Материал: Механизация такелажных работ при сооружении систем теплоснабжения и вентиляции. Дольник А.М., Щукина Т.В
50
Усилие на все нити полиспаста распределяется равномерно только в состоянии покоя. Если лебедка задействована, то наименьшее усилие будет в неподвижной нити, так как она не огибает ни одного ролика, наибольшее усилие будет в нити, которая идет на лебедку, поскольку в этой нити усилие будет складываться из поднимаемого груза и суммы усилий на преодоление сил трения, возникающих между осью ролика и втулками.
Усилие в нити полиспаста, идущей на лебедку, определяется по формуле
Sл = a·Q , |
(8.1) |
где Sл – усилие в нити полиспаста, идущей на лебедку, кН; Q – вес поднимаемого груза, кН;
а – коэффициент, зависящий от числа рабочих нитей, количества отводных блоков и материала втулок блока (чугунные втулки, бронзовые втулки или подшипники качения), определяется по прил.6.
Пример 1
Определить усилие в канате, идущем на лебедку, если необходимо поднять груз весом 22 кН. В наличие имеется приводная лебедка типа Т-66В (см. характеристику в табл.П.5.1) с тяговым усилием 5 кН. Использованы блоки с бронзовыми втулками. Расчетная схема представлена на рис. 8.3. Вес груза включает вес поднимаемого оборудования, вес стропа, вес подвижного блока и вес каната.
Рис. 8.3. Расчетная схема
Решение:
1.Определяем предварительную кратность полиспаста n = 225 5 крат. – 5 рабочих нитей.
51
2.Определяем усилие в канате, идущем на лебедку, по формуле 8.1. Предварительно по прил.6 определяем коэффициент «а» при пяти рабочих нитях, для бронзовых втулок, при четырех отводных блоках ( ролик, с которого сбегает нить, следует считать отводным блоком):
а = 0,253;
Sл = 0,253∙22 = 5,57 кН,
что больше тягового усилия лебедки Т-66В. Следовательно выбранный полиспаст не годится.
Принимаем полиспаст с шестью рабочими нитями.
а = 0,215.
Sл = 0,215∙22 = 4,73 кН,
что меньше тягового усилия лебедки Т-66В.
Разрабатываем схему запасовки полиспаста на шесть рабочих нитей. Количество рабочих нитей четное, поэтому конец каната крепим к траверсе неподвижного блока. Неподвижный и подвижный блоки принимаются трехрольными.
Рис. 8.4. Схема запасовки шестикратного полиспаста
Нумерация усилий в нитях каната начинается от закрепленной нити. Усилие обозначается как S0 и далее S1, S2, S3, S4, S5, S6.
Для определения сечения каната для закрепления полиспаста и отводных блоков необходимо рассчитать усилие в любой нити, которое определяется по формуле
Sк = |
1 |
|
·Q· i , |
(8.2) |
|
n 1 |
|||||
|
|
|
|||
где Sк – усилие в любой нити, кН;
- коэффициент, учитывающий потери от трения и жесткости каната при огибании им одного из роликов (при подшипниках качения = 1,02, при бронзовых втулках = 1,04, при чугунных - = 1,06);
Q – нагрузка на полиспаст, кН;
n – число рабочих нитей полиспаста, на которых подвешен блок;
52
i – порядковый номер нити.
Для удобства и упрощения расчетов в табл.8.1 приводятся значения n и i.
Таблица 8.1
Значение в степени n и i
n и i |
|
|
|
n и i |
|
|
|
|
1,02 |
1,04 |
1,06 |
1,02 |
1,04 |
1,06 |
|||
|
|
|||||||
0 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
7 |
1,149 |
1,316 |
1,504 |
|
1 |
1,020 |
1,040 |
1,060 |
8 |
1,172 |
1,368 |
1,594 |
|
2 |
1,040 |
1,082 |
1,124 |
9 |
1,195 |
1,423 |
1,689 |
|
3 |
1,061 |
1,125 |
1,191 |
10 |
1,219 |
1,480 |
1,791 |
|
4 |
1,082 |
1,170 |
1,262 |
11 |
1,243 |
1,539 |
1,898 |
|
5 |
1,104 |
1,217 |
1,338 |
12 |
1,268 |
1,601 |
2,010 |
|
6 |
1,126 |
1,265 |
1,418 |
|
|
|
|
Длину каната для оснастки системы “полиспаст – отводные блоки - лебедка” следует определять по формуле
L = n·(H + |
d ) + l + 3 D, |
(8.3) |
|
2 |
|
где L –длина каната, м;
n – число рабочих нитей полиспаста;
Н – расстояние между центрами неподвижного и подвижного блоков полиспаста, который находится в максимально растянутом состоянии, м;
D – диаметр барабана лебёдки, м;
l – длина сбегающего конца каната от неподвижного блока до лебедки, м;
