ПРАКТИКА. Пименов Владимир Борисович, кандидат технических наук, доцент кафедры технического сервиса Балаклейский С. П. Б 20 Синтез технологических машин методические указания

• Название: Пименов Владимир Борисович, кандидат технических наук, доцент кафедры технического сервиса Балаклейский С. П. Б 20 Синтез технологических машин методические указания
• Анкор: ПРАКТИКА.docx
• Дата: 23.11.2017
• Размер: 7.2 Mb.
• Имя файла: ПРАКТИКА.docx
• Тип: Методические указания; #10386
• страница: 12 из 13

Захваты и траверсы (рис. 15.5) применяют при необходимости сократить высоту строповки, а также тогда, когда поднимаемые элементы не могут выдержать сжимающую монтажную нагрузку. При монтаже колонн используют траверсные стропы, для подъема оборудования спаренными кранами—балансирные траверсы. При монтаже ПТМ захваты и траверсы имеют ограниченное применение.
15.3 Вспомогательные механизмы
Монтажные блоки (блочные обоймы) (рис. 15.6) по назначению делят на грузовые — для подъема или перемещения грузов и отводные — для изменения направления движения каната. В качестве отводных и для перемещения легких грузов используют одноблочные обоймы, а для перемещения тяжелых грузов — многоблочные. Обоймы для подвешивания груза оснащают крюками, грузовыми петлями, скобами и другими устройствами. Отводные блочные обоймы часто изготовляют с откидными щетками для быстрого удаления каната из блока без распасовки полиспаста. Многоблочные — для тяжелых грузов снабжают специальными устройствами для крепления к оборудованию.


Рисунок 15.5. Захваты и траверсы

а — захват; б — простая траверса; в— траверсный строп; г — балансирная траверса; 1 — скоба; 2 — рычаг; 3 — траверса; 4 — строп; 5 — петля; 6 — канат для расстроповкн снизу
ДиаметрD₀ канатного блока, измеряемый по осевой линии навитого каната
D₀= ed, (15.3)
где е = 16...30 для блоков грузоподъемных кранов, а для монтажных блоков выбирается по табл. 15.1. Меньшие значения е для монтажных блоков по сравнению с кранами допускаются в связи с редкой и кратковременной работой на них канатов.

Рисунок 15.6. Монтажные блоки:

а — однорольный; б - многорольный; 3 — с откидной щекой; 1 — откидная щека; 2 — шарнир щеки
Монтажные блочные обоймы для полиспастов выбирают по максимальной массе т_г(т) поднимаемого груза, отводные — по действующему на них максимальному усилию
P_б = 2S' (15.4)
гдеS' — усилие в тяговой ветви каната;

α' — угол между ветвями каната при перегибе.

По найденному усилию Р_б определяют грузоподъемность блочной обоймы и подбирают нужный типоразмер [7, прил. VI]. Монтажные блочные обоймы изготовляют грузоподъемностью от 1,25—6,3 т (в одноблочном исполнении) до 630 т при 13 блоках [7, прил. VI].

Полиспасты (рис. 15.7). На монтажных работах применяют преимущественно простые (одинарные) полиспасты с одной тяговой (ходовой) ветвью каната, идущей на лебедку (рис. 15.7, б). При отсутствии инвентарных блоков и лебедок нужной грузоподъемности применяют сдвоенные полиспасты с одним и двумя тяговыми ветвями каната (рис. 15.7, в, г). Полиспасты оснащают канатами при расположении блоков в рабочем положении или плашмя на полу на расстоянии 3—4 м один от другого с последующей установкой в рабочее положение в готовом виде. Канат начинают протягивать с того ролика, с которого сходит тяговая ветвь, идущая к лебедке.


Рисунок 15.7. Монтажные полиспасты:

а — одинарный полиспаст грузоподъемностью 100 т; б — схема запасопки каната, сбегающего с неподвижного блока; в — схема запасовки сдвоенного полиспаста с одной лебедкой; г — то же, с двумя лебедками;I... V — ветви каната полиспаста;1 — неподвижный блок; 2 — подвижный блок; 3 — обводной блок; 4 — тяговая ветвь каната; 5 — траверса; 6 — уравнительный блок

Запасовку канатов многонитьевых полиспастов для подъема тяжелых грузов осуществляют с помощью лебедок, талей или легкого вспомогательного каната (диаметром 5—6 мм), который пропускают вручную через ролики блоков, при этом один его конец крепят к концу основного каната, а второй — на барабане лебедки.

В расчет полиспаста входят:

1) определение усилия (кН), действующего на нижнюю (подвижную) блочную обойму
P_п = g(m_г + m_з)K_н/ (i∙cosβ), (15.5)
где т_г, т_з —массы груза и грузозахватного устройства (траверсы), т;

К_н — коэффициент неравномерности распределения нагрузки между полиспастами, при двух полиспастах К_н = 1,2 [7];

i—число полиспастов; для одинарного полиспастаi = 1 (см. рис. 15.7, б), для сдвоенных полиспастовi = 2 (см. рис. 15.7, в, г);

β — угол отклонения полиспаста от вертикали (см. рис. 15.9);

2. 
   выбор верхней и нижней блочной обойм по усилию Р_н = К_тР_п, действующему на верхнюю (неподвижную) обойму (K_m = 1,5 при т = 2; K_m = 1,25 при т = 4; K_m = 1,1 при т ≥ 6, где т — кратность полиспаста);
   
3. 
   выбор каната по усилию тяговой ветви (кН), идущей на лебедку
   

(15.6)
где К — число отклоняющих блочных обойм (блоков);

η₁, η₂ — КПД блоков, для блоков на подшипниках качения η = 0,98, на подшипниках скольжения η = 0,96;

2. 
   определение длины каната для оснащения полиспаста
   

L= iт (l₁ + πD₀) +l₂ + l₃, (15.7)
где l₁ — длина полиспаста в растянутом виде по осям блоков;

D₀ — диаметр канатного блока; l₂ — длина каната от точки сбегания каната с полиспаста до барабана лебедки;

L₃ = 10 м — расчетный запас длины каната;

2. 
   определение общей массы грузового полиспаста, т
   

m_г.п = 2m_б + Lm_к/1000, (15.8)
где т_б — масса блочной обоймы, т;

т_к — масса 1000 м каната, т;

2. 
   определение усилия, действующего на крепление верхней блочной обоймы
   

Р_к = Р_п + gm_г.п + S_п; (15.9)

2. 
   выбор каната для стропа крепления верхней блочной обоймы по разрывному усилию
   

R_т = S_в.с/К_з, (15.10)
где S_в.с — усилие в канате стропа верхней блочной обоймы;

К_з — коэффициент запаса прочности каната (см. табл. 15.1).

Лебедки с ручным приводом (ручные) на монтаже применяют редко, лишь при малых перемещениях каната, когда скорость его движения не имеет существенного значения (например, для оттяжки груза, на расчалках), а также для вспомогательных работ, связанных с небольшими перемещениями оборудования. Более широко применяют электрические реверсивные лебедки с жесткой кинематической связью барабана с двигателем посредством зубчатого редуктора и движением груза вследствие принудительного вращения вала двигателя в нужную сторону.

Для уменьшения усилия, отрывающего раму лебедки от основания, канат навивают на барабан снизу, а не сверху. Лебедку устанавливают вне зоны возможного падения поднимаемого груза.

Лебедки выбирают по тяговому усилию каната, наматываемого на барабан, и канатоемкости барабана, определяемой по формуле
L_к = πzn (D_б + dn)/1000 — 2π D_б /1000, (15.11)
гдеz — число витков каната на рабочей длине L₀ барабана, z= L₆/t (t — шаг навивки каната);

n – число слоев навивки каната (по паспорту лебедки);

D₀,d – диаметры барабана и каната.

Технические характеристики лебедок приведены в [7, прил. VII].

Домкраты (рис. 15.8) при монтаже используют главным образом для установки и выверки механизмов и металлоконструкций. Применение домкратов перспективно в комбинации со специальными многоколесными тележками-тяжеловозами для перемещения станков и других видов оборудования при реконструкции и обновлении производственных фондов промышленных предприятий.

Наиболее широко применяют клиновые, зубчато-реечные и гидравлические домкраты, более ограниченно — винтовые подъемные и распорные и рычажно-реечные. При подъеме оборудования на малую высоту часто используют стальные клинья. Забивая клин с малым углом, можно обеспечить подъем на высоту, измеряемую сотыми долями миллиметра, что важно при выверке оборудования. По способу перемещения клина клиновые домкраты делят на гидравлические и винтовые. Подъем или опускание подъемной плиты обеспечивают перемещением клина в нужном направлении относительно ее нижней наклонной плоскости. Достоинства клиновых домкратов — их малая высота. Так, при грузоподъемности 20 т клиновой домкрат с винтовым перемещением подъемной плиты имеет наименьшую высоту 32 мм, обеспечивает точность подъема 0,1 мм; его масса — 9,2 кг [10].

в)

Рисунок 15.8. Домкраты:

а — клиновой; б — гидравлический; в — схема подъема груза домкратом двойного действия; I—VI — этапы подъема; 1— клин; 2 — подъемная плита; 3 — цилиндр; 4 — поршень; 5 — пружина для возврата (втягивания) поршня в цилиндр; 6 — брусья
Реечные домкраты выпускают грузоподъемностью 3 и 5 т, высотой подъема 400 мм, наименьшей высотой «лапы» 60—67 мм, массой 27 и 32 кг соответственно.

Гидравлические домкраты, наиболее мощные по сравнению с домкратами других типов, имеют грузоподъемность 20—200 т, высоту подъема 60—155 мм, максимальной рабочее давление 32— 42,5 МПа, собственную минимальную высоту 190—330 мм, массу 15,5—209 кг.

Винтовые домкраты, используемые на монтажных работах, имеют следующую характеристику: грузоподъемность 3—20 т, высота подъема 130—350 мм, высота домкрата 300—670 мм, масса 6,2—92 кг.

Простые домкраты обеспечивают перемещение груза только в одном (преимущественно вертикальном) направлении. Для выверки оборудования предпочтительно применение более сложных комбинированных домкратов с вертикальным и горизонтальным ходом (например, гидравлические домкраты конструкции ВНИИМонтажспецстроя).

Ручные и электрические тали. На такелажных работах ручные тали используют при единичных подъемах или установке оборудования в тесных и неудобных местах, где нельзя использовать кран или грузоподъемное средство с электрическим приводом. Ручные тали имеют ограниченный радиус действия вблизи места их закрепления. Шире применяют электрические тали, почти полностью исключающие ручной труд.
15.4 Грузоподъемные и такелажные приспособления
Монтажные мачты (рис. 15.9) в комплексе с подъемным полиспастом, лебедкой, расчалками (вантами), якорями и отводными блоками применяют при монтаже отдельных видов ПТМ тогда, когда краны отсутствуют или не подходят по грузовысотным характеристикам, при производите работ в стесненных условиях, препятствующих доступу монтажных кранов, или когда их использование экономически невыгодно.


Рисунок 15.9. Конструкции, схемы установки и нагружения монтажных мачт:

а — трубчатая мачта; б — решетчатая мачта; в — схема установки; г — центральное нагружение; д — консольное нагружение; е — наклонное нагружение; 1 — шарнир; 2 — отводной блок; 3 — поднимаемый груз; 4 — оттяжка для груза; 5 — грузовой полиспаст; 6 — паук; 7 — мачта; 8 — ванта; 9 — якоря

Монтажная мачта представляет собой стержень, устанавливаемый вертикально или наклонно (под углом α = 10...12° к вертикали) и удерживаемый в таком положении вантами. Одним концом ванта крепится к верху (оголовку) мачты, а вторым — к якорю.

Число расчалок, располагаемых под одинаковым углом одна к другой, должно быть не менее трех (обычно четыре), а угол их наклона к горизонту — не более 45°. Расчалки предварительно натягивают усилием 10—20 кН с помощью рычажных лебедок или винтовых стяжек (см. рис. 15.2). Для того чтобы поднимаемый груз не касался мачты, полиспаст крепят к выносной консоли в ее оголовке и оттягивают груз канатной оттяжкой.

Трубчатые мачты высотой 20—125 м изготовляют из бесшовных горячедеформированных стальных труб диаметром до 820 мм (ГОСТ8732—78) [28, прил.VI]. Мачты высотой до 60 м и грузоподъемностью до 200 т изготовляют решетчатыми. Для удобства транспортирования их выполняют многосекционными с фланцевыми стыками на болтах. Изменением числа секций можно получить мачту требуемой высоты. Расчалки крепят к оголовку мачты наглухо или через «паук» — приспособление, позволяющее поворачивать мачту относительно вертикальной оси без переноса расчалок. Высокие мачты грузоподъемностью более 20 т обычно имеют шарнирные опоры, позволяющие наклонять мачту при работе, что облегчает ее монтаж и обеспечивает центральную передачу нагрузки на основание. Низ мачты расчаливают для предотвращения сдвига от усилия в ветви каната, идущей на лебедку, и от горизонтальной составляющей усилия при наклоне.

Высокие и тяжелые мачты собирают и оснащают на земле (запасовывают подъемный полиспаст и крепят ванты к оголовку). Передвигают их на салазках по рельсовому пути. Передвижка — трудоемкая операция. Поэтому выбор места установки мачт должен обеспечивать минимальное число передвижек.

Высота мачты зависит от конкретных условий ее использования. Так, при подъеме оборудования на высоту (высота крановых путей, фундамента, постамента и др., рис. 15.10, а) минимальная высота мачты
H = h_ф + h₃ + h₀ + h_c + h_п + h_ог, (15.12)
гдеh_з — запас высоты;

h₀ — высота конструкции (высота места строповки над крановыми путями, фундаментом, постаментом);

h_c — высота стропа;

h_п — высота полиспаста в стянутом виде;

А_ог — высота оголовка мачты.



Рисунок 15.10. Схемы к расчету высоты мачты [7]
При наклонном положении мачты (рис. 15.10, б)
(15.13)
При использовании мачты для подъема вертикальной конструкции методом поворота относительно шарнира (рис. 15.10, в)
Н = h_ф + h₀+ h_oг. (15.14)
Расчет мачт сводится к определению напряжений в их элементах от сжатия и изгиба:

(см. рис. 15.9, г);

(15.15)



(15.16)




(см. рис. 15.9, д);


(15.17)

(см. рис. 15.9, е);

где N — сумма продольных усилий в мачте;

F — площадь поперечного сечения мачты;

φ — коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости λ рассчитываемого элемента мачты;

М_в — изгибающий момент от эксцентриситета груза (от внецентренного крепления полиспаста);

W — момент сопротивления сечения изгибу;

М_т — изгибающий момент от собственной массы мачты;

[R] — допустимое расчетное сопротивление.

Значение N зависит от конкретной схемы нагружения мачты. Так, при схемах по рис. 15.11, а—г суммарное продольное усилие определяют соответственно по формулам:

(15.21)

(15.20)

(15.19)

(15.18)


где K_п, K_д — коэффициенты соответственно перегрузки и динамичности, К_п = К_д = 1,1;

G₀, G_г.п, G_м — вес соответственно поднимаемой конструкции, грузового полиспаста и мачты, G_M = = G_T (G_T — вес 1 м мачты);

S_н — усилие натяжения ветви каната, идущей на лебедку;

S_н.в — продольное сжимающее усилие от нерабочих расчалок, S_н.в= пР_н.вsin (α — δ) (п — число нерабочих расчалок; Р_н.в — усилие первоначального натяжения расчалок по [7, прил. XIX]);

S_p._в— продольное сжимающее усилие от рабочей (задней) расчалки; при схеме нагружения по рис. 59, б S_p._в = Р_р.вsin α, где P_р.в = Ре/а + Р_н.в [здесь Р =К_цК_д(G₀ + G_г.п) + S_п].

Изгибающий момент при схеме по рис. 15.11, б
(15.22)
При расчете мачт расчетное сопротивление [R] рекомендуется принимать по [7, прил. XIII], коэффициент φ продольного изгиба— по [7, прил. XV], сортамент труб — по [28, прил. V]. Трубу выбирают по площади (см²) ее поперечного сечения
(15.23)
где φ₀ = 0,23...0,26 (для λ = 170...180);

т = 0,9 — коэффициент условий работы [7, прил. XIV].

Выбранную трубу проверяют по предельной гибкости по условию
λ = Н/г^т< [λ] = 180. (15.24)