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

Скачать файл (0,83Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.04.2024

Просмотров: 98

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

l < l

Pl l

−

3 1

27EI

Nа

Nб

l1 = l2

Pl1

27EI

l 2 − 4

−

3 1 −

−l1

l2 −l1

27EI

l1 < l

P 1+

P 1−

Pl1 1+

−

+ l2

3 1

Nа

Nб

P −(P − P )

+(P

− P )

−(P

− P )

l l2

l = l

(P + P ) 1 −

3 1 −

27EI

P1 > P2

P1l1l

27EI

1 −

3 1 −

l1 < l

P1 1

−

+ P2

−

P1 1−

+ P2

P2l2l

−

27EI

1 −

3 1

P1l1l

Nа

l/2

Nб

−

27EI

3 1

l = l

P +

Pl + P

1 1

2 4

P2l2l

P2l

−

27EI

3 1

48EI

P1l1l

−

−l

l +l

27EI

3 1

l < l

2 + P

1−

2 4

P2l2l

P2l

−

27EI

3 1

48EI

– для схемы, изображённой на рис. 16, а

Mmax = Pl4 ;

– для схемы, изображённой на рис. 16, б

Mmax = Pl1 ;

– для схемы, изображённой на рис. 16, в

Mmax = Pl ,

где l – пролёт монтажной балки, см; l1 – расстояние от опоры монтажной балки до точки подвески полиспаста, см. 3. В дальнейшем расчёт сечения монтажной балки ведут для элементов, работающих на поперечный изгиб.

РАСЧЁТ МОНТАЖНОЙ БАЛКИ СПЛОШНОГО И СКВОЗНОГО СЕЧЕНИЯ

Пример 19. Рассчитать монтажную балку пролётом l =3 м для подъёма оборудования массой Gо =18 т одним полиспастом, закреплённым за середину балки, если известно, что масса полиспаста Gп =1,2 т, усилие в сбегающей ветви Sп =35 кН (рис. 16, а).

Решение.

1. Находим усилие, действующее на монтажную балку в точках подвески полиспаста:

P =10Gоkпkд n +10Gпkп +Sп =10 18 1,1 1,1 1+10 1,2 1,1+35 = 266 кН.

2. Определяем максимальный изгибающий момент в монтажной балке

Mmax = Pl 4 =266 300 4 =19950 кН см.

3. Находим требуемый момент сопротивления поперечного сечения монтажной балки

Wтр = Mmax (m 0,1R)=19950(0,85 0,1 210)=1118 см3.

В дальнейшем пример решаем в двух вариантах: вначале для балки сплошного сечения, затем для балки сквозного сечения.

4. Для балки сплошного сечения принимаем по прил. 6 двутавр № 45 с Wxд =1231 см3 >Wтр и моментом инерции

I д = 27696		см4. Для балки	сквозного сечения выбираем по			прил.		11	два швеллера № 36 с	W ш = 601
x		= 2 601=1202) см3				см4 (I		= 2I ш = 2 10820 = 21640) см4.		x
(W = 2W ш		= 2 601=1202) см3	>W	и моментом инерции	I ш =10820	см4 (I	x	= 2I ш = 2 10820 = 21640) см4.
x	x		тр		x		x		x

5. Проверяем максимальный прогиб монтажной балки:

– для балки сплошного сечения

f = Pl3(48EIx )= 266 3003(48 2,1 104 27696)= 0,26 см <

[f ]=l 600 =300 600 =0,5 см;

– для балки сквозного сечения

f = 266 3003(48 2,1 104 21640)=0,33 см < [f ]=300600 =0,5 см.

РАСЧЁТ КОНСОЛЬНОЙ МОНТАЖНОЙ БАЛКИ

Балки такого типа применяются для подачи оборудования внутрь помещения через монтажный проём в стенке здания. Они крепятся к перекрытиям здания или подвешиваются к строительным фермам. Консольные балки изготавливаются сплошной или сквозной конструкции и на них устанавливают ручную монорельсовую тележку, за которую подвешивается блок, полиспаст или таль (рис. 16, в).

Пример 20. Рассчитать консольную монтажную балку, закреплённую в стене здания, используемую для подъёма аппарата массой Gо = 2 т с помощью тали. Длина консоли балки l =1,5 м, масса тали Gт =0,36 т.

Решение.

1. Находим усилие, действующее на консольную балку, пренебрегая массой балки

P=10Gоkпkд +10Gпkп =10 2 1,1 1,1+10 0,36 1,1 = 28,2 кН.

2.Определяем изгибающий момент в балке

Mmax = Pl =28,2 150=4230 кН см.

3. Вычисляем требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки

Wтр = Mmax (m 0,1R)= 4230(0,85 0,1 210)= 237 см3.

4. По таблице ГОСТ (прил. 6) принимаем для изготовления балки двутавр № 24 с Wxд = 239 см3 и моментом

инерции Ixд =3460 см4.

5. Проверяем максимальный прогиб монтажной балки. Для балки консольного типа он определяется по формуле f = Pl3(3EI );

f = 28,2 1503 (3 2,1 104 3460)=0,44 см >

[f ]=l 600 =150 600 =0,25 см.

Полученный прогиб балки из двутавра № 24 – больше допустимого, поэтому по прил. 6 для изготовления балки

принимаем двутавр № 30 с	W д = 472	см3,	I д =7080	см4 и снова проверяем максимальный прогиб:
	x		x
f = 28,2 1503 (3 2,1 104 7080)=0,21 см < [f ]=0,25 см.

РАСЧЁТ ПОВОРОТНЫХ ШАРНИРОВ

Поворотные шарниры используются при подъёме и установке в проектное вертикальное положение колонных аппаратов, металлических дымовых и вентиляционных труб, а также высотных металлоконструкций. При этом способе подъёма оборудование поворачивается вокруг временного шарнира, прикреплённого к его основанию и фундаменту или рядом с фундаментом. При расчёте шарнира необходимо иметь в виду, что усилие на шарнир Pш , а также его

горизонтальная и вертикальная составляющие изменяют свою величину в зависимости от угла подъёма аппарата ϕ . Вертикальная же составляющая Pв при всех способах подъёма имеет максимальное значение на завершающей стадии подъёма – при посадке аппарата на фундамент. Поэтому основные элементы шарниров – оси, проушины и косынки – рассчитываются при максимальных значениях Pг и Pв .

Расчёт поворотного шарнира выполняется в следующей последовательности (рис. 17).

1. Определяем максимальное усилие (кН) в подъёмном полиспасте или канатной тяге для начального момента подъёма аппарата при угле ϕ= 0 :

– для мачт, портала или шевра, установленных за поворотным шарниром (рис. 17, а),

P =	10Gоkпkдlц.м	;
P =	(H −h )sin β−a cosβ	;
	ф

– для мачт или портала, установленных между поворотным шарниром и центром массы поднимаемого аппарата

(рис. 17, б),

P = ( 10G)оkпkдlц.м ,

H −hф sin β+a cosβ

где Gо – масса поднимаемого аппарата, т; lц.м – расстояние от поворотного шарнира до линии действия массы аппарата

(центра массы), м; H – высота грузоподъёмного средства (мачты, портала, шевра), м, которую задаём или рассчитываем; hф – высота фундамента, м; β – угол между подъёмным полиспастом или канатной тягой и осью мачты, шевра или

портала; a – расстояние от оси поворотного шарнира до оси мачты, шевра или портала, м (назначается).

В этом случае для подъёма аппарата обычно используются парные мачты или портал, высота которого больше высоты поднимаемого оборудования вместе с фундаментом. Подъём аппарата выполняется до максимально возможного угла ϕ; доводка его до проектного вертикального положения осуществляется дотягивающей системой:

– для падающего шевра или наклоняющегося портала при совмещении их шарнирных опор и поворотного шарнира аппарата по одной оси (рис. 17, в)

а)
		β			D
H			P	Gо		0
			P		Pв	H
						H
						P
		ф				P
		h		Pг
				Pг		ϕ0
						ϕ0
					lц.м	Gо
			a		lц.м	lc
			a			lc
						l0
б)
					β
	P		Pв			H
	P
						P
						P
		Pг
				a	Gо
ф				a
h					lц.м
					lц.м
					lc
в)
				β
H	P		Pв
	P
						P
						P
		Pг
					Gо
ф					lц.м
h					lc
					lc
	Рис. 17. Расчётная схема для поворотных шарниров

P = 10Gоkпkдlц.м ;

H sin β

– для мачт и портала, установленных на грунте по оси поворотного шарнира,

P = 10( Gоkпk)дlц.м .

H −hф sin β

В случае подъёма оборудования, имеющего предварительный уклон к горизонту на угол ϕ, в вышеприведённых формулах расстояние lц.м заменяется проекцией lц.м на горизонталь с учётом этого угла.

Угол β может быть определён графически путём построения монтажной схемы в масштабе или по формулам:

– при установке грузоподъёмного средства за поворотным шарниром и строповке аппарата за монтажные штуцера

tg β =	lс +a
		;
	H −(h +0,5D)
	ф

– при установке грузоподъёмного средства между поворотным шарниром и центром массы аппарата

tg β =	lс −a
		;
	H −(h +0,5D)
	ф

– при установке мачт или портала по оси поворотного шарнира

tg β =		lс		;
	H −(h +0,5D)
		ф
– при совмещении опор шевра с поворотным шарниром
tg β =		lс	,
		H −0,5D

где lс – расстояние от опоры аппарата до места строповки, м (величиной lс задаёмся); D – диаметр аппарата, м.

Угол β определяется по прил. 12 (при tg β > 1 значение угла β находим по ctg β = 1 / tg β).

2. Находим максимальное значение горизонтального усилия (кН) на шарнир, возникающего в начальный момент подъёма аппарата при ϕ= 0 , независимо от места установки груза подъёмного средства

Pг = Psinβ .

3. Определяем максимальное вертикальное усилие (кН), действующее на шарнир в момент посадки аппарата на фундамент при угле ϕ, близком к 90°, независимо от места установки грузоподъёмного средства

PВ =10Gоkпkд(1+0,6 D tg ϕ0 H0 ),

где 0,6D – расстояние от оси шарнира до оси аппарата; приближённо считаем, что расстояние от стенки аппарата до оси

шарнира составляет		0,1D (диаметра аппарата); ϕ0	– угол наклона	тормозной	оттяжки к горизонту	(рис. 17, а);
tg ϕ0 = (H0 +hф) l0		(высотой крепления тормозной оттяжки к аппарату		H0 и расстоянием от поворотного шарнира до
места крепления тормозной оттяжки l0 задаются), угол ϕ0 находят по прил. 12.
4.	Рассчитываем ось шарнира:
1)	находим максимальный изгибающий момент (кН см) в оси шарнира между опорными проушинами основания
шарнира (рис. 18, а), подставляя в формулу наибольшее из усилий Pг или Pв (как правило, Pв > Pг ):
		Mш = Pвlпр (4nк),
где lпр	– расстояние между проушинами, см (величиной lпр задаются); nк –				количество косынок,	соединяющих
опорную часть аппарата с осью шарнира (величиной nк			задаются);

а)	Pв n Pв n	Pв 2	б)		lк
	lпр			1
				1
			2
			2
				3
	Рис. 18. Поворотный шарнир:			4
	Рис. 18. Поворотный шарнир:
а – расчётная схема; б – узел шарнира;
1 – поднимаемый аппарат, 2 – косынка,					hп
	3 – ось шарнира, 4 – проушина				hп
	3 – ось шарнира, 4 – проушина
	основания шарнира				lп

aп

2)	определяем минимальный момент сопротивления сечения оси шарнира, см3
	Wш = Mш (m 0,1R);
3)	подсчитываем минимальный диаметр оси шарнира, см
				d =	3 10W			;
							ш
4)	проверяем ось шарнира на срез, задаваясь маркой стали
				Pв			≤ mRср .
		2n πd 2 4					≤ mRср .
				к
5.	Рассчитываем опорные проушины основания шарнира:
1)	проверяем опорные проушины на срез, задаваясь количеством проушин nп , расстоянием (см) от наружной
кромки проушины до отверстия hп и толщиной листа (см) для проушины δп ,
				Pг		≤ mR			;
						≤ mR			;
				2nпhпδп				ср
				2nпhпδп
2)	проверяем проушину на смятие
				Pв	≤ mR				;
					≤ mR				;
			nпδпd				см.шн
			nпδпd

3) находим изгибающий момент в проушине (кН см), задаваясь расстоянием (см) от опоры проушины до центра отверстия для оси шарнира aп ,

Mп = Pгaпnп ;

4) определяем минимальный момент сопротивления проушины, см3

Wп = Mп(m 0,1R); 5) подсчитываем длину опорной части проушины, см

lп = 6Wп δп ;

6) проверяем прочность сварного шва крепления опорной проушины к основанию шарнира на изгиб и срез, учитывая, что проушина приварена без разделки кромок угловым швом с обеих сторон

	P		2		6M	п	2
	г			+		п	≤ mRсв ,
n	βh l	ш			βh l2		у
п	ш	ш			ш ш

где β – коэффициент, учитывающий глубину провара (для ручной сварки β = 0,7); hш – толщина шва, см; lш – общая длина сварного шва, см; lш = 2lп −1.

6. Косынка шарнира, приваренная к основанию поднимаемого аппарата, рассчитывается аналогично проушинам опоры шарнира с той разницей, что расчётные нагрузки, действующие на них, принимаются равными максимальной

вертикальной составляющей Pв , причём это усилие делится на количество косынок n .

Пример 21. Рассчитать поворотный шарнир для подъёма аппарата колонного типа массой Gо =120 т, высотой Hа =30 м и диаметром D = 2,4 м на фундамент высотой hф =0,8 м. Центр массы колонны расположен на расстоянии lц.м =12 м от её основания. Колонна поднимается способом поворота вокруг шарнира вертикальной монтажной мачтой высотой H =20 м, установленной за поворотным шарниром на расстоянии от него a =6 м. Высота строповки колонны lс =20 м. Расстояние от оси шарнира до тормозной лебёдки l0 =50 м (рис. 17, а).

Решение.

1. Находим угол между подъёмным полиспастом и мачтой в начальный момент подъёма при угле ϕ = 0

	lс +a		20 +6	=1,4 ,
tg β =		=
	H −(h +0,5D)		20 −(0,8 +0,5 2,4)
	ф

угол β определяем по таблицам тригонометрических функций (прил. 12) через котангенс ctgβ=1 tgβ=1 1,4 =0,7 и β = 55°.

2. Определяем усилие в подъёмном полиспасте в начальный момент подъёма колонны:

P =	10Gоkпkдlц.м	=	10 120 1,1 1,1 12	=1419 кН.
P =	(H −h )sinβ−a cosβ	=	(20 −0,8) 0,819 −6 0,574	=1419 кН.
	ф

3. Находим максимальное значение горизонтального усилия, действующего на шарнир, которое соответствует начальному моменту подъёма колонны

Pг = Psinβ=1419 0,819 =1162 кН.

4. Определяем максимальное значение вертикального усилия, действующего на шарнир в момент посадки колонны

Смотрите также файлы

5_Метод указания к курсовому 2014 Котиков Г.С.pdf

6_СТП Правка 2014 (окончательная) Котиков Г.С.pdf

7_Монтаж и ПТМ (магистры) программа и задания для ДР Котиков Г.С.pdf

1_Учебное пособие МО АЭС_ 2007 Котиков Г.С.pdf

2_Задания для контрольных работ Котиков Г.С.pdf

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

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно