Файл: 4_Методика и примеры расчёта монтажной и ремонтной оснастки Котиков Г.С.pdf

в) из прил. 8 выбираем для полиспаста задней ванты блоки грузоподъёмностью 25 т с общим количеством роликов в полиспасте mп =3 2 =6 шт. с диаметром роликов dр = 400 мм и массой двух блоков Gб = 331 2 = 662 кг и

коэффициентом полезного действия полиспаста при одном отводном блоке η=0,866 ; г) подсчитываем усилие в сбегающей ветви полиспаста

Sп = Pр.в (mпη)=168(6 0,866)= 32,3 кН;

д) находим разрывное усилие

Rк = Sпkз =32,3 5 =161,5 кН;

е) по таблице ГОСТ (прил. 4) выбираем для оснастки полиспаста стальной канат типа ЛК-РО конструкции 6 × 36(1 + 7 + 7/7 + 14) + 1 о.с. (ГОСТ 7668–80) с характеристиками:

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

разрывное усилие, кН …………………………………………. 165 диаметр каната, мм …………………………………………….. 16,5 масса 1000 м каната, кг ………………………………………… 1045

ж) находим длину каната для оснастки полиспаста, задаваясь длиной полиспаста в растянутом виде h = 20 м и длиной сбегающей ветви l1 = 25 м,

L = mп(h + 3,14dр )+ l1 + l2 = 6(20 + 3,14 0,4)+ 25 +10 =163 м;

з) находим массу полиспаста

Gр.в = Gб +Gк = Gб + Lgк 1000 = 662 +163 1045 1000 = 0,8 т.

4. Определяем суммарное сжимающее усилие, действующее вдоль шевра

N=10G0kпkд cosδ+10Gг.пkп cosδ+5Gр.вkп cosδ+5Gшkп cosδ+

+Sг.п. + Pр.в cos γ =10 42 1,1 1,1 0,966 +10 1,2 1,1 0,966 +

+5 0,8 1,1 0,966 +5 7,5 1,1 0,966 +52,5 +168 0,866 = 746 кН,

γ=180−90 −(α+δ)−180−90 −(45 +15)=30 ° при угле заложения задней ванты α = 45 °.

5.Находим сжимающее усилие в каждой стойке шевра

Nс = N 2 = 746 2 =373 кН.

6. Определяем изгибающий момент в стойке шевра от собственной массы

M о =10Gсl 8 =10 3,75 650 8 = 3047 кН см,

где Gс – масса стойки шевра, кг; Gс =Gш 2 = 7,5 2 =3,75 т; l – вылет шевра, см; l = Hш sinδ= 25 0,259 =6,5 м = 650

см.

В дальнейшем расчёт ведём аналогично трубчатой наклонной мачте.

7.Ориентируясь на данные прил. 15, подбираем предварительно для стойки шевра сечение стальной трубы 426/12

мми по таблице ГОСТ (прил. 7) определяем расчётные данные для этой трубы: площадь сечения F т = Fс =156 см2,

11. Вычисляем эксцентриситеты:

– относительный mо = eFс Wс =8,2 156 1572 = 0,8 ;

– приведённый mп = mоη= 0,8 1 = 0,8 ,

где e = Mс Nс =3047 373 =8,2 .

12.По прил. 18 в зависимости от λ и mп находим коэффициент внецентренного продольного изгиба ϕвн = 0,230 .

13.Проверяем стойку шевра на устойчивость:

Nс Fсϕвн ≤ mR ;

373156 0,230 =10,4 кН см2 = 104 МПа <0,9 210 =189 МПа.

14.Находим графически суммарное усилие Pр , действующее на ригель, считая, что полиспасты закреплены посередине ригеля (рис. 28, б). Это усилие составит Pр = 600 кН.

15.Определяем изгибающий момент в ригеле шевра, пренебрегая массой самого ригеля и задаваясь его длиной lр =1 м =100 см

M р = Pрlр 4 = 600 100 4 =15000 кН см.

16. Вычисляем требуемый момент сопротивления поперечного сечения ригеля

Wтр = M р (m 0,1R)=15000(0,9 0,1 210)= 794 см3.

17. По таблице ГОСТ (прил. 7) подбираем стальную трубу сечением 325/12 мм с W т =891 см3 >Wтр = 794 см3.

РАСЧЁТ МОНТАЖНЫХ ТРЕНОГ

Для монтажа и ремонта относительно лёгкого оборудования (компрессоры, вентиляторы, насосы и т.п.) в закрытых помещениях при стеснённых условиях в тех случаях, когда отсутствует возможность использования более совершенных грузоподъёмных механизмов, часто применяются монтажные треноги, изготовленные обычно из стальных труб разных сечений. Расчёт треног (рис. 29) выполняется следующим образом.

Gн

Рис. 29. Расчётная схема монтажной треноги

1. Определяем высоту ноги треноги H (м), как для наклонной монтажной мачты, исходя из высот фундамента hф ,

поднимаемого оборудования hо , поднимаемого механизма hп (полиспаста или талей) и длины стропа hс .

2. Находим сжимающее усилие в каждой ноге треноги, наклонённой к вертикали под углом β, который задаётся исходя из поперечных размеров оборудования

N = (10Gоkпkд cosβ+10Gпkд cosβ)3 +5Gнkп cosβ+ Sп ,

где Gо – масса поднимаемого оборудования, т; Gп – масса полиспаста, т, полученная при его расчёте или талей (табл. 10); Gн – масса ноги треноги, т (определяется ориентировочно); Sп – усилие в сбегающей ветви полиспаста, идущей вдоль ноги треноги, кН (определяется при его расчёте).

10. Массы талей и тельферов

Учитывая относительно небольшую высоту треноги и незначительный угол наклона её ног к вертикали, в практических расчётах изгибающим моментом от собственной массы ноги можно пренебречь.

3. Подсчитываем требуемую площадь поперечного сечения ноги треноги, см2

Fтр = N(ϕ0m 0,1R),

где ϕ0 – коэффициент продольного изгиба (предварительно задаётся), для стальной трубы ϕ0 = 0,4 ; m – коэффициент условий работы (прил. 5), для треног m =0,9 ; R – расчётное сопротивление для прокатной стали (прил. 2), для стали класса С38/23 R =210 МПа.

4. Находим расчётную длину ноги треноги

λ= Hн r т ≤[λ]=180 .

7.По прил. 14 определяем коэффициент продольного изгиба ϕ , соответствующий расчётной гибкости λ.

8.Полученное сечение трубы проверяем на устойчивость

N(F тϕ)≤ mR .

Пример 28. Рассчитать трубчатую треногу для подъёма насоса массой Gо =12 т и высотой hо = 2 м с помощью талей на фундамент высотой hф =1,5 м.

Решение.

1. Определяем высоту ноги треноги, задавшись размерами hз = 0,3 м, hс =1,5 м, hп =1,2 м и углом наклона ноги треноги к вертикали δ =15 °

H = (hф + hз + hщ + hс + hп )cos δ = (1,5 +0,3 + 2 +1,5 +1,2) 0,966 = 6,3 м.

Принимаем высоту ноги треноги H =8 м.

2. Находим сжимающее усилие в ноге треноги

N= (10Gоkпkд cos δ+10Gпkп cos δ)3 +5Gпkп cos δ+ Sп =

=(10 12 1,1 1,1 0,966 +10 0,4 1,1 0,966)3 +

+5 0,2 1,1 0,966 +0,08 = 50 кН,

λ = Hн r т =800 5,41 =148 <[λ]=180 .

7.По прил. 14 определяем коэффициент продольного изгиба ϕ= 0,328 .

8.Полученное сечение ноги треноги проверяем на устойчивость:

N(F тϕ)≤ mR ;

50(28,8 0,328)=5,3 кН/см2 = 53 МПа <0,9 210 =189 МПа.

РАСЧЁТ СТРЕЛЫ

Стрелы устанавливаются на строительных конструкциях здания и применяются в качестве основного грузоподъёмного механизма для монтажа оборудования при отсутствии грузоподъёмных кранов. Вертикальные и горизонтальные нагрузки от стрел передаются на основные узлы здания. Стрелы изготавливаются из бесшовных труб. Зона действия стрелы в горизонтальной плоскости – 180°, в вертикальной плоскости – в пределах угла наклона стрелы к горизонту 30…80°.

Расчёт стрелы сводится к следующему.

Рис. 30. Схема расчёта стрелы

1. Определяем усилие на завязку верхнего блока грузового полиспаста без учёта натяжения сбегающего конца каната, кН

P = (G + q)kд ,

где Q – масса поднимаемого груза, кг; q – масса оснастки, кг; kд – коэффициент динамичности, равный kд =1,1. 2. Определяем усилие на полиспаст наклона стрелы, кН

где G – масса стрелы, кг; l – длина стрелы, см; α – угол наклона стрелы к горизонту; a – плечо от точки прикрепления полиспаста до оси стрелы, см; n – число ниток грузового полиспаста; η – КПД грузового полиспаста, определяемое по

табл. 2, ранее нами рассмотренной; β = γ+α ; γ определяется по формуле

lg γ = h −l sin α−acosα . l cosα−asin α

3. Определяем полное усилие вдоль оси стрелы, кН

S= Psin α +T cosβ+ nPη .

4.Определяем изгибающий момент, действующий на середине сечения стрелы

M= nPη a +G cos α 18 + P cos α 12 + P sin α−T cosβa −T sin β 12 .

5.Определяем суммарное напряжение в среднем сечении стрелы

σ = FSϕ + G Fsinϕα + WM ≤1600 кН/см2,

где F – площадь поперечного сечения трубы, см2; W – момент сопротивления сечения трубы, см3; ϕ – коэффициент

уменьшения допустимого напряжения.

6. Определяется наибольшая допустимая гибкость. Она равна λ =180.