Варианты заданий для расчета стального каната для стропа см. Приложение 13.

4.Расчет витого стропа (рис 1, б)

1. Определяют натяжение (кН) в одном канатном витке стропа:

S = Р/(mncos α),

гдеР - усилие приложенное к стропу, кН; т — количество ветвей стропа (для витого стропа m=2); n- число канатных витков в сечении одной ветви стропа(обычно n=7,19 или 37 витков); α- угол между ветвью стропа и направлением усилия P(рекомендуется a≤30^o).

2. Находят разрывное усилие (кН) в одном канатном витке стропа:

R_к = Sк_э

где к_з-коэффициент запаса прочности (прилож. 2).

3. По расчетному разрывному усилию, пользуясь таблицей ГОСТа (прилож.1), подбирают стальной канат для витого стропа и определяют его технические данные.

4. Находят расчетный диаметрd_с поперечного сечения ветви стропа (мм) в зависимости от количества витков в сечении одной ветви:

7 витков…………………………d_c= 3d

19 витков……………………..…d_c= 5d

37. витков……………………..…d_c= 7d

где d- диаметр каната для витков стропа.

5.Находят минимальный диаметр захватного устройства:

D_а = к_сd_с,

где к_с - коэффициент соотношения диаметров захватного устройства и попереч­ного сечения ветви стропа; минимальная величина его составляет:

для захватного устройства двойной кривизны (типа ковша)….. к_с ≥ 2

для захватного устройства цилиндрической формы ……………. к_с ≥ 2

6.Подсчитывают длину каната (м) для изготовления витого стропа

L_к = 2,2nl+2t ,

где l — требуемая длина стропа по центральному витку, м; t — шаг свивки стропа, равный 30d, м.

Пример 5. Рассчитать витой строп для подъема аппарата массой G_о=300т за монтажные штуцера.

Решение. 1. Определяем натяжение в одном канатном витке стропа, задаваясь углом α — 20°, количеством канатных витков в одной ветви стропа n = 19 шт. и имея в виду, что Р = 10G_o:

S = P/(mncosα) = 10×300/(2×19×0,94) = 84 кН.

2.Находим разрывное усилие в одном канатном витке:

R_к = Sк_з = 84*5 = 420 кН.

3.По прилож. I подбираем стальной канат типа JIK-PO кон­струкции 6×36 (1+7+7/7+14)+1о.с. (ГОСТ 7668—80) с характеристиками:

Временное сопротивление разрыву, Мпа………………………1960

Разрывное усилие, кН……………………………………………430,5

Диаметр каната, мм…………………………………………….……27

Масса 1000 м каната, кг…………………………………………..2800

4.Находим расчетный диаметр поперечного сечения ветви стропа

d_c= 5d = 5*27 = 135 мм.

5.Подсчитываем минимальный диаметр захватного устройства

D_з = к_сd_c= 4*135 = 540 мм.

6.Определяем длину каната для изготовления стропа, задаваясь его длиной l = 1,5 м:

L_к = 2,2nl +2t = 2,2×19×1,5 + 2×0,8 = 64,3 м,гдеt =30d — 30×0,027= 0,8 м.

Варианты заданий для расчета витого стропа смПриложение 14.

5. Расчет элементов грузоподъемных средств, работающих на поперечныйизгиб

В такелажных приспособлениях и грузоподъемных устройствах широко используются элементы, работающие как балки на поперечный изгиб. К таким элементам относятся траверсы, монорельсы, кран-балки, ригели порталов, шевров и др.

В зависимости от назначения и величины нагрузок они могут быть сплошными, выполненными из одиночных швеллеров, двутавров, или стальных труб, либо сквозными. Сквозные составлены из парных швеллеров или двутавров, соединенных стальными пластинами, а также из стальных труб, усиленных элементами жесткости (уголками, пластинами и т.п.).

Балки, работающие на поперечный изгиб, рассчитывают в следующем порядке:

1. Подсчитывают нагрузки, действующие на балку с учетом всех внешних факторов (массы, поднимаемого груза, усилий в оттяжках и ветвях полиспатов и т.д.). При этом действующие нагрузки берут с учетом коэффициентов перегрузки К_п и динамичности К_д, которые принимают равными 1,1.

2. Находят максимальный изгибающий момент от действующих расчетных нагрузок М_max. В практических расчетах изгибающим моментом от собственной массы балки можно пренебречь.

3. Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки

W_тр .

4. Для сплошных балок, пользуясь прил. 5-7, выбирают стандартный профиль с моментом сопротивления, ближайшим к большему требуемому W_тр. Для сквозных балок момент сопротивления рассчитывают при условии, что он должен быть также не менее W_тр.

5. При необходимости определяют прогиб балки и сравнивают его с допускаемым прогибом.

На рис. 2 представлена монтажная балка с закрепленным за средину полиспастом,предназначенным для подъема аппарата.

Расчет монтажной балки выполняют в следующем порядке:

1. Определяют усилие, действующее на монтажную балку в точке подвески полиспаста с учетом К_п и К_д.

Р=10·G_оК_п К_д / n + 10· G_пК_п + S_п,

где ·G_о– масса поднимаемого аппарата, т; n – количество полиспастов; G_п – масса полиспаста, т; S_п– усилие в сбегающей ветви полиспаста, кН.

Рис. 2. Расчетная схема монтажной балки

2. Максимальный изгибающий момент рассчитывают по формуле

М_max= ,

где l – пролет монтажной балки.

3. Вычисляют требуемый момент сопротивления, по которому подбирают стандартный профиль

W_тр= ,

где R – расчетное сопротивление, МПа (прил. 3);m – коэффициент условия работы(прил.4).

Пример 6. Рассчитать монтажную балку пролетом l=3 м для подъема аппарата массой 18 т одним полиспастом, закрепленным за средину балки, если известно, что масса полиспаста G_п=1,2 т, усилие в сбегающей ветви S_п=35 кН. Материал балки Ст.3.

Решение:

1. Определяем усилие, действующее на монтажную балку в точке подвески полиспаста:

Р= 10·G_оК_пК_д+10G_пК_п+S_п=10·18·1,1·1,1+10·1,2·1,1+35=266 кН.

2. Максимальный изгибающий момент в монтажной балке рассчитываем по формуле

М_max = кН·см.

3. Находим требуемый момент сопротивления поперечного сечения монтажной балки

W_тр= =19950 / (0,85·0,1·210)=1117,6см³.

4. Для балки сплошного сечения (прил. 5) принимаем двутавр№ 45 с W_х=1231см³, что удовлетворяет условию W_х>W_тр.