1.1 Основные принципы расчета

Расчет сводится к решению следующих двух задач:

1 Определение максимальных расчетных усилий, возникающих в различных элементах такелажных средств в процессе подъема и перемещения оборудования и конструкций.

2 Определение конструктивных размеров этих элементов с учетом максимальных нагрузок, действующих на них, или подбор стандартного такелажного оборудования по расчетным нагрузкам.

Все грузоподъемные устройства рассчитываются с учетом следующих нагрузок и воздействий:

- масс поднимаемого груза и самого грузоподъемного устройства вместе со всеми монтажными приспособлениями;

-усилий в оттяжках, расчалках и сбегающих ветвях полиспаста;

-нагрузок, вызываемых отклонением грузоподъемных устройств от вертикали;

-динамических воздействий, учитываемых коэффициентом равным 1,1;

- ветровых нагрузок.

Все грузозахватные приспособления рассчитываются с учетом следующих нагрузок:

-масс поднимаемого оборудования и захватных приспособлений;

-усилий оттяжек;

-динамических воздействий, учитываемых коэффициентом, равным 1.1.

1.2 Материалы, применяемые для изготовления такелажной оснастки и грузоподъемных средств

В грузоподъемных устройствах обычно используются углеродистые

стали группы В, в которых гарантируются механические свойства и требования по химическому составу. Для этой группы сталей механические свойства - прочность, а требования к химическому составу - свариваемость и качество стали.

В такелажных приспособлениях наиболее распространены все разновидности Ст3.

Для элементов грузоподъемных средств применяются следующие типы стальных труб: горячедеформированные бесшовные по ГОСТ 8732, электросварные прямошовные по ГОСТ 10704.

Для осей и шарниров используется круглый прокат из стали марок

Ст3сп3 и Ст5 сп3 по ГОСТ 380 , сталь 20, 35, 45 по ГОСТ 1050.

Для соединения элементов и узлов, воспринимающих сдвигающие и растягивающие усилия применяются болты из стали марок сталь 20 и 45 по ГОСТ 1050 или сталь 35Х по ГОСТ 4543.

2 Расчет грузозахватных устройств

2.1 Расчет стальных канатов

При выполнении такелажных работ, связанных с монтажом различного технологического оборудования и конструкций применяются стальные канаты. Они используются для изготовления стропов и грузовых подвесок, в качестве расчалок, оттяжек и тяг, а также для оснастки полиспастов, лебедок и монтажных кранов.

Независимо от назначения в такелажных средствах необходимо применять стальные канаты, отвечающие следующим общим требованиям:

по конструкции — двойной свивки;

по типу прядей — с линейным касанием проволок между слоями (ЛК.) и в качестве замены — с точечно-линейным касанием (ТЛК);

по материалу сердечника — с органическим сердечником (ОС) и в качестве замены — с металлическим сердечником (МС) из канатной проволоки;

по способу свивки — нераскручивающиеся (Н);

по направлению свивки — крестовой свивки;

по механическим свойствам проволоки — канаты марки I и в качестве замены — канаты марки II;

по маркировочной группе — с временным сопротивлением разрыву 1764 МПа и более; как исключение допускается применение канатов прочностью не менее 1372 МПа;

по наличию покрытия — для работы в химически активных средах и воде — канаты с оцинкованной проволокой;

по назначению — грузовые (Г).

В зависимости от назначения применяются канаты следующих типов:

для стропов, грузовых подвесок и оснастки полиспастов, лебедок, кранов — более гибкие канаты типа ЛК-РО конструкции 6x36 (1 + 7 + 7/7 + 14) + 1 о. с. (ГОСТ 7668—80); в качестве замены могут быть использованы канаты типа ТЛК-0 конструкции 6X37 (1 + 6+15 +15) +1 о.с. (ГОСТ 3079-80);

для расчалок, оттяжек и тяг — более жесткие канаты типа ЛК-Р конструкции 6Х19 (1 + 6 + 6/6) + 1 о. с. (ГОСТ 2688—80); в качестве замены допускается применение канатов типа ЛК-О конструкции 6х 19 (1 + 9 + 9) + 1 о. с. (ГОСТ 3077—80). Технические данные рекомендуемых типов канатов приведены в приложении 1.

Стальные канаты рассчитываются на прочность путем определения максимальных расчетных усилий в ветвях, умножения их на коэффициент запаса прочности и сравнения полученных значений с разрывным усилием каната в целом. При этом расчетные усилия, действующие на канат, включают нормативные нагрузки без учета коэффициентов перегрузки и динамичности от, массы поднимаемых грузов вместе с монтажными приспособлениями и усилий в оттяжках, тягах. 

Расчет стального каната выполняется в следующем порядке:

1 Определяем разрывное усилие канат (кН)

,

где S-максимальное расчетное усилие в канате, кН;

к_з — коэффициент запаса прочности (приложение 11 XI000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000)

2 В зависимости от назначения выбирают более гибкий (6x36) или более жесткий (6x19) канат и по таблице ГОСТа (приложение 1) устанавливают его характеристику: тип, конструкцию, временное сопротивление разрыву, разрывное усилие (не менее расчетного) диаметр и массу.

Пример 1 Подобрать и рассчитать стальной канат для электролебедки с тяговым усилием S = 100 кН.

Решение Определяем разрывное усилие в канате, определив по приложению 11 коэффициент запаса прочности к_з =5 для грузового каната с легким режимом работы

= 100*5 = 500 кН.

2 Выбираем для лебедки гибкий канат типа ЛК-РО конструкции 6X36

(1 + 7 + 7/7 + 14) 1 о. с. (ГОСТ 7668—80) и по таблице ГОСТа (приложение 1) определяем его характеристики:

временное сопротивление разрыву, МПа 1764

разрывное усилие, кН 517

диаметр каната, мм 31

масса 1000 м каната, кг 3655