Учебное пособие 1919

31

R=25,6∙6=153,6 кН

По табл.П.1.1 подбираем канат двойной свивки типа ЛК - 3 конструкции 6×25+1ОС диаметром 17,5 мм с временным сопротивлением проволок разрыву

σ=1770 Н/мм2.

5. Лебёдки

Лебёдки предназначаются для создания тягового усилия при производстве монтажных работ, при подъёме, опускании или перемещении груза. Также лебёдки предназначены для оснащения грузоподъёмных механизмов или монтажной оснастки – кранов любых конструкций, монтажных мачт, шевров, трубоукладчиков и т.п.

По конструкции лебёдки подразделяются на барабанные ручные и приводные, а также на рычажные ручные.

Ручные барабанные лебёдки применяются при производстве монтажных работ, когда не требуется высокая скорость подъёма или перемещения груза, а к интенсивности работы не предъявляются требования. Грузоподъёмность ручных барабанных лебедок колеблется от 2,5 кН до 50 кН, а по условию их установки они подразделяются на настенные и на напольные.

Настенные лебёдки крепятся к строительным конструкциям и представлены на рис.5.1.

Рис. 5.1. Настенные ручные лебедки:

а) типа ТНП с тяговым усилием 2,5 кН; б) типа ЛО-650 с тяговым усилием 6,5 кН

32

Рис. 5.2. Схема напольной барабанной лебёдки с ручным приводом

Напольные барабанные лебедки устанавливаются на земле, на полу или на перекрытии.

Лебёдка состоит из двух щёк (4), соединенных стяжными болтами (3), образующими станину.

В станине устанавливается ось, на которую насажен барабан (5), соединённый с большим зубчатым колесом (2). Усилие, приложенное к рукоятке (1) через шестерню(8), передаётся на шестерню (7) и на барабан (5). Барабан, вращаясь, наматывает на себя стальной канат. Важнейшим элементом всех лебёдок является устройство, предотвращающее самопроизвольное опускание груза. В данной лебёдке это храповой останов (6), состоящий из храпового колеса и “собачки”, последняя в момент прекращения подъёма груза упирается в зубья храпового колеса и препятствует вращению барабана. Лебёдки большой мощности оборудуют автоматическим грузоупорным тормозом.

Технические характеристики ручных барабанных лебёдок приведены в табл.П.3.1.

Особенно широкое применение при производстве монтажных работ получили ручные рычажные лебёдки типа РУЛ , грузоподъёмностью 7,5; 15,0; 30,0 кН. Лебёдка служит для подъёма, опускания или перемещения груза. Лебёдка крепится (якорится) к строительным конструкциям и может создавать направление усилия под любым углом от вертикального до горизонтального. Лебёдка имеет небольшую массу и легко переносится одним рабочим. Недостатком лебёдки является небольшая канатоёмкость.

Чертёж лебёдки представлен на рис. 5.3.

33

1. Стальной штампованный корпус, в кото- ром находится тяговый механизм.

2.Трос, на конце которого закреплён крюк 9 для подъёма груза.

3.Съёмный телескопический рычаг рабочего хода.

4.Рычаг заднего хода для опускания груза.

Рис. 5.3.

5.Рукоятка для отключения тягового механизма.

6.Ручка для переноски лебёдки.

7.Крюк для крепления лебёдки к строительной конструкции.

8.Обойма для намотки стального каната.

Действие тягового механизма основано на зажиме каната сжимами с силой, пропорциональной нагрузке. Перемещение каната в ту или иную сторону осуществляется качательным движением рычага рабочего хода или рычага заднего хода. Для того, чтобы освободить канат из тягового механизма, нужно отвести рукоятку (5) в крайнее положение. В тяговом механизме имеется устройство, предотвращающее возможность перегруза лебёдки.

Технические характеристики рычажных ручных лебёдок приведены в табл.П.4.1.

При необходимости многократного и частого подъёма и опускания груза или его подтаскивания при производстве монтажных работ применяются приводные лебёдки, имеющие привод или от двигателей внутреннего сгорания, или от электродвигателей. Применение последних на монтажной площадке имеет превалирующее значение.

Приводные электрические лебёдки, у которых передача вращающего момента от электродвигателя к барабану лебёдки осуществляется фрикционными муфтами, называются фрикционными лебёдками. Фрикционные лебёдки применяются для подтаскивания груза, применение их для подъёма груза на монтажных работах запрещено. Для подъёма и опускания грузов применяются реверсивные лебёдки, у которых барабан жёстко насажен на вал и связан с электродвигателем через шестерни. Важнейшим элементом лебёдок являются тормозные устройства, предотвращающие самопроизвольное опускание груза и являющиеся предметом постоянного контроля и внимания.

На рис.5.4 приведена лебёдка У5120.60 с тяговым усилием 6,3 кН.

Важным показателем технической характеристики лебёдки является её канатоёмкость, которая, в некоторых случаях, будет решающей при подборе лебёдки.

В тех случаях, когда по тем или иным причинам канатоёмкость неизвестна, её определяют по формуле

где W – канатоёмкость, м;

m–число витков каната, укладываемые по всей рабочей длине барабана (m= t );

– рабочая длина барабана, мм;

t – шаг навивки каната, мм (для гладкого барабана t=d; для барабана с канавками t=1,1d);

n – число слоёв навивки каната; d – диаметр каната, мм;

D – диаметр барабана, мм;

2∙π∙D – длина двух витков каната, которые должны оставаться на барабане для уменьшения нагрузки на узел закрепления каната.

Пример 1

Определить длину каната, наматываемого на барабан диаметром

300 мм, длиной рабочей части 700 мм, число слоёв навивки каната n=4, диаметр каната d=17,5 мм. Поверхность барабана с канавками.

36

Решение:

Число витков каната, укладываемого на барабан в один слой

Характеристики электролебёдок, наиболее часто применяемых на монтаже, приведены в табл.П.5.1.

Лебёдка во время работы не должна смещаться под воздействием сил, действующих на неё. Для этого рамы лебёдок стальными канатами крепятся к строительным конструкциям (с обязательным согласованием с проектировщиками или со строителями) или к специально устраиваемым якорям (см. главу 6).

Устойчивость лебёдки также достигается укладкой груза (балласта) на раму лебёдки.

Места расположения лебёдок, их крепление разрабатываются в проекте производства работ.

Лебёдку крепят отдельным куском каната либо облегчённым стропом. Канат закрепляется за опору, а затем охватывает раму лебёдки. Примеры крепления лебёдки к колонне, ригелю и кирпичной стене приведены на рис. 5.6.

Чтобы не повредить строительные конструкции, обязательно нужно между канатом и конструкцией устанавливать прокладки из металлических профилей, труб или досок. Подбор параметров каната производится по результатам расчёта.

Пример 2

Лебёдку с тяговым усилием 45 кН закрепляем к железобетонной колонне стальным канатом (см. рис 5.6.а). Определить тип и диаметр каната.

Решение:

Усилие, действующее на канат S:

Расчётное разрывное усилие в канате (стропе)

37

R=S∙k=22,5∙6=135 кН.

По табл.П.1.1 подбираем канат ТЛК-0 конструкции 6×37+1ОС диаметром 15,5 мм с временным сопротивлением на разрыв проволок

σ=1960 Н/мм2.

