Материал: Механизация такелажных работ при сооружении систем теплоснабжения и вентиляции. Дольник А.М., Щукина Т.В
25
где Q - вес поднимаемой конструкции, Н; е-расстояние между точками прикрепления груза, см.
2. Определяем нормальное напряжение в траверсе при изгибе и сравниваем его с допустимым
σ=М/W σдоп, Н/см 2 ; |
(3.2) |
где W - момент сопротивления сечения траверсы.
Сечение траверсы удовлетворяет условиям прочности, если расчётное нормальное напряжение при изгибе будет не больше допустимого, т.е. 16000 Н/см 2 .
Пример 1
Рассчитать траверсу, закреплённую к крюку грузоподъёмного механизма, для подъёма воздуховода длиной 12000 мм, диаметром 1000 мм. Воздуховод изготовлен из стали толщиной 1,5 мм. Длина траверсы l =700 см.
Решение:
Определяем вес воздуховода, Q, Н:
Q=F∙p∙1,37 Н;
F-площадь поверхности воздуховода, м 2 :
F=L∙π∙D;
где L-длина воздуховода, м;
D-диаметр воздуховода, м;
p-вес 1 м 2 поверхности воздуховода. Для стали толщиной 1,5 мм p=120 Н. 1,37-коэффициент, учитывающий вес фланцев, хомутов, подвесок и прокладок под стропы.
Q=12∙3,14∙1∙120∙1,37=6195 Н.
Максимальный изгибающий момент
М=Q/2∙е/2=6195/2∙700/2=1084165 Н∙см.
Для траверсы выбираем швеллер №14, для которого момент сопротивле-
ния
W=70,2 см 3 .
26
Проверяем нормальное напряжение, возникающее в траверсе от изгиба. σ=M/W=1084165/70,2=15444 Н∙см <16000 Н∙см.
Схема 2 (рис.3.2)
|
Рис.3.2. Расчётная схема траверсы, работающей на сжатие: |
|
|
1-траверса, 2-поднимаемая конструкция, 3-облегчённый строп, |
|
|
4-двухветвевой строп |
|
Порядок расчёта траверсы, работающей по схеме 2: |
|
|
1. |
Находим усилие N в канатах двухветвевого стропа: |
|
|
N=Q/2∙1/cosα , Н, |
(3.3) |
где Q- вес поднимаемого груза, Н; |
|
|
α- угол наклона ветви стропа к вертикали. |
|
|
2. |
Находим сжимающее усилие N1 в балке траверсы: |
|
|
N1=Q/2∙tgα, Н. |
(3.4) |
27 |
|
3) Проверяем балку траверсы на устойчивость |
|
σ=N1/F∙φ σдоп, Н/см 2 , |
(3.5) |
где F-площадь сечения балки, см 2 ;
φ - коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости траверсы λ, определяемой по табл.3.1; λ-определяется отношением длины траверсы ℓ, в см к минимальному радиусу
инерции, определяемому по сортаменту выбранной балки imin, в см.
λ=ℓ/ imin.
Таблица 3.1 Зависимость коэффициента γ от гибкости λ при расчётном
сопротивлении стали R=200 МПа
λ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
φ |
1 |
0,988 |
0,967 |
0,939 |
0,906 |
0,869 |
0,827 |
0,782 |
0,734 |
0,665 |
0,599 |
λ |
110 |
120 |
130 |
140 |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
200 |
210 |
φ |
0,537 |
0,479 |
0,425 |
0,376 |
0,328 |
0,290 |
0,259 |
0,233 |
0,210 |
0,191 |
0,174 |
Пример 2
Рассчитать траверсу подвешенную к крюку грузоподъёмного механизма с помощью двухветвевого стропа (схема 2), для подъёма воздуховода из предшествующего примера длиной 12 м, диаметром 1000 мм и весом 6195 Н. Длина траверсы 7 м, угол α между ветвью стропа и вертикалью равен 45°.
Решение:
Находим усилие в канатах двухветвевого стропа
N=Q/2∙cosα=6195/2∙0,7070=4381 Н.
