 4,
где l1 – расстояние от полиспаста до ближайшей стойки шевра, м; Ру – усилие уравнительного блока, Ру=2Sу
·сos
·/ 2. По изгибающему моменту М выполняют расчет сечения ригеля шевра.
Находят усилие в тормозной оттяжке при установке оборудования в проектное положение (кН):

Рт=10
·Gо
·0,6
·D / (hтcos
·т),
где hт – высота крепления тормозной оттяжки, м;
·т – угол наклона тормозной оттяжки к горизонту.
Пример 13. Рассчитать такелажную оснастку для подъема аппарата колонного типа самомонтирующимся порталом. Масса аппарата Go=82 т, высота Н=32 м, диаметр D=2,4 м. Высота фундамента hф=0,6 м. Центр массы колонны расположен от основания на расстоянии lц.м=15 м. Расстояние от оси опор до монтажных штуцеров hc=2,4 м, масса спаренного полиспаста Gп=4,5 т, усилие в сбегающей ветви полиспаста Sп=60 кН, усилие в ветви полиспаста, идущей на уравнительный блок
Sу=35 кН. Геометрические размеры, указанные на рис. 24: l=3,2 м; l1=0,5 м; hт=30 м;
·т =400.

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

Н=(1,6–1,7)
·lc+lп=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:

Gп=0,09
·G=0,09
·100=9 т.

3. Определяем угол наклона полиспастов к горизонту в начальный момент подъема портала:
tg
·=hc/H=2,4/30=0,08;
·=50.

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

Рг=Рссos
·/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:

Рс=10
·Gп
·lц.м / hc
·cos
·=10
·9
·15/2,4
·0,996=564,8 кН.

Определяем усилие в спаренном полиспасте в начальный момент подъема колонны:

Рc=10
·Gо
· lц.м / lc=10
·82
·15/16,5=745,4 кН.

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

Sм=Рп
·Кп
·Кд+10
·Gп
·Кп+10
·Gп
·Кп+Sп=745,4
·1,1
·1,1+10
·4,5
·1,1+10
·9
·1,1+60=
=1110 кН.

Рассчитываем нагрузку, действующую на ригель в точке подвеске полиспаста:
Р=(Рп
·Кп
·Кд+10
·Gп
·Кп)/2+Sп–Sу=(745,4
·1,1
·1,1+10
·4,5
·1,1)/2+60–35=
=500,7 кН.

Изгибающий момент в ригеле определяем по формуле:

М=Р
·l1+Pу
·l / 4=500,7
·0,5+70
·3
·2/4=306,4 кН при Ру13 EMBED Equation.3 14152Sу=35
·2=70 кН.



Рассчитываем усилие в тормозной оттяжке:

Рт=10
·Gо
·0,6D / (hт
·cos
·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.

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. 25. Определение усилий при монтаже графическим способом

Через центр массы аппарата проводят вертикаль до пересечения с направлением подъемного полиспаста (точка А).
Точку А соединяют с осью поворотного шарнира аппарата (точка О). Полученный отрезок АО определяет направление суммарной реакции в шарнире.
Из точки А в масштабе откладывают по вертикали величину вектора силы тяжести аппарата G0 (точка В).
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 Sп, и вектор СА, выражающий в масштабе суммарную реакцию в шарнире Sш.
Нагрузки на ванту и мачту определяют путем разложения вектора Sп 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 Sв, и вектор DB, соответственно равный сжимающему усилию в мачте Sм.
Таким образом, в результате построения имеем:
АВ – сила тяжести аппарата Gо;
ВС – усилие в рабочем полиспасте Sп;
CD – усилие в ванте Sв;
СА – суммарная реакция в шарнире Sш;
DB – сжимающее усилие в мачте Sм.