Рис.5.6. Схемы закрепления лебедок:

а) за железобетонную колонну; б) за железобетонный ригель; в) за кирпичную стену; 1- тяговая лебедка; 2- тяговой канат; 3- колонна; 4- ригель; 5-стена; 6-канат для

крепления лебедки к строительной конструкции; 7- деревянные планки; 8- деревянные бруски; 9- бревно

Аналогично крепятся к строительным конструкциям рычажные лебедки и отводные блоки. При невозможности крепить лебедку или отводной блок к строительной конструкции, их закрепляют к специально устроенным якорям (смотреть следующую главу) или укрепляют грузом (балластом), укладываемым на раму. В последнем случае устойчивость лебедки проверяют расчетом на опрокидывание вокруг переднего элемента рамы лебедки. Для предотвращения сдвига лебедки передний край рамы упирают в забиваемый свайный якорь. Расчетная схема установки лебедки приведена на рис. 5.7.

Устойчивость лебедки определяют из условия, что сумма моментов, действующих на лебедку при подъеме груза, относительно переднего края рамы лебедки будет равна нулю.

Q1 ∙ℓ1 + Q ∙ℓ – S∙h = 0,

отсюда определяем вес балласта, кН.

38

Рис. 5.7. Расчетная схема закрепления лебедки: 1- лебедка; 2- балласт; 3-свайный якорь

где S – усилие в канате, идущем на лебедку, кН; h – расстояние от земли до оси каната, м;

Q – масса лебедки, т;

ℓ – расстояние от переднего ребра рамы лебедки (точка а) до оси, проходящей через центр тяжести лебедки, м; ℓ1 – расстояние от точки а до оси, проходящей через центр тяжести балласта, м;

K – коэффициент запаса устойчивости лебедки, принимаемый равный 2.

Усилие, сдерживающее лебедку от сдвига, т.е. усилие, воспринимаемое свайным якорем N, кН, определяется по формуле

где Fтр – сила трения рамы лебедки и балласта.

где φ – коэффициент трения стали по бетону φ=0,45; стали по земле φ=0,5; стали по дереву φ=0,40 ; стали по стали φ=0,15.

Пример 3

Лебедка Л- 3002 М, массой 867 кг установлена на бетонном основании; тяговое усилие S=28 кН; h=0,35 м; ℓ=0,8 м; ℓ1 =1,2 м; определить массу балла-

39

ста и усилие, воспринимаемое свайным якорем.

Решение:

Определяем вес балласта

Q1 =((28∙0,35-8,67∙0,8)/1,2)∙2=4,7кН.

Усилие, сдерживающее лебедку от сдвига. Сила трения лебедки и балласта.

Fтр = 0,45∙(8,67+4,7)=6кН.

N= S – Fтр = 28-6=22кН.

Правила установки барабанных лебедок:

1.Направление сбегающего с барабана лебедки каната должно быть параллельно плоскости, на которой установлена и закреплена лебедка. Это достигается установкой отводного блока.

2.Канат на барабан лебедки должен набегать снизу.

3.Направление набегающего на барабан лебедки каната должно быть примерно перпендикулярно оси барабана лебедки.

4.Расстояние от оси отводного блока до оси барабана лебедки должно быть не менее двадцати длин барабана лебедки. В противном случае витки каната на барабан будут ложиться неровно, и будут наблюдаться перехлесты каната, что приведет, в лучшем случае, к преждевременному износу каната, а в худшем,

квыводу лебедки из строя.

Разработаны специальные устройства, называемые канатоукладчиками, которые позволяют уменьшить расстояние между осями отводного блока и барабана лебедки до 10 длин барабана.

6. Устройство и расчет якорей

Если не предоставляется возможность закрепить лебедку или блок к строительной конструкции, устраивают специальные якорные устройства, устанавливаемые, как правило, на открытых местах.

Самым простым и самым распространенным якорным устройством при производстве монтажных работ систем ТГС и вентиляции, являются деревянные якоря – свайные и горизонтальные.

Деревянные свайные якоря изготавливают из бревен диаметром 18-30 см, которые забиваются в грунт на глубину 1,5 м под небольшим углом.

В зависимости от воспринимаемых усилий, якоря этого типа могут быть односвайными, двухсвайными и трехсвайными. Устройство этих якорей представлено на рис. 6.1, а их техническая характеристика и параметры приведены в табл. 6.1.