Кабельные краны

Кабельные краны применяют и гидротехническом строительстве, при сооружении мостов, на складах, при выполнении ре­монтных работ, когда ввиду сложности условий производства невозможно или нецелесообразно укладывать подъездные пути для подачи конструкций и грузов непосредственно к месту мон­тажа.

Рис. 88.Расчетная схема усилий в несущем канате кабель-крана

Конструктивно кабельный кран представляет собой две мач­ты, расположенные на некотором расстоянии одна от другой и раскрепленные вантами с якорями. Между мачтами натянут несущий канат, по которому при помощи тягового каната пере­двигается грузовая тележка с полиспастом для подъема груза. Электролебедки для подъема грузов и перемещения тележки расположены у одной из опор крана.

Основными канатами кабельных кранов являются несущий, подъемный и тяговый, которые подбирают по расчету в зависи­мости от конструкции и грузоподъемности крана.

Точные расчеты несущего каната сложны и громоздки и при­меняются при выборе несущего каната для стационарных ка­бельных кранов больших пролетов и грузоподъемности.

Для временных кабельных кранов, применяющихся на строи­тельных площадках, выбор несущего каната можно произвести по упрощенной методике: либо по усилию, возникающему в ка­нате крана при его эксплуатации, либо по стреле провеса каната.

Расчетные усилия в несущем канате возникают от веса гру­за и тележки, который рассматривают как сосредоточенную нагрузку, и от собственного веса каната, который принимают, как равномерно распределенную нагрузку. Для кабельных кра­нов с опорами, расположенными на одном уровне, расчетная схема усилий от веса груза и тележки приведена на рис. 88, а, от собственного веса каната — на рис. 88,6.

Наибольшие усилия в канате возникают при расположении тележки с грузом в середине пролета. Для этого случая значе­ние распора Н в соответствии с расчетными схемами состав­ляет:

и

где — распор от веса тележки и груза в м;

— распор от собственного веса каната в м;

l— пролет крана в м;

Р— вес груза в кг;

Q— вес тележки с полиспастом в кг;

q' — собственный вес каната в кг;

f — стрела провеса каната под грузом в центре пролета в м.

Точное определение величины f сложно. Поэтому обычно величиной провеса каната задаются и принимают ее равной от 1/15 до 1/25 пролета кабельного крана.

Полное натяжение каната:

Н = H₁ + H₂.

Усилие в канате от веса груза и тележки:

где -опорная реакция от груза.

Усилие в канате от его собственного веса:

Расчетное усилие в канате

S = S₁ + S₂.

Сечение несущего каната подбирают по расчетному растя­гивающему усилию S с запасом прочности 3,5 для постоянных канатов и 3 для временных. Выбранное сечение каната прове­ряют на напряжения от изгиба, которые возникают под коле­сами тележки в канате.

Напряжения от изгиба должны составлять 0,4—0,8 величины растягивающих напряжений, величину которых определяют по формуле

где — напряжение от изгиба в кГ/см²;

V— давление одного колеса тележки в кг;

F — площадь сечения проволок каната в см²;

— напряжение растяжения в канате в кГ/см²;

Е_к — модуль упругости каната в кГ/см².

Модуль упругости каната Е_к определяют по формуле:

где Е — модуль упругости проволоки, равный 2-10⁶ кГ/см²;

ξ — коэффициент уменьшения модуля упругости каната в зависимости от его типа.

Длина гибкого и нерастяжимого каната L может быть найде­на по формуле:

где f₁ - стрела провеса в середине пролета в м;

l — длина пролета крана в м. Расчетную длину пролета крана определяют по формуле:

где — длина рабочей зоны или размер строящегося объекта в м;

— длина площадки для производства подготовительных работ (подачи, разгрузки, сортировки и укрупнения конструкций) в м;

— длина «мертвых» участков возле опор крана, на которые по условиям правильной эксплуатации те­лежка с грузом заходить не может, в м.

Расчетное усилие S_T, действующее на тяговый канат, в со­ответствии с расчетной схемой (рис. 89) находят из выражения:

где — усилие, удерживающее тележку от ска­тывания по наклонной ветви несущего каната;

Р— вес груза в т;

Q— вес тележки с полиспастом в т;

φ — угол наклона несущего каната.

Угол наклона несущего каната находят из отношения:

где а— максимально возможное приближение тележки с грузом, находящейся на несущем канате, к опо­ре, а > 0,1l;

—провес каната при расположении тележки с гру­зом на расстоянии от опоры а= 0,1l;.

Силу натяжения обратной нитки тягового каната для строительных кабельных кранов принимают: .

Сила трения в колесах тележки и в отводных роликах тягового и подъемного канатов:

Рис. 89. Расчетная схема усилий в тяговом канате кабель-крана

При расчете опор и вант кабельных кранов расчетное уси­лие в мачте составит:

где — половина веса несущего каната в т;

- половина веса тележки с грузом в т;

- вертикальная составляющая усилия в задней ванте в Т;

Н — полное натяжение каната в Т;

S_3.B — усилие в задней ванте в Т;

— вертикальные составляющие уси­лия в двух боковых вантах в Т;

— начальное натяжение боковых вант, принимают = 2 - 3 Т.

По полученным значениям усилий подбирают сечения кана­тов для вант и металлических конструкций опорной мачты. Вы­соту опорных мачт назначают из условия:

где — высота строящегося здания в м;

— габарит устанавливаемого элемента, включая размеры стропа в м;

— необходимый запас высоты между зданием и устанав­ливаемой конструкцией, принимаемый не менее 1—2 м

— минимальный размер грузового полиспаста от грузово­го крюка до оси ходового колеса тележки в м;

f—стрела провеса при подъеме расчетного груза в м.