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Задача 1. Рассчитать консольную двутавровую монтажную балку, закрепленную в стене здания и используемую для подъема аппарата массой Gо=2 т. Длина консоли балки l=1,5 м; масса полиспаста Gп=0,36 т; Sп=10 кН; Кп=1,1; Кд=1,1. Материал балки – Ст. 3.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. к задаче 1

Задача 2. Рассчитать двутавровую монтажную балку пролетом l=6 м для подъема реактора массой Gо=32 т двумя полиспастами, закрепленными согласно схеме, если известно, что масса одного полиспаста Gп=1,5 т, усилие в сбегающей ветви Sп=35 кН. Коэффициенты перегрузки Кп и динамичности Кд принять равными 1,1. Расстояние l1=l2=1,6 м.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. к задаче 2
Задача 3. Рассчитать монтажную двутавровую балку пролетом l=4 м для подъема оборудования массой Gо=24 т полиспастом, закрепленным согласно схеме, если известно, что усилие в сбегающей ветви полиспаста Sп=30 кН, угол
·=200. Расстояние а=1,5 м; b=2,5 м. Материал балки – сталь 45. Массой полиспаста можно пренебречь.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. к задаче 3

Задача 4. Рассчитать траверсу, изготовленную из трубы (материал – сталь 45), длиной l=4 м для подъема цилиндрической обечайки массой Gо=28 т, и подобрать канат для канатной подвески, если
· = 400, а каждая канатная подвеска состоит из двух нитей.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. к задаче 4
Задача 5. Рассчитать и подобрать сечение балансирной траверсы, изготовленной из двутавров согласно схеме для подъема аппарата массой Gо=75 т двумя стреловыми кранами грузоподъемностью Р1=30 т; Р2=63 т. Общая длина траверсы l=4 м. Материал траверсы – Ст. 3.

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. к задаче 5

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

13 EMBED Word.Picture.8 1415
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
·п=0,81. Коэффициент трения лебедки о грунт f = 0,6; коэффициент устойчивости против опрокидывания Коп=1,3; коэффициент устойчивости против смещения Ксм=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.

13 EMBED Word.Picture.8 1415
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
· = 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 Коп=1,3; коэффициент устойчивости против смещения Ксм=1,5; коэффициент трения
f = 0,3. Материал швеллера – Ст.3.

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. к задаче 8

Задача 9. Рассчитать инвентарный полузаглубленный якорь для ванты, натянутой усилием S=280 кН под углом к горизонту
· = 450. Якорь устанавливается на сухом песчаном грунте. Количество бетонных блоков
n = 4. Размеры стандартного блока массой q=7,5 т 0,9Ч0,9Ч4 м.
Коэффициент запаса устойчивости якоря Ку=1,4; коэффициент трения блока о грунт f = 0,5; коэффициент, учитывающий неравномерность смятия грунта,
·=0,25.

13 EMBED Word.Picture.8 1415
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
· = 400. Якорь установлен на плотном сыром черноземе. Коэффициент запаса устойчивости якоря от сдвига Ксм=1,5, от опрокидывания Коп=1,4.

13 EMBED Word.Picture.8 1415

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
· = 350. Длина анкера l=3,2 м. Размеры котлована и элементов якоря приведены на рис. Коэффициент устойчивости якоря Ку=2; коэффициент трения анкера по бревенчатой стенке f = 0,4; плотность гравия
·г=1500 кг/м3; коэффициент неравномерности смятия грунта
·=0,25; расчетное сопротивление R=13 МПа.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. к задаче 11

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

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. к задаче 12
Задача 13. Определить сжимающее усилие в наклонной мачте при подъеме реактора Gо=30 т, если высота мачты Н=16 м, угол наклона нерабочей ванты к горизонту
· =250, угол
·=120, угол
· =180. Масса полиспаста Gп=0,6 т; масса мачты Gм=4 т; усилие в сбегающей ветви полиспаста Sп=60 кН; усилие в рабочей ванте Рр.в=22 кН; коэффициенты динамичности и перегрузки приняты равными Кп=Кд=1,1. Число нерабочих вант n=2.

13 EMBED Word.Picture.8 1415
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 Рп=320 кН; усилие в сбегающей ветви полиспаста Sп = 80 кН; усилие в рабочей ванте Рр.в =12 кН; масса мачты
Gм=6 т; высота мачты Н=20 м; угол
· =150;
· =230; коэффициенты перегрузки и динамичности Кп=Кд=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.