Определяем расчётное усилие в канате
R=N∙K=4381∙6=26286 Н,
где K-коэффициент запаса для строп равен 6.
По табл.П.1.1 подбираем канат двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6×36+1ос, диаметром 6,7 мм, σ=1960 Н/мм 2 с разрывным усилием 27600 Н.
Сжимающее усилие в балке траверсы N1:
28
N1=Q/2∙tgα=6195∙1/2=3098 Н.
Проверяем принимаемый швеллер №10 на устойчивость, для чего определяем гибкость
λ=l/imin=700/3,99=175,4>150,
imin определяем по сортаменту на швеллера imin=3,99 см. Швеллер №10 не отвечает требованию.
Принимаем швеллер №12 с imin=4,78 см. λ=700/4,78=146<150.
Напряжение в балке
σ=N1/F∙φ,
где F-определяем по сортаменту, для швеллера №12 F=13,3см 2 ; φ- определяем по табл.3.1 путём интерполяции для λ=146 и φ =0,347; σ=3098/13,3∙0,347=671 Н/см 2 <16000 Н/см 2 .
Не смотря на то, что напряжение много меньше допустимого, уменьшать размер швеллера нельзя из условий прогиба.
4. Монтажные блоки
Блоки, служащие для поднятия и перемещения груза, называются грузовыми монтажными блоками. Грузовые блоки могут быть однорольными и многорольными. Их грузоподъёмность зависит от диаметра и количества роликов. Однорольные блоки, служащие для изменения направления тягового каната, называются отводными.
Рис.4.1. Схема однорольного блока:
1-ролик; 2- щёки; 3- тяги; 4-ось ролика; 5 - нижняя траверса; 6 - грузовой крюк; 7 – верхняя траверса; 8 – петля
29
Рабочим органом блока является один или несколько роликов(1), насаженных на ось(4). Ролик по наружному диаметру имеет канавку для каната, называемую ручьём. Размеры ручья зависят от максимально допустимого диаметра каната, идущего через блок. Ось блока(4) закреплена между двумя щеками(2), которые усилены тягами(3). Ось ролика вращается в чугунных или бронзовых втулках, либо в подшипниках качения. В верхней части щёк имеется верхняя траверса(7) , к которой крепится петля для закрепления конца каната полиспаста или крепления стропа. В нижней части – нижняя траверса(5), к которой крепится крюк, который имеет возможность вращаться вокруг оси на 360º. К крюку подвешивается груз.
В многорольном блоке, состоящем из нескольких роликов, все ролики на своих осях вращаются самостоятельно, независимо друг от друга, и отделены друг от друга щеками. Это сделано для того, чтобы исключить попадание каната между телом ролика и каната.
Монтажные блоки подбираются из трёх условий:
1 – усилия, действующего на блок (грузоподъёмность блока); 2 – максимально допустимого диаметра каната для блока. Он должен быть
равным или больше диаметра каната, идущего на грузоподъёмный механизм; 3 – диаметр блока должен быть больше или равным диаметру, определён-
ному из условия, когда можно не учитывать дополнительное напряжение, возникающее от изгиба каната (см. формулу 1.2).
Пример1
Подобрать грузовой блок, если усилие действующее на блок равно 29 Кн, тяговое усилие создаёт электролебёдка, режим работы тяжёлый.
Решение:
По прил.2 подбираем грузовой блок однорольный грузоподъёмностью 30 кН, диаметром 225 мм, максимальный диаметр каната 17,5 мм.
Канат для оснащения лебёдки
R=S∙K=29∙6=174 кН.
По табл.П.1.1 подобран канат двойной свивки ЛК-РО 6×36+1ОС диаметром 18 мм, что больше, чем 17,5 мм. Подобранный блок не отвечает второму условию. Подбираем однорольный грузовой блок диаметром 250 мм с допустимым диаметром каната 19,5 мм, что больше 18 мм.
По формуле 1.2. определяем минимальный диаметр ролика блока D, по табл. 2 – ℓ равно 20.
D≥d(ℓ-1)=18(20-1)=342 мм, что больше диаметра 250 мм.