3 D – длина каната, необходимая для обеспечения требования: оставить на барабане лебедки минимум 3 витка каната, м.
Пример 2
Поднять фильтр для очистки выбрасываемого воздуха весом 23 кН с отметки - 3 м. Отметка закрепления неподвижного блока полиспаста 16 м. Габариты фильтра - 2 1 1, м. Фильтр стропится четырехветвевым стропом с ветвями длиной 3 м. Имеется в наличии приводная лебедка У5120.60 с тяговым усилием 6,3 кН, диаметром барабана 0,15 м и канатоемкостью 130 м. Максимально допустимый диаметр каната – 8,3 мм. Блоки с чугунными втулками. Режим работы лебедки – легкий. Схема монтажа фильтра приведена на рис.
8.5.
Необходимо подобрать полиспаст и вычертить схему его запасовки; по-
53
добрать тип и сечение каната для оснащения полиспаста и лебедки; определить длину каната для оснастки системы “полиспаст – отводные блоки - лебедка”; рассчитать стропы для крепления неподвижного блока полиспаста к ферме и для крепления отводных блоков; определить усилие в канате, идущем на лебедку; рассчитать строп для строповки фильтра.
а) |
б) |
|
|
Рис. 8.5. а) схема монтажа фильтра; б) расчетная схема строповки:
Решение:
1. Рассчитать строп для строповки фильтра и определить его вес. Из треугольника abc определяем диагональ ab (см. рис. 8.5.б)
ab = 
ac2 сb 2 = 
22 12 = 2,24 м; ао = ab2 = 1,12 м.
Из треугольника аео определяем ое, т.е. высоту строповки:
ое = h = 
ae2 ao2 = 
32 1122 = 2,78 м.
sin = |
ao |
= |
1,12 |
=0,373, = 22 . |
||
|
||||||
ae |
||||||
|
3 |
|||||
|
|
|
||||
Усилие в ветвях стропа определяем по формуле 2.5
S = |
1 |
∙ |
Q |
= |
1 |
∙ |
23 |
=8,27 кН. |
|
||||||||
|
m k |
|
|
|||||
Cos |
Cos22 |
4 0.75 |
Расчетное разрывное усилие в канате стропа
R = S∙k = 8,27∙6 = 49,69 кН.
54
По табл.П.1.1 подобрать канат двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6 36+1ос маркировочной группы 1570 Н/мм2, диаметром 9,7 мм, весом 3835 Н на 1000 метров каната.
Вес стропа: 3∙4∙3835/1000 = 46 Н.
Вес поднимаемого груза: 23 кН + 0,046 кН = 23,046 кН.
2. Определить предварительно кратность полиспаста ( количество рабочих нитей).
n = 23.046 4 нити, 6.3
где 6,3 кН – грузоподъемность лебедки У5120.60.
По формуле 8.1 определить усилие в канате, идущем на лебедку.
Sл = Q∙a = 23,046∙0,325 = 7,48 кН > 6,3 кН.
Коэффициент “a” принимать по прил.6 (4 рабочих нити, 3 отводных блока и блоки с чугунными втулками).
Поскольку усилие в канате, идущем на лебедку, больше тягового усилия лебедки, выбираем полиспаст с большей кратностью - с пятью рабочими нитями.
Sл = 23,046∙0,267 = 6,15 кН < 6,3 кН.
3.Вычерчивается схема запасовки системы “полиспаст – отводные блоки - лебедка” и производится нумерация усилий в нитях каната.
Рис.8.6. Схема запасовки системы
4. Определяется нагрузка на строп для крепления неподвижного блока полиспаста, которая слагается из вертикальной составляющей и усилия S5. Вертикальная составляющая складывается из веса фильтра, веса стропа, веса подвижного блока, веса неподвижного блока и веса каната полиспаста. В каче-