1.4.Подбор и использование такелажного оборудования

Ктакелажному оборудованию относятся канаты, блоки, полиспасты, тали, лебедки, а также другие механизмы и приспособления для перемещения тяжестей.

Канаты. Для такелажных работ применяют пеньковые, стальные и капроновые канаты. Пеньковые канаты могут быть смольными и бельными. Смольные канаты изготавливают из пропитанных смолой прядей (каболок), они хорошо противостоят сырости, но по сравнению с бельными имеют больший вес и меньшую прочность.

Бельные канаты изготавливают из несмоленых каболок; они более гибки и удобны для такелажных работ, чем смольные.

Ответственные такелажные работы разрешается выполнять пеньковыми канатами только 1-го сорта без следов механических повреждений, истирания и гнилости.

Допускаемые нагрузки на бельные канаты приведены в табл.1.4.

Для смольных канатов допустимые нагрузки снижаются на 10 %, а для канатов со следами потертостей – на 20 – 40 %.

При сгибании ролика блока прочность канатов снижается, так как наружные пряди их вытягиваются, а внутренние сжимаются. Для обеспечения расчетной прочности минимальный диаметр ролика блока должен быть равен не менее чем десяти диаметрам каната.

Стальные канаты. Это – основной элемент грузоподъемных устройств, используемых на монтаже оборудования. Главной особенностью стальных канатов является способность воспринимать высокие продольные натяжения и изгибаться с радиусом 3 – 5 d K (dK – диаметр каната) без существенных нарушений формы и несущей способности.

Эксплуатационные качества стальных канатов характеризуются разрывным усилием, гибкостью, износоустойчивостью, способностью сопротивляться раскручиванию под нагрузкой и коррозионной стойкостью. Разрывное усилие каната складывается из произведения суммы разрывных усилий составляющих его проволочек на коэффициент К = 0,82, учитывающий неравномерность распределения усилий между проволочками и особенностью их нагружения в спиральной конструкции каната.

Стальные канаты изготовляют из тонких стальных проволочек, которые предварительно свивают в пряди. Проволоки в прядях могут быть одинакового или различных диаметров (рис. 1.3). Канат из проволоки разного диаметра называется компаундом. Определенная система расположения толстых и тонких проволок дает возможность наиболее целесообразно использовать объем каната. При одинаковом наружном диаметре прочность канатов компаунд примерно на 8 % выше прочности обычных канатов.

Рис. 1.3. Сечение каната из проволок одинакового и разного диаметра

11

Для такелажных работ применяются преимущественно канаты двойной свивки, называемые тросами. Двойная свивка может быть крестовой (проволоки в пряди свиты в одну сторону, а пряди в канаты – в другую) или односторонней (проволока в пряди и пряди в канате свиты в одну сторону).

Канаты односторонней свивки более гибкие, чем крестовой, но обладают способностью к самораскручиванию под действием подвешенного груза. У канатов крестовой свивки проволоки подвержены более сильному трению, что приводит к быстрому их износу.

Наибольшее распространение получили стальные канаты из прядей, свитых вокруг органического (обычно пенькового) сердечника, пропитанного канатной мазью. В состав канатных мазей входит мазут, битумы и консистентные смазки; компоненты подбираются с таким расчетом, чтобы обеспечить устойчивость смазки при различных температурах.

Гибкость каната зависит от диаметра проволок, из которых он изготовлен. Для такелажных работ используются преимущественно канаты из шести прядей с количеством проволок в каждой из них 19, 37 и 64 или 61. Чем чаще в процессе эксплуатации канат подвергается изгибам, тем большее число проволок он должен содержать. Так, для крепления грузов к крюкам применяют стальные канаты из шести прядей, свитых из 61 проволоки; для подъемных механизмов и приспособлений используют канаты из шести прядей по 37 проволок в каждой; дли растяжек мачт, практически не подвергающихся изгибам во время работы, используют жесткие канаты из шести прядей по 19 проволок.

Подбор стальных канатов производится по разрывному усилию (см. табл. 1.5).

Ppaз = P × K ,

где Рраз – разрывное усилие каната в целом, определяемое по таблицам или гарантированное заводским паспортом, Н (кг);

Р – наибольшее допускаемое усилие в канате, Н (кг); К – коэффициент запаса прочности.

Коэффициент запаса прочности установлен (табл. 1.5).

Таблица 1.5

Задание для расчета № 1.3

Всоответствии с табл. 1.6 и данными, полученными в процессе расчетов по заданию

№1.1 и № 1.2, подобрать стальные канаты, необходимые для выполнения соответствующих такелажных работ.

12

Окончание табл. 1.6

Степень износа канатов определяют по количеству обрывов проволок, приходящихся на длину одного шаги свивки, и по уменьшению диаметра проволок. Шагом свивки называется длина, соответствующая одному обороту пряди вокруг оси каната.

Для определения шага свивки на поверхности какой-либо пряди наносят метку (рис. 1.4), от которой отсчитывают вдоль оси каната столько прядей, сколько их имеется в сечении каната, и ставят вторую метку.

Рис. 1.4. Определение шага свивки

13

При уменьшении диаметра проволок вследствие износа или коррозии на 4 % и более, а также при обрыве полной пряди канат бракуется.

Канаты, не имеющие свидетельства (сертификата) завода-изготовителя, перед использованием должны подвергаться лабораторному испытанию. Канаты загрязненные, покрытые коррозией и или утратившие смазку считаются устаревшими. Хранить канаты следует смазанными и смотанными в бухты или на катушках. Помещения для хранения должны быть сухими.

Разматывают канаты путем раскатывания бухт и катушек, не допуская образования петель (из петель во время работы образуются заломы, разрушающие канат).

Смазку канатов необходимо периодически возобновлять. Для этого их пропускают через ванны, заполненные канатной мазью, разогретой до 60°.

Стропы и чалочные канаты. Стропами называют отрезки канатов, на концах которых заделаны петли (рис. 1.5). Их применяют для связывания и подвешивания грузов к крюкам подъемных механизмов. Отрезки канатов того же назначения без петель, но с заделанными от расплетания концами называют чалочными канатами.

Рис. 1.5. Стропы:

а– одинарный с заделанными концами; б – одинарный с петлями;

в– кольцевой ; г – заделка конца каната стальной проволокой; д – заделка петли

При подвеске груза стропы и чалочные канаты испытывают растягивающие усилия и, кроме того, в местах перегиба – изгибающие усилия. Определять последние для каждого отдельного случая весьма затруднительно, поэтому расчет стропов и чалочных канатов ведется только на растяжение, а изгибающие усилия учитываются повышенным коэффициентом запаса прочности, равным 8 (рис. 1.6).

Если ветви стропа расположены под некоторым углом а к вертикали (рис. 1.6), то суммарное растягивающее усилие в них будет превышать вес груза. Из силового треугольника со сторонами а, b и с

следовательно, растягивающее усилие в каждой ветви стропа будет:

14

Рис. 1.6. Схема к расчету нагрузки на ветви стропа

При числе ветвей стропов до двух включительно К = 1, при большем количестве ветвей К = 1,30.

Выразив cos а через отношения сторон треугольника, получим:

P = K × a 2 + b 2 × Q . a n

Петли на концах стропов заплетаются или закрепляются с помощью зажимов. В петли вставляют коуши, предохраняющие канат от перетирания.

На каждом стропе и чалочном канате укрепляется бирка с указанием их инвентарного номера, грузоподъемности и срока следующего испытания. Испытания производятся двойной нагрузкой не реже одного раза в 6 месяцев. Осмотр стропов и чалочных канатов с целью выявления дефектов осуществляется каждые 10 дней.

15

Задание для расчета №1.4

Для подъема груза весом Q (значение взять из табл. 1.2) используются четыре ветви стропа, при этом каждая ветвь расположена под углом 45° к вертикали. Определить диаметр стального каната для стропов (подобрать канат по разрывному усилию с учетом коэффициента запаса прочности, равный 8).

Зажимы, коуши, крюки. Зажимы служат для соединения канатов и закрепления их концов (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Зажимы и коуши: а – зажимы ; б – коуши

При соединении канатов количество зажимов должно быть не менее трех, а расстояние между зажимами не менее 6 диаметров каната, длина свободного конца – от 5 до 7 диаметров каната.

Затяжку обеих гаек зажима производят равномерно. При установке зажимов с U – образным болтом последний должен прижимать короткий конец каната, а накладка – длинный .

Коуши – желобки сердцевидной или остроконечной формы, выштампованные из листовой стали. Заложенные в петли стропов, они предохраняют канат от смятия и крутых перегибов.

Крюки для подвески грузов используют только заводского изготовления с клеймом завода и паспортом. Испытание крюков производится совместно с испытанием подъемных механизмов нагрузкой, на 25 % превышающей грузоподъемность крюка. Крюк бракуется при образовании в его зеве желоба от истирания стропом.

Блоки отводные и полиспасты. Блоки отводные (рис. 1.8, а, б) служат для изменения направления рабочих канатов при подъеме или горизонтальном перемещении грузов. Их подбирают по грузоподъемности.

Нагрузки на отводной блок определяются тяговыми усилиями в рабочем канате и углом между ветвями каната (рис. 1.8, в).

Построив параллелограмм сил и проведя в нем диагонали, найдем, что вектор

16

Кафедра «Торговое и рекламное оборудование» БНТУ 2011

Если принять

2 cos a = K , то Q = K × P , 2

где Q – нагрузка на блок, а также на закрепляющий его канат, Н; Р – рабочее усилие в ветви каната, Н.

Значение К зависит от угла а между ветвями каната (табл. 1.8).

где Р0 – тяговое усилие в канате до блока, Н; η – коэффициент полезного действия, учитывающий трение в блоке и канате; для стальных

канатов и блоков с бронзовой втулкой η = 0,96; для стальных канатов и блоков на подшипниках качения η = 0,93. В качестве отводных используются однороликовые блоки, которые выпускаются промышленностью для грузоподъемностей 0,5; 1; 2; 3; 5 и более тонн.

Рис. 1.8. Блоки:

а– одиночная обойма; б – полиспаст ;

в– схема к расчету усилия, действующего на отводной блок

Задание для расчета № 1.5

Определить усилие, возникающее в блоке и укрепляющем его канате, если тяговое усилие в рабочем канате равно Q (взять из табл. 1.2 в соответствии с вариантом), а угол, образуемый ветвями рабочего каната, равен 90°.

17

Полиспасты состоят из двух обойм блоков, при этом одна обойма подвижная, другая – неподвижная. Груз подвешивается к подвижной обойме.

Для подъема полиспастом с одним подвижным и одним неподвижным блоком (две нитки каната) нужно приложить усилие Р, равное половине веса груза, а для подъема полиспастом с n количеством блоков – тяговое усилие.

где Q – вес груза, Н;

n – число ниток полиспаста, равное количеству роликов в подвижной и неподвижной обоймах;

η – КПД полиспаста (для полиспастов из двух роликов η = 0,94, для полиспастов из шести роликов η = 0,87).

Проверка и смазка отводных и полиспастовых блоков с разборкой по мере надобности производится перед каждым их использованием. Кроме того, один раз в 6 месяцев блоки разбирают полностью и путем измерения устанавливают величину износа подшипников, роликов, крюков и других деталей, а затем испытывают на грузоподъемность.

Домкраты. При монтаже оборудования среднего веса наибольшее распространение получили реечные и винтовые домкраты.

Преимущества реечных домкратов состоят в том, что ими можно брать груз с малой высоты (для этой цели имеется лапа на боковой стороне корпуса) и осуществлять подъем с большой скоростью. Недостатками их являются большой вес, малая устойчивость, наличие тормозного устройства (храповика с собачкой).

Винтовые домкраты отличаются большей устойчивостью корпуса, а также большей надежностью в работе в связи с отсутствием тормозного устройства (вследствие малого угла подъема резьбы винта механизм домкрата обладает свойством самоторможения).

Реечные домкраты выпускаются грузоподъемностью 3, 5 и 6 т, винтовые – грузоподъемностью 3, 5, 10, 15 и 20 т.

Козлы и треноги. Козлы (рис. 1.9, а) изготавливают из досок толщиной не менее 50 мм, брусьев или бревен, сечение которых определяют по расчету. Верхний брус, служащий для укрепления грузоподъемного механизма, рассчитывается на изгиб как балка, лежащая на двух опорах. Расчетная нагрузка на брус принимается в 2 – 2,5 раза больше веса поднимаемого груза.

Рис. 1.9. Козлы и треноги: а – козлы ; б – треноги

18

Козлы целесообразно применять для подъема грузов весом до 5 т на высоту не более 4 м. Для подъема грузов весом до 1 т на высоту до 2,5 м обычно используют треноги (рис. 9, б). Стойки треног изготавливают из труб диаметров 57 – 76 мм, которые рассчитывают на

сжатие. Стойки укреплены на шарнирах для складывания их при перевозке.

Лебедки. Лебедки (рис. 1.10) с ручным приводом выпускаются грузоподъемностью 0,5; 1; 2; 3; 5; 7,5; 10 т; с электрическим приводом – грузоподъемностью 0,5; 1,5; 3; 5; 7,5; 10 т. Все лебедки для такелажных работ должны иметь зубчатые передачи и автоматически действующие тормозные устройства. Лебедки с ручным приводом оборудуются двумя тормозами: храповиком с собачкой и ленточным тормозом. Электрические лебедки снабжены тросоукладчиками.

Перед каждым использованием лебедки осматривают для выявления дефектов. К неисправностям лебедок относятся: износ подшипников, неправильное зацепление зубчатых колес (перекос колес, увеличенные радиальные зазоры в передаче и др.), износ зубьев колес по толщине более чем на 10 % их первоначального размера, нечеткое срабатывание тормозов, износ квадрата хвостовика первичного вала или квадрата ручки (у лебедок с ручным приводом), неправильное крепление каната на барабане.

Один раз в год лебедки полностью разбирают для определения величины износа всех деталей, производят ремонт, после чего испытывают под нагрузкой.

Рис. 1.10. Наземный якорь с электролебедкой:

1 – железобетонный блок; 2 – электролебедка ; 3 – решетчатая рама ; 4 – тяга ; 5 – блочная монтажная обойма полиспаста; 6 – отводной блок; 7 – соединительная труба

19