1.2. Расчет такелажной оснастки при подъеме аппарата мачтами методом поворота вокруг шарнира

Применение этого метода подъема рекомендует­ся в том случае, когда высота мачт превышает высоту поднимае­мого оборудования. Возможны два варианта взаимного располо­жения мачт и поднимаемого оборудования.

Первый вариант. Мачты устанавливаются за поворотным шарниром (рис. 1.2, а). При этом оборудование поднимается до нейтрального положения в один этап и далее с помощью тормозной оттяжки плавно опускается на фундамент в проектное вертикальное положение под действием собственной силы тяжести.

Второй вариант. Мачты устанавливаются между поворотным шарниром и центром массы поднимаемого аппарата (рис. 1.2, б). В этом случае оборудование поднимается в два лапа вначале с помощью мачт на максимально возможный угол, а затем дотягивающей системой до положения неустойчивого равновесия и, наконец, опускается в проектное положение тормозной оттяжкой. В этом варианте нагрузки на мачты, полиспасты и рабочие ванты меньше, чем в первом варианте.

а б

Рис. 1.2. Расчетная схема подъема аппарата методом поворота вокруг шарнира:

а — мачта установлена за поворотным шарниром; 6 — мачта установлена между поворотным шарниром и центром масс (цм) аппарата

Пример 1.2. Рассчитать такелажную оснастку для подъема колонного аппарата методом поворота вокруг шарнира двумя вертикальными мачтами.

Исходные данные. Вес колонны Р= 0,4 МН; диаметр колонны D = 1,2 м; расстояние центра массы колонны от ее основания = 15 м; высота мачты Н=25 м; расстояние от оси шарнира до оси мачты= 8 м; расстояние от места строповки аппарата до его основания= 22 м; расстояние от мачты до якоря ванты= 25 м; высота фундамента=1,0 м; длина аппаратаLап = 45 м; вес мачты Pм= 15 кН; расстояние от оси шарнира до точки крепления тормозной оттяжки = 25 м; угол между тормозной оттяжкой и горизонталью=45°; усилие предвари¬тельного натяжения вант δ = 10 кН; КПД одногр ролика в блоке = 0,975; кратность полиспаста m = 5.

Предварительно определим:

♦ расстояние между шарниром и центром массы аппарата

♦ угол между образующей аппарата и линией, соединяющей шарнир с его центром масс,

♦ угол между мачтой и грузовым полиспастом: установка мачты по первому варианту

установка мачты по второму варианту

Угол между мачтой и вантой определяется графически по расчетной схеме или по формуле

Расчетные усилия в грузовом полиспасте находятся в начальный момент подъема при =0:

♦ при установке мачт по первому варианту

При одиночной мачте

При парных мачтах

♦ при установке мачт по второму варианту

При одиночной мачте

При парных мачтах

где= 1,1- коэффициент перегрузки, учитывающий возможное отклонение фактической нагрузки от нормативного значения вследствие неточного определения центра массы аппарата и из¬менчивости нагрузки;= 1,1 - коэффициент динамичности, учитывающий повышение нагрузки на такелажную оснастку вследствие изменений скорости подъема или опускания груза;— коэффициент неравномерности нагрузки на такелажные эле¬менты с использованием спаренных мачт (, = 1,1 при использо¬вании балансирных устройств;= 1,2 в отсутствие балансирных устройств).

По усилию рассчитывают грузовой полиспаст, т.е. подбирают полиспастные блоки, определяют диаметр роликов в блоке и их число, находят усилие в сбегающем конце полиспаста, по которому подбирают лебедку, подсчитывают диаметр и длину каната

для оснастки полиспаста, а также подбирают тип и диаметр каната для гибкого стропа.

Усилие в задней ванте независимо от места расположения мачт определяется как

расчет выполнен для двух мачт, установленных по схеме на рис. 1.2, б.

По усилию подбирают тип и диаметр каната для задней ванты и рассчитывают для нее якорь, т.е. определяют вес якоря или усилия в анкерных болтах и проверяют устойчивость якоря про¬тив горизонтального сдвига и опрокидывания.

По усилию в тормозной оттяжке:

рассчитывают трос для тормозной оттяжки и подбирают лебедку.

По суммарному усилию, действующему по оси мачты,

где = 10—30 кН — усилие предварительного натяжения вант; п — число вант мачты, кроме рабочей (задней);

усилие в сбегающей ветви полиспаста, проверяют прочность и устойчивость мачты на сжатие.

При установке мачт по второму варианту рассчитывают дотягивающую систему для подъема аппарата мачтами на втором этапе от угла подъема до положения неустойчивого равновесия. С этой целью определяют максимальное усилие F, задаваясь углом наклона а дотягивающей системы к горизонту. При F< 147 кН подбирают лебедку или трактор и рассчитывают дотягивающий трос; при F > 147 кН рассчитывают дотягивающий полиспаст и якорь для него.