Расчет стропов из стальных канатов
Обновлено: 21.05.2024
Выбор стальных канатов, применяемых в качестве грузовых, стреловых, несущих, тяговых и др., должен производиться в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (ПБ 10-382-00), ИСО 4308/1, ИСО 4308/2 и другими нормативными документами.
При подъеме различных грузов и монтаже оборудования используют различные гибкие стропы: стальные канаты, тросы, цепи, веревки и т.п. Перед установкой их на грузоподъемную машину или механизм они должны быть проверены на прочность расчетом.
Для этого определяют усилие (натяжение) (Н) в одной ветви стропа (рисунок 12) по формуле:
где G - масса груза, кг;
m - общее число ветвей стропа;
k - коэффициент неравномерности распределения массы груза на ветви стропа. Значения коэффициента k приведены в таблице 12;
- угол наклона стропа к вертикали, град.
Рисунок 12 – Cтроповка груза четырехветвевыми стропами
Таблица 12 – Значения коэффициента k
| Число ветвей стропа m | m < 4 | m> 4 |
| Значение k | 0,75 |
Определив усилие в ветви стропа, далее можно найти разрывное усилие по формуле:
где - коэффициент запаса прочности для стропа (минимальный коэффициент использования каната), определяемый в зависимости от группы классификации стреловых самоходных кранов (таблица 13), классификации механизмов по группам (таблица 14) [10].
При проектировании выполняются расчеты на прочность.
При проектировании стропов из стальных канатов крестовой свивки коэффициент запаса ( ) прочности каната по отношению к нагрузке отдельной ветви стропа составляет не менее 6 [11].
При проектировании стропов из синтетических канатов и лент коэффициент запаса прочности по отношению к нагрузке отдельной ветви стропа принимается не менее 8 [11].
Определив классификацию механизма, подбираем коэффициент запаса прочности стальных канатов (таблица 15).
Расчетная нагрузка на ветвь стропа определяется при фактическом угле между ветвями, но не более 90°.
Классификация стреловых самоходных кранов и их механизмов по группам, основанная на условиях работы, приведена в таблице 13.
Таблица 13 – Классификация стреловых самоходных кранов по группам
| Режим работы кранов | Группа |
| Краны для общих грузоподъемных операций с крюком, не применяемые для непрерывной работы | А1 |
| Краны, оборудованные грейфером, захватом или магнитом | А3 |
| Тяжелый режим, например погрузка и выгрузка контейнеров или общие работы в доках | А4 |
Классификация механизмов стреловых самоходных кранов по группам приведена в таблице 14.
Таблица 14 – Классификация механизмов по группам
| Назначение механизма | Режим работы кранов | ||
| А1 | А2 | А3 | |
| Подъем груза | М3 | М4 | М5 |
| Поворот крана | М2 | М3 | М4 |
| Подъем и опускание стрелы | М2 | М3 | М3 |
| Телескопирование | М1 | М2 | М1* |
| Перемещение крана (только по рабочей площадке): пневмоколесный кран гусеничный кран | М1 М1 М1 | М1 М1 М2 | М1 М1 М2 |
* функция телескопирования не выполняется при подвешенном грузе.
Таблица 15 – Наименьший коэффициент запаса прочности для стальных канатов
| Группа классификации механизма по ИСО 4301/1 | Подвижные канаты | Неподвижные канаты |
| Значение коэффициента | ||
| М1 | 3,15 | 2,50 |
| М2 | 3,35 | 2,50 |
| М3 | 3,55 | 3,00 |
Продолжение таблицы 15
| М4 | 4,00 | 3,50 |
| М5 | 4,50 | 4,00 |
| М6 | 5,60 | 4,50 |
| М7 | 7,10 | 5,00 |
| М8 | 9,00 | 5,00 |
Для автомобильных кранов грузоподъемностью до 16 т включительно при выборе каната должна приниматься группа классификации механизма подъема не менее М4 (ИСО 4301/1).
По найденному разрывному усилию по таблице 16 может быть подобран канат и его технические данные: временное сопротивление разрыву, ближайшее большее к расчетному, и его диаметр.
Таблица 16 – Технические характеристики стальных канатов
| Диаметр каната, мм | Масса 100 м смазанного каната, кг | Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву, МПа |
| Канат типа ТК6*19(1+6+12)+1 о.с. (ГОСТ 3070-74) | ||
| 43,3 | ||
| 14,5 | 71,5 | |
| 17,5 | ||
| 19,5 | 127,5 | |
| 149,5 | ||
| 22,5 | 173,5 | |
| 255,5 | ||
| 38,5 | ||
| Канат типа ТК6*37(1+6+12+18)+1 о.с. (ГОСТ 3071-74) | ||
| 27,35 | - | |
| 11,5 | 42,7 | - |
| 13,5 | 61,35 | - |
| 83,45 | ||
| 22,5 | 170,5 | |
| 24,5 | ||
| 245,5 | ||
| 31,5 | ||
| 33,5 | 383,5 | |
| 36,5 |
Продолжение таблицы 16
Минимальную длину ветви стропа определяют из условия, что угол ее наклона к вертикали не должен превышать 60 о , м:
где b - максимальное расстояние между центром тяжести груза и местом закрепления стропа, м.
На практике к стропам предъявляются жесткие требования. Стальные канаты считаются непригодными к эксплуатации если:
- оборвана хотя бы одна прядь;
- число оборванных проволочек на шаге свивки равно или более 10% их общего числа;
- поверхностный износ или коррозия проволочек каната составляет 40% и более;
Расчет и выбор канатов для стропов
Стальные канаты используют в механизмах, полиспастах, различных монтажных приспособлениях, а также для изготовления стропов. Стропами называют отрезки канатов или цепей, соединенные в кольца или снабжены специальными подвесными приспособлениями, обеспечивающими быстрое, удобное и безопасное закрепление груза.
Максимальное натяжение каната, приходящееся на каждую ветвь стропа, можно определить по формуле:
где: S - натяжение ветви стропа, H (кг);
G – вес груза, H (кг);
g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с 2 ;
n – число ветвей стропа, n = 4;
α – угол наклона ветви стропа (в градусах).
Заменив для простоты расчета ~1/cosα коэффициентом m, получим максимальное натяжение каната
где: m – коэффициент, зависящий от угла наклона ветви к вертикали,
при α = 45º - m = 1,41;
k – коэффициент неравномерности нагрузки на ветви стропа, k = 0,75.
Допустимое разрывное усилие:
где kз – коэффициент запаса прочности, учитывающий назначение каната и режим его работы.
Для монтажных работ kз = 8.
Воспользовавшись приложением 1 по разрывному усилию выбираем канат ЛК-Р0 конструкции 6 х 36 ГОСТ 3079-80 с характеристиками и заносим в таблицу:
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Диаметр каната, мм | |
| Маркировочная группа, Н/мм 2 | |
| Разрывное усилие, Н | |
| Ориентировочная маса 1000 м смазанного каната, кг |
Расчет канатных строп
Рисунок 1 – Схема для расчета стропов
Стропы из стальных канатов применяются для соединения монтажных полиспастов с подъёмно-транспортными средствами (мачтами, порталами, стрелами, монтажными балками), якорями и строительными конструкциями,
а также для строповки поднимаемого или перемещаемого оборудования и конструкций с подъёмно-транспортными механизмами.
В практике монтажа используются следующие типы канатных стропов: обычные, к которым относятся универсальные и одно-, двух-, трёх- и четырёхветвевые, закрепляемые на поднимаемом оборудовании обвязкой.
Технические данные рекомендуемых типов канатов приведены в прил. 2.
Канатные стропы рассчитываются в следующем порядке(рис. 2).
1. Определяем напряжение в одной ветви стропа, кН
(8)
где Р– расчётное усилие, приложенное к стропу, без учёта коэффициентов перегрузки и динамичности, кН; m– общее количество ветвей стропа;
α– угол между направлением действия расчётного усилия и ветвью стропа, которым задаёмся исходя из поперечных размеров поднимаемого оборудования и способа строповки (этот угол рекомендуется назначать не более45°, имея в виду, что с увеличением его усилие в ветви стропа резко возрастает).
2. Находим разрывное усилие в ветви стропа, кН
Где k3 – коэффициент запаса прочности для стропа в зависимости от типа стропа (прил. 1).
3. По расчётному разрывному усилию, пользуясь таблицей 3 ГОСТа:
подбираем наиболее гибкий стальной канат и определяем его технические данные: тип и конструкцию, временное сопротивление разрыву, разрывное усилие и диаметр.
Рисунок 2- расчетная схема канатного стропа
Расчет такелажных скоб
Такелажные скобы применяются как соединительные элементы отдельных звеньев различных грузозахватных устройств или как самостоятельные захватные приспособления.
Зная нагрузку, действующую на скобу, задавшись размерами элементов, необходимо проверить её на прочность. Этот расчёт выполняется в следующем порядке (рис. 2):
1. Находим усилие, действующее на скобу, кН
где S– нагрузка, действующая на скобу, кН (например, масса поднимаемого груза, натяжение каната и т.п.);
Рисунок 3- Скоба такелажная:
1– ветвь скобы; 2– штырь; 3– бобышк
2. Проверяем ветви скобы выбранного типоразмера (табл. 3) на прочность при растяжении
Где Fс – площадь сечения ветви скобы, см 2 (определяется исходя из размеров диаметра ветви скобы dс , подобранного по табл. 3).
3. Определим изгибающий момент в штыре, кН ⋅ см
где l – длина штыря между ветвями скобы (табл. 3).
4. Находим момент сопротивления сечения штыря, см 3
где d ш – диаметр штыря(табл. 3).
Таблица 3- Скобы такелажные
5. Проверяем штырь скобы на прочность при изгибе
Rизгиба = 210 МПа
6. Проверяем штырь скобы на срез
где Fш – площадь сечения штыря, см 2 (определяется исходя из размеров диаметра штыря).
7. Проверяем отверстия скобы на смятие
где δ – толщина бобышки скобы для штыря, см (соответствует диаметру ветви скобы
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!
Расчет стропов из стальных канатов
Канаты, цепи, ленты должны быть проверены на прочность расчётом: P/S ≥ k
P – разрывное усилие каната, цепи, ленты
в целом в H (кгс) по сертификату;
S – наибольшее натяжение ветви H (кгс);
k – должен соответствовать указанием
таблицы – коэффициент запаса
Расчёт стропов из стальных канатов, цепей, текстильных лент производится с учётом числа ветвей стропа и угла наклона их к вертикали по формуле:
S = G/(n · cos α) = m · G/n
S – Натяжение ветви стропа, H (кгс);
G – Вес груза, H (кгс);
n – Число ветвей стропа;
α – Угол наклона ветви стропа (в гра- дусах);
m – Коэффициент, зависящий от угла наклона ветви к вертикали;
при α = 00º – m = 1
при α = 30º – m = 1,15
при α = 45º – m = 1,42
Применять стропы типа 1СК, 2СК, 3СК и 4СК для подъема и перемещения грузов с обвязкой груза ветвью стропа, в том числе «на удав», не допускается.
СТРОПЫ КАНАТНЫЕ
Грузовые канатные стропы по ГОСТ 25573-82 применяются в строительстве для строповки грузов, по РД-10-33-93 — на промышленных предприятиях, транспортных и складских объектах.
Способы заделки концов стропов
Заделка концов каната может быть выполнена следующими способами:
- заплеткой с последующей обмоткой концов прядей;
- опрессовкой алюминиевой втулкой.
Канатные ветви стропов следует изготавливать из целого каната. Сращивание канатов не допускается.
Каждый строп должен быть снабжен клеймом или прочно прикрепленной металлической биркой и паспортом.
Указатель основных параметров канатных стропов
Факторы, влияющие на грузоподъемность стропов:
Грузоподъемность стропов, указанная в прайс-листах ООО «ТриС», расчитанна с учетом желательного угла разбега ветвей стропа, не превышающего 90º, в соот-ветствии с ГОСТ 25573-82 и РД 10-33-93.
Данные по изменению грузоподъемности универсальных стропов в зависимости от вида стропов
и радиуса изгиба каната.
Универсальный строп канатный исполнение 1 – УСК1 (по РД-10-33-93) либо строп канатный петлевой СКП (по ГОСТ-25573-82)
Для непосредственного контакта груза с крюком крана служат петлевые канатные стропы (УСК-1 — он же СКП). Это наиболее распространенный вид стропов.
Основные параметры и размеры стропа универсального, исполнение 1
© ООО «ТРИСКАНАТ»
Способы расчета усилий в ветвях стропа
На практике расчет сводится к подбору каната, агрегатная прочность которого удовлетворяет неравенству:
Р – разрывное усилие каната в целом, кН (принимается по данным ГОСТа)
F – наибольшее натяжение ветви каната с учетом КПДполиспаста и без учета динамических нагрузок, кН
R – статический коэффициент запаса прочности, зависит от назначения каната
Выбор грузового стропа
Определив массу поднимаемого груза, далее необходимо правильно выбрать строп с учетом нагрузки, которая возникает в каждой его ветви. Нагрузка, приходящаяся на каждую ветвь, меняется в зависимости от числа мест зацепки груза, от его размеров, от угла между ветвями стропа, от длины его ветвей. Усилия, возникающие в ветвях стропа при подъеме груза, можно определять двумя способами
Способы расчета усилий в ветвях стропа
1. Нагрузку, приходящуюся на каждую ветвь стропа, можно определить по первому способу так
где: S — Натяжение ветви стропа. H (кгс)
G – Вес груза. H (кгс)
g – ускорение свободного падения (g=9,8 м/с2 )
n – Число ветвей стропа.
2. Заменив для простоты расчета ~1/cosα коэффициентом m, получим
где: m – Коэффициент, зависящий от угла наклона ветви к вертикали;
при α = 0º — m = 1
при α = 30º — m = 1,15
при α = 45º — m = 1,41
при α = 60º — m = 2,0.
Канаты должны быть проверены на прочность расчётом: P/S ≥ k,
где: P – разрывное усилие каната в целом в H(кгс) по сертификату.
S – наибольшее натяжение ветви каната H(кгс).
k – должен соответствовать указанием таблицы — коэффициент запаса прочности:
для канатных = 6
для текстильных = 7.
Значения величин, применяемых в расчётной формуле (2), приведены в табл. №1:
Таблица.№ 1. Значения величин, применяемых в расчётной формуле (2).
| n | 1 | 2 | 4 | 8 | – | – | – |
| k | 1 | 1 | 0,75 | 0,75 | – | – | – |
| αº | 0º | 15º | 20º | 30º | 40º | 45º | 60º |
| m | 1 | 1,04 | 1,06 | 1,16 | 1,31 | 1,41 | 2 |
Примеры.
Пример №1.
При подъеме груза массой 1000 кг, числом ветвей стропа n = 4 и α = 45° необходимо рассчитать нагрузку, приходящуюся на каждую ветвь стропа,
Решение: пользуясь данной формулой можем определить нагрузку, приходящуюся на каждую ветвь стропа
m – т.к коэффициент, угла наклона ветви к вертикали составляет α = 45°, то m = 1,41
G – Вес груза. H (кгс), известно, что масса груза составляет 1000 кг, необходимо перевести кгс в кг, 1кгс=1кг, принимаем G =1000кгс,
Исходя их таблицы 1 и количества строп n=4, принимаем k =0,75
Все данные известны, подставим в формулу
S = 1,42•1000•9,8/(4•0,75) = 46 39 Н,
Ответ: грузоподъемная сила, приходящаяся на одну ветвь стропа, равна ~5кН.
Практическая часть
решить самостоятельно!
(в тетради)
З1: При подъеме груза массой 10000 кг, числом ветвей стропа n = 3 и α = 60 необходимо рассчитать нагрузку, приходящуюся на каждую ветвь стропа.
З2: При подъеме груза массой 5т, числом ветвей стропа n = 8 и α = 45° необходимо рассчитать нагрузку, приходящуюся на каждую ветвь стропа.
Читайте также: