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 Н м= (1,8–3) l ц.м;
– расстояние от якоря рабочей ванты до мачты l я= (4–6) l ц.м;
– расстояние от места строповки оборудования до его основания l с=(1,3–2) l ц.м.
Расчет такелажной оснастки по схеме, приведенной на рис. 22, а, сводится к следующему:
|
|
1. Определяют необходимую высоту мачты (м):
Н м = (1,8–3,0) l ц.м ,
где l ц.м – расстояние от центра массы до основания оборудования, м.
а
б
Рис. 22. Расчетная схема подъема оборудования мачтами методом поворота вокруг шарнира: а – первый вариант; б – второй вариант
2. Максимальное усилие в спаренном полиспасте в начальный момент подъема оборудования (кН) рассчитывают по формуле
Р п = 10· G o· l цм / [(H м– h ф)·sinβ– l ш·cosβ],
где G о – масса поднимаемого оборудования, т; h ф – высота фундамента, м;
l ш – расстояние от оси шарнира до мачты, м; β – угол между мачтой и подъемным полиспастом.
tg β = (l c+ l ш) / (H м– h ф–0,5 D),
где l c – расстояние от основания оборудования до места строповки, м; D – диаметр аппарата, м.
По усилию Р п рассчитывают подъемные полиспасты (см. п.7) и стропы (см. п.3).
3. Усилие в рабочей ванте (кН) определяют по формуле
Р р.в =Р п ·sin β / sin γ,
где γ – угол между мачтой и рабочей вантой, tg γ = l я/ Н м; l я – расстояние от мачты до якоря рабочей ванты.
По усилию Р р.в рассчитывают канат и якорь для задней ванты (см. п.2,9).
4. Суммарное сжимающее усилие (кН), действующее по оси мачты определяют как
S м =Р п· К п · К д·cosβ +Р р.в ·cosγ + 10· G м · К п + 10 G п · К п +n · Р н.в ·sinδ +S п ,
где n – количество нерабочих вант; Р н.в – усилие первоначального натяжения нерабочих вант, кН (прил. 14); S п – усилие в сбегающей ветви грузового полиспаста, кН; G м – масса мачты, т; G п – масса полиспаста, т; δ – угол наклона нерабочих вант к горизонту.
По усилию S м рассчитывают сечение мачты (см. п.10).
|
|
5. Находим усилие в тормозной оттяжке:
Р т = 10· G о·0,6 D / (h т ·cos α т),
где h т – расстояние от основания оборудования до места крепления тормозной оттяжки, м; α т – угол наклона тормозной оттяжки к горизонту.
По усилию Р т рассчитывают канат (см. п.2) тормозной оттяжки и лебедку (см. п.8).
Пример 11. Рассчитать такелажную оснастку для подъема металлической дымовой трубы высотой Н o = 36м, диаметром D= 2,2м, массой G o = 28 т с центром массы, расположенным посредине ее высоты на фундамент высотой h ф = 3 м, способом поворота вокруг шарнира одиночной вертикальной мачтой, установленной за шарниром на расстоянии l ш = 6 м(см.рис. 22 ,а). Масса мачты G м = 6 т, масса полиспаста G п = 2 т, число нерабочих вант n= 2, усилие в полиспасте S п = 40 кН, угол наклона нерабочих вант к горизонту δ=450, угол наклона тормозной оттяжки к горизонту αт = 400, высота крепления оттяжки h т = 23,4 м.
Решение:
1. Определяем высоту мачты, выбирая соотношение
Н м = 2 l ц.м = 2·18=36 м.
2. Находим угол между полиспастом и мачтой в начальный момент подъема трубы, при условии l c = 1,3 l ц.м = 1,3·18=23,4 м,
tgβ = (l c+ l ш) / (H м – h ф–0,5 D) = 
=0,922; β ≈ 430.
Усилие в подъемном полиспасте в начальный момент подъема
Р п = 10· G o l ц.м /[(H м– h ф)sinβ – l ш·cosβ] =
10·28∙18 / [(36–3)∙0,682–6·0,731] = 278,1 кН.
3. Угол между мачтой и рабочей вантой определяем при l я =5, l ц.м = 5·18=90 м:
tg γ =l я/ H м = 
= 2,5; γ ≈ 68 0.
Усилие в рабочей ванте
Р р.в =Р п ·sinβ/ sin γ=278,1·0,682 / 0,927=204,6 кН.
4. Суммарное сжимающее усилие, действующее по оси мачты, находим по формуле
S м =Р п· К п· К д·cosβ +Р р.в·cosγ + 10· G м· К п + 10 G п· К п +n · Р н.в·sinδ +S п =
|
|
=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
Р т = 10· G o0,6 D / (h т·cos αт) = 10·28·0,6·2,2 / (23,4·0,766)=20,6 кН.