На выигрыш в силе влияют такие факторы:
- количество роликов;
- длина веревки.
1 блок увеличивает силу примерно в 2 раза (примерно -- потому что какие-то потери спишутся из-за силы трения). То есть если человек без подъемника сможет поднять 30 кг на высоту 1 метр, то с полиспастом -- это будут уже 60 кг. Если роликов будет больше -- то и вес можно будет поднимать больший.
Что касается длины веревки: чем она длиннее, тем больше вес сможет поднять человек, но и тем больше времени на это придется тратить.
Расчет полиспаста
Исходные данные: вес груза Q = 200 кН; высота поднятия аппарата H = 14 м; расстояние до лебедки l = 240 м; запас длины троса lзап = 15 м; к.п.д. роликов = 0,98; ходовый конец троса полиспаста - сверху, неподвижный конец троса полиспаста - сверху.
Подберем для полиспаста по ОСТ 36-54-81 блок ОБМ 32-4, для которого: наибольшее тяговое усилие Qmax = 320 кН; число роликов в блоке m = 4; диаметр ролика блока D = 0,27 м; максимальный диаметр каната d = 22 мм; масса mБЛ = 200 кг.
Расчетная схема полиспаста показана на рис. 2.2.
Рис. 2.2 - Расчетная схема полиспаста
Подберем трос для крепления отводного блока. Для этого определим усилие в ходовом конце троса:
(2.1)
где SХ - усилие в ходовом конце троса, кН;
Q - вес поднимаемого груза, кН;
з - к.п.д. роликов полиспаста, = 0,98;
а - количество рабочих ветвей троса полиспаста, а = 8.
Определим грузоподъемность отводного ролика:
(2.2)
где - угол между направлениями троса до и после блока, принимаем ;
Qоб = 2 27,3 cos (110/2) = 31,3 кН.
Определим разрывное усилие для троса по условию прочности (1.3):
R = 6·31,3 = 187,8 кН.
Подбираем трос с временным сопротивлением разрыву В = 1600 МПа
ЛК-Р 6 Ч 19 (1-6-6/6)-1 о.с. ГОСТ 2688-88 с диаметром каната d = 19,5 мм и разрывным усилием Rтабл = 195,5 кН, для которого расчетная масса 1м смазанного троса mтр = 1,40 5 кг.
Определим длину троса для оснастки полиспаста:
, (2.2)
где H - максимальное расстояние между неподвижными и подвижными блоками полиспаста, H = 14 м;
RБ - радиус ролика блока, RБ =0,135 м;
m - число роликов полиспаста, m = 8.
Подставляя числовые значения в формулу (2.2), получим:
LТР = (14+ 3,14 0,135) 8 = 115,39 м .
Определим нагрузку на крепление полиспаста:
QКП = GВБ + GНБ + GТР + Q + SХ, (2.3)
где GВБ - нагрузка на верхний блок полиспаста, кН;
GВБ - нагрузка на нижний блок полиспаста, кН;
SХ - тяговое усилие, SХ = 27,3 кН.
Определим нагрузку на верхний и нижний блоки полиспаста:
GВБ = GНБ = mБЛ · g, (2.4)
GВБ = GНБ = 200·9,81 = 1962 Н = 1,962 кН.
Собственный вес троса определим:
GТР = LТР · mТР · g, (2.5)
где mТР - масса одного метра троса, mтр = 1,85 кг;
LТР - длина троса для запасовки полиспаста, LТР = 115,39 м;
GТР = 115,39 · 1,85 · 9,81 = 2,094 кН.
Подставляя GВБ, GНБ, GТР, Q и SХ в формулу (2.3), получаем:
QКП = 2·1,962 + 2,094 + 27,3 + 200 = 233,31 кН.
Определим разрывное усилие для троса по условию прочности:
R = 6· 233,31 =1399,51 кН.
Подбираем трос по с временным сопротивлением разрыву В = 1600 МПа
ЛК-Р 6 Ч 19 (1-6-6/6)-1 о.с. ГОСТ 7668-80 с диаметром каната d = 56,5 мм и разрывным усилием Rтабл = 1615 кН, для которого расчетная масса 1м смазанного троса mтр = 11,65 кг.
Определим канатоёмкость лебедки:
, (2.6)
где l - расстояние от сбегающего ролика до места расположения лебедки, l = 245 м;
lзап - длина запаса троса, lзап = 15 м.
Подставляя числовые значения в формулу (2.6), получим:
L=240+115,39+15=370,39 м.
Выбираем лебедку ПЛ5 - 61, которая имеет следующие параметры: максимальное тяговое усилие S = 50 кН.
ЛАБОРАТОРНая работа № 3
Тема: «Расчет и выбор лебедки для поднятия груза».
Цель работы: определить вес балласта для лебедки, проверить устойчивость лебедки против горизонтального смещения, сделать выводы о необходимости применения балласта и установки дополнительных якорей для лебедки.
Общие сведения
В процессе ремонтных и строительных работ часто приходится перемещать различные грузы, причем выполнять как вертикальный подъем, так и горизонтальное их передвижение.
Среди всего многообразия грузоподъемного оборудования особое место в этой нише занимает лебедка. Ее особенность заключается в довольно простой конструкции и универсальности в плане применения.
Лебедка - специальный механизм, предназначенный для поднятия груза по вертикали или его передвижения по горизонтали за счет передачи усилия от привода барабана до гибкого тягового элемента, например, троса или цепи.
Классическая лебедка состоит из жесткой рамы с опорой или подвесом, на которой смонтирован основной подвижный барабан для наматывания троса. Он приводится во вращение при помощи электрического или ручного привода, посредством барабанной или червячной передачи (рис. 3.1).
Рис. 3.1 - Схема лебедки для поднятия груза
Расчет лебедки на устойчивость
Цель расчета: определить вес балласта для лебедки, если при высоте оси каната над уровнем земли h = 0,68 м, центр тяжести лебедки находится от ребра опрокидывания на расстоянии в 3 раза меньшем ее длины, а расстояние от центра тяжести балласта до ребра опрокидывания равно l1 = 2,8 м; проверить устойчивость лебедки против горизонтального смещения, если коэффициент трения о грунт равен f = 0,28; сделать выводы о необходимости применения балласта и установки дополнительных якорей для лебедки.
Расчетная схема лебедки показана на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 - Расчетная схема лебедки
Определим вес лебёдки:
Qлеб = mл g , (3.1)
- максимальный диаметр троса d = 21,5 мм; канатоемкость L = 450 м; скорость намотки троса к = 41 м/ мин; масса лебедки m =1823 кг; длина лебедки lлеб = 1120 мм.
Определим скорость подъема груза:
, (2.7)
Определим время поднятия аппарата на высоту:
(2.8)
Qлеб = 1823 9,81 =17883,35 Н = 17,883 кН.
Определим вес балласта:
, (3.2)
Так как Qбал < 0, следовательно, нет необходимости в балласте.
Определим общее горизонтальное смещение лебедки по следующей зависимости:
N = Sx - Fтр , (3.3)
где Fтр - сила трения основания лебедки о грунт, кН;
Сила трения определится как:
Fтр = f Qлеб , (3.4)
где f - коэффициент трения, f=0,24.
Вычисляя получим:
Fтр = 0,24 17,883 = 4,29 кН .
Тогда после подстановки числовых значений в формулу (3.3) получим суммарное горизонтальное смещение лебедки:
N = 27,3 - 4,29 = 23,01 кН,
Fтр<Sx , следовательно якорь необходим.
ЛАБОРАТОРНая работа № 4
Тема: «Разработка такелажной схемы по монтажу (демонтажу) оборудования».
Цель работы: ознакомиться с подготовкой к выполнению стропальных и такелажных работ, изучить меры безопасности при проведении такелажных и стропальных работ, рассмотреть технологическую карту.
Общие сведения
Такелажные работы считаются самой сложной частью грузоперевозок. Для их выполнения необходима специальная техника и автотранспорт, а также штат квалифицированных сотрудников - профессионалов своего дела.
Прежде всего, необходимо произвести выезд на место, осмотр груза и оценку обстановки. Лишь после этого на объект прибывает бригада рабочих-такелажников. Далее осуществляется демонтаж оборудования и его упаковка. Перевозимый груз следует застроповать, то есть плотно закрепить на нем необходимые для подъема и перемещения конструкции по специальной схеме. Следующий этап - самый ответственный и предполагает осуществление собственно перемещения груза на борт автотранспорта.
Подъем и надежное крепление крупных металлических предметов производится с помощью электромагнитных зажимов. Оборудование поднимается с использованием различных тяговых и монтажных лебедок, стропов, домкратов и прочих приспособлений.
Выполнение такелажных работ возможно только при наличии соответствующей спецтехники и такелажного оборудования. К числу стандартной спецтехники можно отнести гидравлические тележки, домкраты и стропы, необходимые для фиксации груза. Также сюда относятся разнообразные цепи, карабины, соединители и тросы, которые находят широкое применение при осуществлении погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки промышленного оборудования. Перевозка тяжелой техники и производственного оборудования требует использования автомобиля с манипулятором. Такой спецавтотранспорт оптимально подходит для выполнения такелажных работ за счет своей многофункциональности, маневренности и компактности. Исправность оборудования непосредственным образом влияет на качество выполнения такелажных работ.
Подготовка к выполнению стропальных и такелажных работ
Стропальные и такелажные работы производят в соответствии с проектом организации строительства (ПОС), проектом производства работ, технологическими картами или технологическими схемами.
Проект организации строительства служит основанием для планирования капитальных вложений, обеспечения строительства соответствующими трудовыми и материальными ресурсами.
В проекте организации строительства рассматривают общие вопросы организации работ на строительной и монтажной площадках, указывают сроки начала и окончания строительства, приводят графики движения рабочей силы, сведения о временных зданиях и сооружениях, подъездных путях и т.д.
Проект производства работ -- это рабочий проект, по которому непосредственно осуществляется весь монтаж объекта или сооружения.
Проект производства работ включает в себя:
- перечень проектных материалов;
- пояснительную записку;
- ведомости монтажного оборудования, такелажных приспособлений, ручных машин, материалов, объемов работ (оборудования, металлоконструкций и трубопроводов);
- графики производства монтажных работ и движения рабочей силы, сроки подачи в монтаж оборудования, металлоконструкций и трубопроводов;
- ведомости потребности в энергоресурсах;
- технологические схемы монтажа оборудования, металлоконструкций и трубопроводов с узлами строповки;
- рабочие чертежи приспособлений и индивидуальной такелажной оснастки;
- основные положения и мероприятия по охране труда, обеспечению необходимых бытовых условий и пожарной безопасности;
- паспорт монтируемого объекта;
- схемы разводок временного энергоснабжения (электроэнергии, воды, пара, сжатого воздуха и сварочных газов).
Технологические карты или технологические схемы содержат:
- технические решения и указания способа монтажа отдельных сложных видов оборудования, строительных конструкций, укрепленных узлов или блоков технологических трубопроводов;
- способы контроля положения оборудования, конструкций и элементов такелажной оснастки и выверки их по установочно-сборочным допускам;
- решения по механизации трудоемких ручных операций;
- требования по обеспечению безопасных условий производства работ;
- способы строповки монтируемого оборудования или конструкций;
- спецификации монтажных и стропально-такелажных средств (включая механизированный инструмент и средств малой механизации) и материалов;
- схемы строповки грузов;
- типы кранов, их грузоподъемности и места установки;