Расчёт лебёдки с проверкой её устойчивости

Введение

На строительных площадках, в производственных цехах при эксплуатации оборудования с электроприводом могут иметь место несчастные случаи при поражении током большой величины при коротком замыкании. Для предотвращения электроудара предусматриваются устройство защитного зануления используемых машин, агрегатов.

Для обеспечения безопасных условий труда при подъёме груза массой 1,8 т нужно рассчитать полиспаст и проверить лебёдку, на устойчивость, используемую для поднятия грузов.

В соответствии с заданием необходимо рассчитать конструкцию зануления состоящую из алюминиевых проводов сечением 6 мм² для производственного оборудования с единичной мощностью 100 квА, работающего от сети напряжением 380 вольт, расположенного на строительной площадке.

Расчёт полиспаста

Расчёт полиспаста ведём по методике, изложенной в литературе [2].

Рассчитать полиспаст для подъёма груза массой 1,8 т, с помощью траверсы массой 0,1 т на высоту 11 м.

Рис. 1.1 – Расчётная схема полиспаста, расположенного вертикально.

Подсчитываем усилие, действующее на полиспаст:

, кгс (1.1)
где - масса поднимаемого груза, кг;

- масса захватного устройства (траверса), кг;

кгс.

Определяем усилие, действующее на верхний неподвижный блок полиспаста по формуле:

, кгс (1.2)
кгс.

Используя приложение VI по [2], подбираем полиспастные блоки грузоподъёмностью 2 т с общим количеством роликов шт (по 1 ролику в каждом блоке), диаметр ролика 200 мм и массой обоих блоков кг.

Выбираем блоки с роликами на подшипниках качения, и принимая два отводных блока, установленных на сбегающем коне полиспаста до лебёдки, по таблице 10 [2] находим коэффициент полезного действия полиспаста для общего количества роликов 2 шт и рассчитываем усилие в сбегающем конце полиспаста:

, кгс (1.3)
кгс.

Находим разрывное усилие в сбегающем конце полиспаста:

, кгс (1.4)
где - коэффициент запаса прочности;
кгс.

По приложению I [2] выбираем стальной канат со следующей характеристикой:

тип каната…………………………………….ЛК-Р ( +1 о. с.)

разрывное усилие, кгс…………………………………………7255

временное сопротивление разрыву кгс/мм² …………………..140

диаметр каната, мм……………………………………………….13

Подсчитываем длину троса для оснастки полиспаста, задаваясь длиной сбегающегося конца м:

, м (1.5)
где - расчётный запас длины троса, м;
м.

Находим суммарную массу полиспаста, определив по приложению I [2] массу 1000 м расчётного диаметра троса кг:

, кг (1.6)
кг.

Определяем усилие, действующее на трос, закрепляющий неподвижный блок полиспаста:

, кгс (1.7)
кгс.

Взяв трос, для крепления неподвижного блока полиспаста в четыре ветви и определив по приложению XV [2] коэффициент запаса прочности , подсчитаем разрывное усилие в каждой из четырёх ветвей каната:

, кгс (1.8)
кгс.

По приложению I [2] выбираем стальной канат со следующей характеристикой:

тип каната…………………………………….ЛК-Р ( +1 о. с.)

разрывное усилие, кгс…………………………………………7255

временное сопротивление разрыву кгс/мм² …………………..140

диаметр каната, мм……………………………………………….13
Вывод: система полиспаста с канатом ЛК-Р ( +1 о. с.) и двумя блоками (роликами диаметром 200 мм) поднимает груз массой 1,8 т.

Расчёт лебёдки с проверкой её устойчивости

Расчёт лебёдки на устойчивость ведём по методике, изложенной в литературе [3].

По усилию в сбегающем конце полиспаста подбираем по приложению VII [2] ручную лебёдку типа ЛР-1 с тяговым усилием 1 т и канатоёмкостью 150 м.

Рис. 2.1 – Расчетная схема лебёдки, проверяемая на устойчивость.

Обеспечиваем устойчивость лебедки, для этого на раму лебедки можно положить контргруз 1 и 2. Величина груза, обеспечивающая устойчивость лебедки, при горизонтальном расположении каната определяется из выражения:

, кг (2.1)
где - усилие, приложенное к канату лебедки, кгс;

- масса лебедки, кгс;

- расстояние от плоскости установки лебедки до каната, м;

и - расстояние от ребра опрокидывания рамы до оси, проходящей через центр тяжести соответственно лебедки и балласта, м;
кг.

В качестве балласта можно использовать железобетонные блоки. При расположении каната под углом к горизонту величина раскладывается на составляющие и :
кгс
кгс.

В этом случае может появиться необходимость загрузить переднюю, часть лебедки грузом массой G₃, который определяется из выражения:

, кг (2.2)
кг.
Вывод: так как G₃ получилось отрицательное значение, значит балласт на переднюю часть не нужен.