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. к задаче 16
Задача 17. Рассчитать ригель шевра, изготовленного из двутавра (см.рис. 18), материал двутавра – Ст.3. Усилие в грузовом полиспасте Рг.п=195 кН; усилие в рабочей ванте Рр.в=48 кН; масса шевра Gш=8 т; усилие в сбегающей ветви полиспаста Sг.п=32 кН. Массой грузового и рабочего полиспастов можно пренебречь. Коэффициенты динамичности и перегрузки Кп=Кд=1,1. Угол
· =320,
·=260; l1=l2=1,5 м.


Задача 18. Определить сжимающее усилие, действующее на подпорку Sм при монтаже оборудования двумя кранами, если масса аппарата Gо=120 т. Угол
· =
· =100. Коэффициенты перегрузки и динамичности Кп=Кд=1,1.


13 EMBED Word.Picture.8 1415
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 Gкр при монтаже аппарата массой Gо=92 т способом поворота вокруг шарнира в два этапа с дотяжкой, а также усилие в дотягивающем устройстве Рд, которое вступает в работу при
·=500 и усилие в тормозной оттяжке Рт, если
· =300,
· =350. На рисунке hт=hд=32 м, lц.м=17 м, lc=35 м, D = 2,4 м.

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. к задаче 20

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

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. к задаче 21

Задача 22. Определить усилие, действующее на лебедку Sл и усилие в боковой ванте Sт согласно приведенной схеме монтажа аппарата способом скольжения опорной части с отрывом от земли, если масса аппарата
Gо=120 т; угол
·=400, угол
· =350; Кн=1,1; число роликов полиспаста n=6; КПД полиспаста
· = 0,8.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. к задаче 22

Задача 23. Определить усилие в полиспасте в начальный момент подъема аппарата массой Gо=130 т (см. рис. 21,а) и силу трения при перемещении основания на тележке по следующим данным: расстояние от центра массы аппарата до основания lц.м=18 м; расстояние от места строповки оборудования до основания lc = 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 Рот, а также усилие в каждом полиспасте (рис.21,б), если масса аппарата Gо=120 т; расстояние от центра массы аппарата до основания lц.м=12 м; расстояние от места строповки аппарата до его основания lc=20 м. Углы
·=200;
· =300;
· =150. Коэффициент неравномерности нагрузки на полиспаст Кн=1,2.


Задача 25. Рассчитать лебедку с балластным креплением для оттягивания основания колонны массой Gо=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 Gл=3 т. На рисунке L=3,0 м, l=2,6 м, h=0,8 м, lц.м=18 м, lс=24 м,
·=200,
·=300.

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. к задаче 25

Задача 26. Определить максимальное усилие в полиспасте Рп, усилие в ванте Рт и усилие в тормозной оттяжке Рот при установке аппарата на фундамент согласно приведенной схеме монтажа, если масса аппарата Gо=38 т, высота мачт Н=30 м, диаметр аппарата D =2,2 м. На рисунке а =8 м, lц.м =18 м, lc=24 м, hт=25 м, hф=3 м,
· = 400;
· = 500.

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. к задаче 26

Задача 27. Рассчитать усилие в канатной тяге Рт в начальный момент подъема ректификационной колонны массой Gо=86 т, усилие в тяговом полиспасте Рп и усилие в тормозной оттяжке Рот 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 lц.м =14 м; расстояние от основания колонны до места строповки
lc=20 м, hт=30 м,
· =500;
· =400.

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. к задаче 27

Задача 28. При монтаже аппарата самомонтирующимся порталом определить усилие в спаренном полиспасте: в начальный момент подъема портала Р1п в начальный момент подъема аппарата Р2п, 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 Рот, если масса аппарата Gо=82 т, масса портала Gп=9 т; диаметр аппарата D =2,4 м, высота портала Н=30 м. На рисунке hс=4 м, lc=26 м,
lц.а=16 м, lц.п=15 м, hт=28 м,
·=300.

Задача 29. Определить продольную нагрузку, действующую на подпорку при монтаже аппарата способом выжимания массой Gо=80 т, когда угол наклона аппарата к горизонту
·=300, если hф=2,5 м, lц.м=15 м,
· =280, а=30 м.

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. к задаче 28




13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. к задаче 29

Задача 30. Определить усилие в полиспасте Рп, закрепленном за строительную конструкцию, и усилие в оттяжке Рот, которая направлена горизонтально, если масса поднимаемого оборудования Gо=20 т, а=2 м,
h=3 м.


13 EMBED Word.Picture.8 1415
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 Gо=200 т.

13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. к задаче 31



Задача 32. Рассчитать усилие в сбегающей ветви полиспаста Sп для перекатывания по эстакаде с деревянным настилом цилиндрического аппарата массой Gо=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
· =0,9; угол
· =200; угол
· =300. Коэффициент трения качения f = 0,05.

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Рис. к задаче 32

ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности такелажных средств К3

Назначение каната
Коэффициент
запаса прочности

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

Стропы
5,0–6,0

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 6Ч36+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 6Ч19+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 6Ч37+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 6Ч19+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

Rср
210

130
230

140
300

180
400

240




Приложение 4
Значения коэффициентов условий работы

Наименование конструкций
m

Мачты, шевры, порталы, стрелы и т.п.
Грузозахватные приспособления
Эстакады, опоры, распорки, монтажные балки
Стойки, подпорки
0,90
0,85
0,85
0,90




Приложение 5
Балки двутавровые (ГОСТ 8239-72)

13 EMBED Word.Picture.8 1415

бал-ки
Размеры, мм
F,см2
Масса 1 м, кг
Справочные величины для осей



h

b

s


x – x
y – y







Ix,
см4
Wx, см3
rx,
см
Iy,
см4
Wy, см3
ry,
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)

13 EMBED Word.Picture.8 1415

швел-лера
Размеры, мм

F,см2
Масса 1м, кг
Справочные величины для осей



h

b

s


x – x
y – y







Ix,
см4
Wx, см3
rx,
см
Iy,
см4
Wy, см3
ry,
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 dн
внутрен-ний dв










102
94
90
86
82
78
74
70
4
6
8
10
12
14
16
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
96
92
88
84
80
76
4
6
8
10
12
14
16
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
98
94
90
86
82
4
6
8
10
12
14
16
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
97
93
89
85
4
6
8
10
12
14
16
18
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
99
95
4
6
8
10
12
14
16
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 dн
внутрен-ний dв










133
125
121
117
113
109
105
101
4
6
8
10
12
14
16
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
6
8
10
12
14
16
18
20
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
6
8
10
12
14
16
18
20
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
6
8
10
12
14
16
18
20
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
6
8
10
12
14
16
18
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 dн
внутрен-ний dв










168
156
152
148
144
140
136
132
128
6
8
10
12
14
16
18
20
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
6
8
10
12
14
16
18
20
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
6
8
10
12
14
16
18
20
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
6
8
10
12
14
16
18
20
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
6
8
10
12
14
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 dн
внутрен-ний dв










245
229
225
221
217
213
209
205
8
10
12
14
16
18
20
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
8
10
12
14
16
18
20
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
· для стержней постоянного сечения

13 EMBED Word.Picture.8 1415

Приложение 9
Предельная гибкость сжатых элементов [
·]

Элементы грузоподъемных средств
Максимально допустимая гибкость

Мачты, стрелы, шевры, стойки, траверсы из швеллеров или двутавров
То же из одиночных труб
Монтажные распорки
150

180
200

Приложение 10
Коэффициент продольного изгиба
· центрально-сжатых элементов
для стали марки Cт.3.

Гибкость

·


0


1


2


3


4


5


6


7


8


9


0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
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
1
1
1
1
1
1
2
2
3
120
150
200
300
405
630
400
400
400
9,0
13,0
17,5
17,5
28,5
43,5
24,0
26,0
26,0






2,5
2,7
3,0
6
14
48
48
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
50
100
30
32
50
40
50
100
50
50
75
130
160
200
280
25
30
3
3
4
4
4
5
5
5
6
7
7
7
8
10
11
3
3
474
474
400
300
400
400
450
700
400
400
475
550
450
405
545
400
400
24,0
28,5
26,0
24,0
28,5
26,0
24,0
28,5
24,0
26,0
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
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
50
150
150
260
75
300
75
300
11,0
11,0
13,5
13,5
16,5
20,0
23,5
27,0
29,0
5
3
5
5
3
4
6

6
180
110
260
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,
т

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
25,0
30,0
30,0
50,0
50,0
50,0
75,0
80,0
125,0
125,0
150,0

75
80
250
600
40
140
260
250
250
450
1200
185
350
800
1200
600

11
11
13
15
18
18
18
18
22
22
22
29
29
33
27
33

3
3
5
-
1
4
5
5
5
5
6
3
5
7
7
4

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 Рн.в, кН

Масса поднимаемого груза, т
Высота мачты, м


10
12
14
16
18
20
25
30

10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
3,5
5,0
5,0
6,0
7,0
10,0
11,0
12,5
12,5
13,0
13,0
3,5
5,0
6,0
8,0
10,0
12,5
12,5
13,0
13,5
14,0
14,0
5,0
6,0
7,0
9,0
10,0
12,5
13,0
13,0
14,0
15,0
15,0
7,0
8,0
10,0
10,0
12,5
13,0
13,5
13,5
15,0
17,5
17,5
10,0
10,0
12,5
12,5
13,5
13,5
15,0
15,0
20,0
25,0
25,0
12,5
12,5
12,5
15,0
15,0
17,0
20,0
20,0
25,0
30,0
30,0
15,0
20,0
20,0
20,0
25,0
25,0
25,0
30,0
35,0
40,0
40,0
20,0
25,0
25,0
25,0
30,0
30,0
35,0
40,0
40,0
50,0
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



lк,
м
hк,
м
Gк,
т
D,
м
Нo,
м
lк,
м
hк,
м
Gк,
т
D,
м
Нo,
м


МКГ-25

12,5

3,8
12,7
10,3
8,1
5,5

25
1,0
1,5
2,0
2,5
11,5
8,7
5,9
2,9
3,8



12,0



25



1,0



16,2









МКГ-25

22,5

4,0
20,9
16,5
12,9
9,6

16
1,0
1,5
2,0
2,5
19,7
14,8
10,7
5,9
4,0
4,0


20,2
15,3


16
16


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


10
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
5,0
5,0




31,3
27,2
22,6




10
10
10




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



lк,
м
hк,
м
Gк,
т
D,
м
Нo,
м
lк,
м
hк,
м
Gк,
т
D,
м
Нo,
м









СКГ-40


15,0


4,5
12,6
11,8
11,3
10,7
10,3
9,8


40
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






40






1,0






16,5










20,0


6,2
18,0
17,5
16,8
16,4
15,9
15,4


20
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
6,0




17,5
16,7




20
20




1,0
1,5




24,5
22,9








25,0


7,4
22,5
21,9
21,5
20,9
20,4
19,9


15
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
7,0
7,0



22,0
21,0
20,3



15
15
15



1,0
1,5
2,0



31,3
29,5
27,9













СКГ-63


15,0


4,5
15,0
15,0
15,0
15,0
14,4
13,4


63
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
13,8
13,8
12,8
12,3
11,3
9,8
4,5
4,5





14,3
13,8





63
63





1,0
1,5





19,7
18,7










30,0



6,0
28,8
28,8
28,8
28,8
28,2
26,7
25,4



35
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
25,8





35
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
38,8
38,8
36,5
34,5
32,7


25
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


25
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




м
hк,
м
Gк,
т
D,
м
Нo,
м
lк,
м
hк,
м
Gк,
т
D,
м
Нo,
м







СКГ-100



20,0



6,0
19,5
19,5
19,5
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
6,0
6,0




18,7
18,4
18,0




100
100
100




1,0
1,5
2,0




26,3
25,5
24,5









40,0



9,5
37,5
37,5
37,5
37,5
37,5
37,5
36,7



30
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



30
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:
Hо – высота, поднимаемого оборудования, м; D – диаметр оборудования, м; Gк – грузоподъемность крана, т; lк – вылет крюка крана, м; hк – 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
Gк,
т
hк,
м
lкмин,
м
lкмакс,
м
D,
м
Строповка за вершину
Строповка на 2/3 высоты аппарата








Gо,
т
Но, м
Gо, т
Но,
м






МКГ-25

12,5
18
21
21
12,0
9,2
6,5

3,8
4,9
4,6
4,5
1,0
1,5
2,0
36
42
42
15,1
11,1
7,4
23
26
25
21,9
16,0
10,4



22,5
12
13
16
16
20,2
15,3
11,3
7,6

4
6,3
5,7
5,2
4,7
1,0
1,5
2,0
2,5
24
26
32
32
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
6
7
9
10
10
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
14
15
18
20
20
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



15
30
32
32
32
33
33
33
12,2
11,0
10,2
9,3
8,5
7,7
6,9



4,5
5,5
5,4
5,3
5,3
5,2
5,2
5,2
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
60
64
64
64
66
66
66
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







20




20
17,5
16,7
15,7
14,9
14,1
13,3
12,4



6,2
7,5
7,4
7,4
7,3
7,3
7,3
7,2
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0



40
21,3
19,5
17,7
17,0
15,8
13,8
12,3
26
26
25
25
24
23
22
32,3
29,9
27,3
25,1
22,7
20,7
18,4





25
14
14
15
15
15
15
15
22,1
21,1
20,3
19,5
18,6
17,8
16,9



7,4
9,0
9,0
8,9
8,9
8,9
8,8
8,8
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
28
28
30
30
30
30
30
27,8
26,1
24,6
23,2
21,6
20,2
18,6
18,2
18,0
19,0
19,0
18,5
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
Gк,
т
hк,
м
lкмин,
м
lкмакс,
м
D,
м
Строповка за вершину
Строповка на 2/3 высоты аппарата








Gо,
т
Но, м
Gо, т
Но,
м











СКГ-63


15
55
53
52
50
52
55
56
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
71
68
65
78
60
58

27,3
25,7
24,6
23,4
19,9
16,7






30
25
25
25
25
26
26
26
28,1
27,6
27,2
25,8
25,8
23,9
22,1



6
9,1
9,1
9,2
9,1
9,1
8,9
8,6
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
50
50
50
50
52
52
52
36,1
35,1
34,3
33,5
32,0
29,2
26,4



33
53,4
51,9
50,7
49,5
47,3
43,1
38,9





40
16,5
16,5
16,5
17
17
19
19
38,6
37,6
37,2
34,5
32,1
29,9
27,6



7
11,5
11,5
11,5
11,2
10,8
10,6
10,2
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
33
33
33
34
34
38
38
49,2
48,2
47,2
43,8
40,3
36,8
33,6
22
24
22
24
24
24
24
73,1
71,6
70,1
65,0
58,7
54,5
49,7







СКГ-100



20



68
18,8
18,4
18,0
17,6
16,6
14,6
13,4



6
7,7
7,7
7,7
7,7
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
90
88
87
85
84
82
77
35,
33,5
32,3
31,1
28,5
25,2
21,0




40


28
36,8
36,4
36,0
35,6
35,2
34,8
33,6


9,5
13,2
13,2
13,1
13,1
13,1
13,0
13,0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0


56
47,9
47,0
46,1
45,2
44,3
43,4
41,7
37
37
37
37
36
36
36
71,1
69,8
68,4
67,0
65,7
64,4
61,8































Лицензия ЛР № 020370


Составитель В.Л. Долганов
Корректор Г.Я. Шилоносова


Подписано к печати 5.05.05
Формат 60Ч84/16. Тираж 100.
Объем 6 п.л. Заказ № 59

__________________________________________________________________

Редакционно-издательский отдел и ротапринт
Пермского государственного технического университета
Адрес: 614600. Пермь, Комсомольский пр., 29.








13PAGE 15




13PAGE 15


13PAGE 14215


43



Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeЎ: 15Times New Roman
Долганов В.Л.
Долганов В.Л. 
·
·
·
·
·я
·Н
·
·
·
·!Ђ
·
·
·
·
·
·3
·
·
·
·
·
·

Приложенные файлы

  • doc 8508188
    Размер файла: 8 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий