Определение основных нагрузок на такелажные средства графическим методом




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

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

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

 

 

Рис. 25. Определение усилий при монтаже графическим способом

 

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

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

3. Из точки А в масштабе откладывают по вертикали величину вектора силы тяжести аппарата G 0 (точка В).

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

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

Таким образом, в результате построения имеем:

АВ – сила тяжести аппарата G о;

ВС – усилие в рабочем полиспасте S п;

CD – усилие в ванте S в;

СА – суммарная реакция в шарнире S ш;

DB – сжимающее усилие в мачте S м.

 


КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Задача 1. Рассчитать консольную двутавровую монтажную балку, закрепленную в стене здания и используемую для подъема аппарата массой G о=2 т. Длина консоли балки l =1,5 м; масса полиспаста G п=0,36 т; S п=10 кН; К п=1,1; К д=1,1. Материал балки – Ст. 3.

Рис. к задаче 1

 

Задача 2. Рассчитать двутавровую монтажную балку пролетом l =6 м для подъема реактора массой G о=32 т двумя полиспастами, закрепленными согласно схеме, если известно, что масса одного полиспаста G п=1,5 т, усилие в сбегающей ветви S п=35 кН. Коэффициенты перегрузки К п и динамичности К дпринять равными 1,1. Расстояние l 1= l 2=1,6 м.

Рис. к задаче 2


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

Рис. к задаче 3

 

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

Рис. к задаче 4


Задача 5. Рассчитать и подобрать сечение балансирной траверсы, изготовленной из двутавров согласно схеме для подъема аппарата массой G о=75 т двумя стреловыми кранами грузоподъемностью Р 1=30 т; Р 2=63 т. Общая длина траверсы l =4 м. Материал траверсы – Ст. 3.

 

Рис. к задаче 5

 

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

 

Рис. к задаче 6

 

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


 

Рис. к задаче 7

 

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

f = 0,3. Материал швеллера – Ст.3.

 

 

Рис. к задаче 8

 

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

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

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


 

Рис. к задаче 9

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

 

 

Рис. к задаче 10

 

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


Рис. к задаче 11

 

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

 

 

Рис. к задаче 12


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

 

Рис. к задаче 13

 

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

 

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

G м=6 т; высота мачты Н =20 м; угол α =150; β =230; коэффициенты перегрузки и динамичности К п= К д=1,1. Массой самого полиспаста можно пренебречь.

 

Задача 16. Рассчитать ригель портала, изготовленного из двутавра согласно приведенной схеме, если Р =10 т; длина ригеля l =12 м; l 1=3 м; l 2=5 м. Материал ригеля – Ст.3.

 

Рис. к задаче 16

Задача 17. Рассчитать ригель шевра, изготовленного из двутавра (см.рис. 18), материал двутавра – Ст.3. Усилие в грузовом полиспасте Р г.п=195 кН; усилие в рабочей ванте Р р.в=48 кН; масса шевра G ш=8 т; усилие в сбегающей ветви полиспаста S г.п=32 кН. Массой грузового и рабочего полиспастов можно пренебречь. Коэффициенты динамичности и перегрузки К п= К д=1,1. Угол β =320, γ=260; l 1= l 2=1,5 м.

 

 

Задача 18. Определить сжимающее усилие, действующее на подпорку S м при монтаже оборудования двумя кранами, если масса аппарата G о=120 т. Угол γ = β =100. Коэффициенты перегрузки и динамичности К п= К д=1,1.

 

 

Рис. к задаче 18

 

 

Задача 19. По условиям задачи 18 рассчитать сечение трубчатой мачты, если высота мачты Н =10 м, материал трубы – сталь45.

 

 

Задача 20. Определить требуемую грузоподъемность крана G кр при монтаже аппарата массой G о=92 т способом поворота вокруг шарнира в два этапа с дотяжкой, а также усилие в дотягивающем устройстве Р д, которое вступает в работу при φ=500 и усилие в тормозной оттяжке Р т, если α=300, β =350. На рисунке h т= h д=32 м, l ц.м=17 м, l c=35 м, D = 2,4 м.

 


Рис. к задаче 20

 

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

 

Рис. к задаче 21

 

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

G о=120 т; угол φ=400, угол γ =350; К н=1,1; число роликов полиспаста n =6; КПД полиспаста η = 0,8.


Рис. к задаче 22

 

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

b = 16 м, h = 3 м.

 

 

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

 

 

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

 


Рис. к задаче 25

 

Задача 26. Определить максимальное усилие в полиспасте Р п, усилие в ванте Р т и усилие в тормозной оттяжке Р от при установке аппарата на фундамент согласно приведенной схеме монтажа, если масса аппарата G о=38 т, высота мачт Н= 30 м, диаметр аппарата D =2,2 м. На рисунке а =8 м, l ц.м =18 м, l c=24 м, h т=25 м, h ф=3 м, α = 400; γ = 500.

 

 

Рис. к задаче 26


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

l c=20 м, h т=30 м, γ =500; α =400.

 

 

Рис. к задаче 27

 

Задача 28. При монтаже аппарата самомонтирующимся порталом определить усилие в спаренном полиспасте: в начальный момент подъема портала Р 1п в начальный момент подъема аппарата Р 2п, когда угол подъема портала к горизонту составит 900 (изобразить на рис.), а также максимальное усилие в тормозной оттяжке при установке аппарата на фундамент в проектное положение Р от, если масса аппарата G о=82 т, масса портала G п=9 т; диаметр аппарата D =2,4 м, высота портала Н =30 м. На рисунке h с=4 м, l c=26 м,

l ц.а=16 м, l ц.п=15 м, h т=28 м, α = 300.

 

Задача 29. Определить продольную нагрузку, действующую на подпорку при монтаже аппарата способом выжимания массой G о=80 т, когда угол наклона аппарата к горизонту φ=300, если h ф=2,5 м, l ц.м=15 м, β =280, а =30 м.

 


 

Рис. к задаче 28

 

 

 

Рис. к задаче 29


 

Задача 30. Определить усилие в полиспасте Р п, закрепленном за строительную конструкцию, и усилие в оттяжке Р от, которая направлена горизонтально, если масса поднимаемого оборудования G о=20 т, а =2 м,

h =3 м.

 

 

Рис. к задаче 30

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

 

Рис. к задаче 31

 


 

 

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

 

 

Рис. к задаче 32

 


ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности такелажных средств К 3

 

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

 

Приложение 2

Канаты стальные

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

Окончание прил. 2

 

Диаметр каната, мм Масса 1000 м каната, кг Временное сопротивление разрыву, МПа
         
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



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-13 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: