6. Расчет монтажных штуцеров

Для строповки вертикальных цилиндрических аппаратов при их подъеме и установке на фундамент часто применяются монтажные (ложные) штуцеры. Они представляют собой стальные патрубки различных сечений, привариваемые торцом в виде консоли к корпусу аппарата. Для увеличения жесткости внутри штуцера могут быть вварены ребра из листовой стали. Для устранения трения между стропом и штуцером при наклонах аппарата на штуцер надевается свободный патрубок большего диаметра, а для предохранения стропа от соскальзывания к внешнему торцу штуцера приваривается ограничительный фланец.

Расчет монтажного штуцера проводят следующим образом (рис. 5).

1. Находят усилие, действующее на каждый монтажный штуцер:

N=G_о·К_п·К_д·К_н/2,

где G_о – масса поднимаемого оборудования, т.

2. Определяют величину момента от усилия в стропе, действующего на штуцер:

М=N·l,

где l – расстояние от линии действия усилия N до стенки аппарата.

3. При известном сечении штуцера проверяют его прочность на изгиб. Для упрощения расчета наличие ребер жесткости в штуцере не учитывают:

≤ mR,

где W – момент сопротивления сечения штуцера (определяется по прил. 7).

4. Если необходимо опреде-

лить сечение штуцера, удовлетво- ряющее условиям прочности, то рассчитывают минимальный мо- мент сопротивления его поперечно- го сечения:

W=M/(mR) .

По прил. 7 для стальных труб находят сечение штуцера с моментом сопротивления, ближай- шим большим к расчетному.

Пример 6. Рассчитать монтажные штуцеры для подъема аппарата колонного типа массой G_о=80 т с помощью двух кранов способом скольжения с отрывом от земли без применения балансирной траверсы. Величина l=120 мм (см.рис. 5).

Рис. 5. Расчетная схема монтажного

штуцера

Решение:

1. Находим усилие, действующее на каждый монтажный штуцер при полностью поднятом аппарате:

N=10·G_о·К_п·К_д·К_н/2=10·80·1,1·1,1·1,2/2=580,8 кН.

2. Рассчитываем величину момента, действующего на штуцер:

M=N·l=580,8·12=6969,6 кН·см.

3. Определяем минимальный момент сопротивления поперечного сечения стального патрубка для штуцера:

W_min=M/0,1·mR=6969,6/(0,1·0,85·210)=390,5 см³.

4. По таблице (см.прил. 7) определяем с запасом сечение монтажного штуцера диаметром 273х12 мм, имеющего момент сопротивления

W_т=615 см³, W_т>W_min.

7. Расчет и подбор полиспастов

Полиспаст является простейшим грузоподъемным устройством, состоящим из системы подвижных и неподвижных блоков, оснащенных стальным тросом.

Один конец троса закрепляется к блоку, другой конец троса, проходя последовательно через ролики блоков в виде сбегающей ветви, идет на барабан лебедки. Полиспаст предназначен для подъема и перемещения груза, а также для натяжения грузовых канатов, вант и оттяжек в том случае, когда масса поднимаемого оборудования или натяжение превышают тяговые усилия лебедок.

Расчет полиспаста сводится к расчету усилий на блоки полиспаста (по ним находят технические характеристики блоков), расчету каната для оснастки полиспаста и подбору тягового механизма.

Расчет полиспаста ведут в следующем порядке:

1. Находят усилие на крюке подвижного блока полиспаста (рис. 6):

P_п=G_о+ G_т,

где G_о – масса поднимаемого груза; G_т – масса траверсы.

2. Рассчитывают усилие, действующее на неподвижный блок полиспаста:

P_н=(1,07÷1,2)Р_п,

где величина коэффициента, учитывающего дополнительную нагрузку от усилия в сбегающей ветви полиспаста, назначается, исходя из следующих данных:

Грузоподъемность полиспаста, m	до 30	от 30 до 50	от 50 до 200	более 200
Коэффициент	1,2	1,15	1,1	1,07

3. Исходя из усилия Р_н, подбирают подвижный и неподвижный блоки (прил. 11), определяя их технические характеристики.

4. Усилие в сбегающей ветви полиспаста определяют по формуле:

S_п=P_п /(n·η),

где n – общее количество роликов полиспаста без учета отводных блоков; η – коэффициент полезного действия полиспаста, который выбирается по таблице.

5. Определяют разрывное уси-

лие в сбегающей ветви полиспаста,

по которому подбирают канат для его оснастки ( см. раздел «Расчет стальных канатов»).

6. Подсчитывают длину кана- та для оснастки полиспаста:

L=m_п (h+3,14d_P)+l₁+l₂,

где h – длина полиспаста в растянутом виде, d_P – диаметр роликов в блоках, l₁ – длина сбегающей ветви до барабана ле- бедки, l₂ – расчетный запас длины каната (обычно выбирается l₂=10 м)

Рис. 6. Расчетная схема полиспаста

Значения коэффициентов полезного действия полиспастов η

Общее количество роликов полиспаста	Тип подшипника		Общее количество роликов полиспаста	Тип подшипника
	скольжения	качения		скольжения	качения
1	0,960	0,980	11	0,638	0,800
2	0,922	0,960	12	0,613	0,783
3	0,886	0,940	13	0,589	0,767
4	0,351	0,921	14	0,566	0,752
5	0,817	0,903	15	0,543	0,736
6	0,783	0,884	16	0,521	0,722
7	0,752	0,866	17	0,500	0,708
8	0,722	0,849	18	0,480	0,693
9	0,693	0,832	19	0,460	0,680
10	0,664	0,814	20	0,442	0,667

7. Суммарную массу полиспаста рассчитывают по формуле:

G_п=G_б+G_к,

где G_б – масса обоих блоков полиспаста (см.прил. 11), G_к=L·g_к/1000; g_к – масса 1000 м каната (прил. 2).

8. Определяют усилие, действующее на канат, закрепляющий неподвижный блок полиспаста:

Р_б=G_о+G_т+G_п+S_{п .}

9. По усилию Р_б рассчитывают канат для крепления неподвижного блока полиспаста (см. раздел «Расчет стальных канатов»).

10. По усилию в сбегающей ветви полиспаста S_п подбирают тяговый механизм – лебедку (см. прил. 12).