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: 13 из 13

Шевры (рис. 15.12). Расчалки мачт загромождают монтажную площадку, требуют дополнительных работ по устройству якорей. Поэтому по мере возможности мачты заменяют стационарными и передвижными шеврами. Шевром называют А-образную раму, основание которой закрепляют шарнирно, а вершину удерживают канатной тягой или полиспастом. Обычно шевры осна- шают двумя полиспастами: грузовым и поворотным. Последний изменяет наклон шевра и устанавливает груз в нужном положении в горизонтальном направлении. При высоте более 9 м шевры выполняют из отдельных секций, что облегчает их транспортирование. Достоинства шевров по сравнению с мачтами — меньшее число расчалок и якорей, более простое перемещение; недостаток по сравнению с мачтами — более сложная конструкция. Высоту шевров рассчитывают так же, как и высоту мачт. Стойки шевра рассчитывают на прочность как одиночные мачты. Примеры расчета монтажных шевров приведены в [7].



Рисунок 15.12. Шевр:

1 – грузовой полиспаст; 2 – шевр; 3 – обводной блок; 4 – обегающая ветвь грузового полиспаста, идущая на лебедку
Переносные монтажные стрелы (рис. 15.13, а) применяют тогда, когда невозможно или нецелесообразно использовать монтажные краны, а строительные конструкции позволяют крепление к ним нижнего (опорного) и верхнего элементов стрелы. Переносную стрелу 1 с двойным нижним шарниром 2 можно поворачивать как в вертикальной плоскости, изменяя вылет полиспастом 3, так и в горизонтальной (на угол до 180°) — с помощью каната, прикрепленного к ее верхнему элементу. Подъем груза осуществляют отдельной лебедкой. Переносные монтажные стрелы изготовляют решетчатыми и трубчатыми длиной 10—25 м. Их применяют для монтажа оборудования массой 3—10 т.


Рисунок 15.13. Переносная монтажная стрела и мачтовые краны
Мачтовые краны жестконогие (рис. 15.13, б) и вантовые (рис. 15.13, в) применяют при монтаже в условиях повышенной стесненности для подъема легких грузов (до 5 т) при креплении стрелы вблизи оголовка мачты 5 и тяжелых (до 40 т) — при ее креплении у основания мачты. Мачта вантового крана (рис. 15.13, в) снабжена шарнирными опорами. Нижняя опора выполнена в виде шарового шарнира6 или она снабжена упорным и радиальным подшипниками качения. Верхней ее опорой является «паук» 4, удерживаемый расчалками 7. При повороте крана «паук» остается неподвижным, а вращается мачта с осью, преходящей внутри «паука».

Порталы — портальные подъемники (рис. 15.14) — П-образные рамы из двух мачт, соединенных жестко или шарнирно перекладиной (ригелем) с подвешенными грузовыми полиспастами, применяют при подъеме крупногабаритных тяжелых конструкций на большую высоту.

Шарнирные опоры портала позволяют наклонять его. Портал удерживается расчалками (по три на каждую мачту), снабженными полиспастами. Расчалки, идущие от плоскости портала, позволяют осуществлять его наклон. Горизонтальные шарниры ригеля обеспечивают при этом постоянство его положения. Опоры портала во избежание сдвига раскрепляют тягами или устанавливают на специальные фундаменты.

Рисунок 15.14. Схема установки портального подъемника:

1 — мачта; 2 — ригель (перекладина); 3 — грузовой полиспаст; 4 — шарнирная опора мачты; 5 — ванта (расчалка); 6 — винтовая лебедка (лебедка расчалки) с якорем; 7 — подъемная лебедка с якорем; 8 — отводной блок; 9 — схема наклонного положения портала; 10 — тяга опоры портала
Нагрузка на мачту портала при шарнирном креплении ригеля передается по оси, благодаря чему ее несущая способность выше, чем несущая способность одиночной мачты с внецентренным креплением грузового полиспаста.

При монтаже ПТМ используют портальные подъемники грузоподъемностью до 200 т при высоте 65 м и пролете 30 м с наклоном на 15⁰ о обе стороны. В отдельных случаях применяют подъемники грузоподъемностью до 1200 т при высоте до 60 м.

Расчет мачт портальных подъемников аналогичен рассмотренному расчету одиночных мачт. Их ригели рассчитывают на прочность по максимальному изгибающему моменту. Примеры расчетов даны в работе [7].

Ленточные и гидравлические подъемники. Ленточный подъемник (рис. 15.15, а) представляет собой портал из двух вертикальных мачт, связанных вверху поддомкратной балкой. На нее устанавливают домкраты, а над ними — наддомкратную балку, связанную в процессе подъема с лентами. Ленты, выполненные из отдельных звеньев, соединенных стыками, снабжены отверстиями для закладных валов. Шаг отверстий равен ходу домкрата.

Ленты пропускают на всю высоту портала. Поднимаемую конструкцию устанавливают на подъемную балку, прикрепленную к нижним концам лент. Один цикл подъема на высоту, равную ходу домкрата, включает следующие позиции: в позиции I (исходной) шток домкрата опущен, отверстия в лентах и наддомкратной балке совмещены и в них вставлены соединительные валы (ленты соединены с наддомкратной балкой); в позиции II шток выдвинут, наддомкратиая балка вместе с лентами и висящим на них грузом подняты; в положении III ленты соединены с обеими верхними балками; в положенииIV ленты соединены только с наддомкратной балкой; в положенииV ленты соединены с обеими балками, но шток домкрата опущен. Следующая позиция аналогична позиции I — исходной. Повторением необходимого числа циклов обеспечивают подъем монтируемой конструкции на нужную высоту. Верхние секции лент по мере подъема отстыковывают и удаляют.

Принцип циклической шаговой работы положен и в основу гидравлических подъемников. Такой подъемник (рис. 15.15, б) состоит из двух стоек 10 коробчатого сечения. По каждой из них шагообразно перемещаются каретки 11 и 12, связанные между собой ги дроци л и ндром 13. Нижние каретки 12 связаны между собой подъемной балкой 14, на которую опирается поднимаемая конструкция 15.

Анкерные устройства. Расчалки мотажных мачт, шевров, портальных и ленточных подъемников, мачтовых кранов, а также лебедки, тали, блоки, полиспасты и другие грузоподъемные механизмы при выполнении такелажных работ должны быть надежно закреплены (рис. 15.16). Для этого используют элементы строительных сооружений -— колонны, стены, фундаменты под оборудова ние и прочие тяжелые элементы строительных конструкций и машины (краны, тракторы и др.), способные воспринять горизонтальные и вертикальные нагрузки. Возможность их применения в каждом случае должна быть обоснована расчетом.

Однако чаще всего для этого используют специальные анкерные устройства — якоря (рис. 15.17). Они бывают постоянные и временные. Постоянные якоря являются неотъемлемой частью самого сооружения (например, якоря неподвижных башен башенных кранов). Временные монтажные якоря могут быть выполнены земляными (закладными, заглубленными) и наземными. Земляные якоря бывают свайные и горизонтальные. Деревянный односвайный якорь из бревна диаметром 18—30 см, забитого на глубину 1,5 м, воспринимает усилие 10—20 кН, двух- и трехсвайные — усилие 30—100 кН. Их недостаток — высокая трудоемкость забивания свай и сравнительно небольшое усилие, выдерживаемое якорем. Горизонтальные деревянные якоря воспринимают большие усилия: до 30 кН при одном бревне диаметром 20 см, длиной 1,5 м, заглубленном на 1,5 м, и до 100 кН — при трех бревнах. Для усилий 200—1300 кН применяют бетонные и металлические (из забетонированных решетчатых стальных конструкций) якоря. Их недостаток — большой объем земляных работ, значительный безвозвратный расход материалов, остающихся в земле, и большие затраты ручного труда, так как применение землеройных машин часто ограничивают условия монтажной площадки и наличие подземных коммуникаций.

Рисунок 15.15. Ленточный (а) и гидравлический (б) подъемники

I – V – этапы подъема; 1 – портал; 2 – поддомкратная балка; 3 – наддомкратная балка; 4 – закладной вал; 5 – консольный кран; 6 – лента; 7 – домкрат; 8 – подъемная балка; 9 – поднимаемая конструкция; 10 – стойка; 11 – верхняя каретка; 12 – нижняя каретка; 13 – гидроцилиндр; 14 – подъемная балка; 15 – поднимаемая конструкция







Рисунок 15.16. Схемы закрепления лебедок:

а — эа якорь; б — за колонну; в — за стену; е — за ригель; 1 — лебедка; 2 — якорь; 3 — колонна; 4 — стена; 5 — ригель
Этих недостатков не имеют винтовые стержневые и комбинированные (с кольцевым элементом) якоря. При диаметре лопасти 0,5 м и установке в песчаных грунтах несущая способность стержневого якоря достигает 140 кН, комбинированного — 200 кН. В суглинках она снижается до 65%, а в глинистых грунтах — до 56%. Их недостаток — сложность ввертывания.

Наземный якорь представляет собой металлическую раму о инвентарными железобетонными блоками, укладываемыми кра- иом. Под действием их веса полки горизонтальных швеллеров вдавливаются в грунт и обеспечивают хорошее сцепление с ним якоря. Для увеличения сцепления наземные якоря делают с шипами и полузаглубленными. Их можно устанавливать на любой грунт, кроме свеженасыпанного, неуплотненного, а в зимнее время — только на предварительно оттаянный грунт.

Наземные якоря обычной конструкции используют на усилия до 500 кН, полузаглубленные — на усилия до 1000—2000 кН. Якорь на усилие 2000 кН выполнен в виде полузаглубленной емкости, заполненной водой и пригруженной сверху железобетонными блоками.

Расчет наземных якорей, наиболее часто применяемых при монтаже, сводится к определению массы железобетонных грузов (т), обеспечивающих устойчивость якоря от сдвига (рис. 66),
(15.25)
гдеN₁, N₂ — горизонтальная и вертикальная составляющие усилия N в тяге, кН, при угле α наклона тяги к горизонту N₁ = Ncosα, N₂ = Nsinα;

f — коэффициент трения скольжения металлической рамы якоря по основанию, для песка сухого утрамбованного f = 0,78…0,84, для чернозема плотного сырого f = 0,90…0,96, для бетонаf= 0,45;

К_у._с — коэффициент запаса устойчивости от сдвига, К_у._с = 1,5.


Рисунок 15.17. Якоря:




Рисунок 15.18. Схема к расчету инвентарного наземного якоря [7]
По значению т₀ определяют количество бетонных блоков п = т₀/т_б (где т_б – масса одного блока, т) и проверяют якорь на устойчивость против опрокидывания, которая обеспечивается при
(15.26)
где a, b – плечи опрокидывающего и удерживающего моментов, b определяют по работе [7, прил. VIII];

K_у.о = 1,4 – коэффициент запаса устойчивости от опрокидывания.

Характеристики инвентарных изменений якорей даны в работе [7, прил. VIII], там же приведены методы и примеры расчета полузаглубленных и заглубленных якорей различных типов.

Литература
1 Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. – Мн.: Выш. шк., 1983. – 350 с.

2 Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. - Алматы, 1994. – 194 с.

3 Справочник по кранам: В 2 т. Т.2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их детали и узлы. Техническая эксплуатация кранов/ М.П. Александров, М.М. Гохберг, А.А. Ковин и др.; Под общ. ред. М.М. Гохберга. – Л.: Машиностроение, Ленингр.отд-ние, 1988. – 559 с.

4 Пертен Ю.А. Крутонаклонные конвейеры. – Л.: Машиностроение, 1977. – 216 с.

5 Зенков, Р. Л. Машины непрерывного транспорта: учеб. для студентов вузов / Р. Л. Зенков, И. И. Ивашков, Л. Н. Колобов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987. – 432 с.: ил.

6 Спиваковский, А. О. Транспортирующие машины: учеб. пособие для машиностроительных вузов / А. О. Спиваковский, В. К. Дьячков. – 3-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1983. – 487 с.: ил.

7 Матвеев В.В., Крупин Н.Ф. Примеры расчета такелажной оснастки. – М.-Л.: Стройиздат, 1987. – 320 с.

8 Сборка и монтаж изделий машиностроения: Справочник. В 2-х т. Т. «. Монтаж машин и агрегатов/ Под ред. В.С. Демина, П.П. Алексеенко. – М.: Машиностроение, 1983. – 360 с.

9 Разыграев А.М., Корчанов И.Я. Технология и организация ремонта строительных машин и оборудования. – М.: Строиздат, 1981. – 247 с.

10 Сборка и монтаж изделий машиностроения: справочник. В 2-х т. Т. 1. Сборка изделий машиностроения/ Под. ред. В.С. Корсакова, В.К. Замятина. М.: Машиностроение. – 1983. – 480 с.

1¹Расчалка (ванта) — канатная конструкция для удержания такелажных средств в рабочем положении; оттяжка — для обеспечения заданной траектории груза; тяга — для фиксации взаимного положения элементов такелажного средства.

2^Под витком понимают канат витого стропа или ветвь полотенчатого стропа, состоящего из параллельно уложенных витков каната.