Расчет порталов и шевров

Две мачты, соединенные вверху ригелем, к которому прикреплены грузовые полиспасты, называются порталом (рис. 17). Стойки портала (мачты) имеют, как правило, шарнирные опоры. Стойки и ригель могут быть как трубчатого, так и решетчатого сечения. Порталы устанавливаются в вертикальном или наклонном положении, фиксируются вантами регулируемой длины, которые крепятся к якорям. Порталы широко используются в монтажной практике, особенно при установке тяжеловесного оборудования, имеющего значительные поперечные размеры.

Рис. 17. Расчетная схема монтажного портала

Шевр представляет собой А-образную раму, состоящую из двух сборно-разборных трубчатых или решетчатых стоек, снабженных шарнирными опорами и соединенных вверху коротким ригелем (рис. 18). К ригелю крепятся два полиспаста, один – для подъема груза, другой – для опрокидывания шевра, если шевр используется как «падающий». Ригель шевра может крепиться к стойкам жестко или быть съемным.

Рис. 18. Расчетная схема монтажного шевра

Расчет портала сводится к следующему:

1. Определяют минимальную высоту портала Н аналогично монтажной мачте (см. п.10.1).

2. Подсчитывают усилие, действующее на каждый полиспаст:

P=G _о / n,

где G _о – масса поднимаемого оборудования; n – количество грузовых полиспастов.

3. Находят усилие, действующее на ригель в точке подвески полиспаста,

Р _р = Р· К _п · К _д +G _г.п · К _п +S _п,

где G _г.п – масса грузового полиспаста; S _п – усилие в сбегающей ветви полиспаста.

4. Определяют максимальный изгибающий момент в ригеле. Для данной схемы погружения изгибающий момент без учета собственной массы ригеля

М _max =Р _р· l ₁.

5. Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения ригеля:

W _тр =М _max/ (0, 1 m· R),

где m – коэффициент условий работы (см. прил. 4), для порталов m = 0, 9; R – расчетное сопротивление при изгибе (см. прил. 3).

6. При изготовлении ригеля из двутавра, швеллера или трубы подбирают соответствующее сечение (см.прил. 5–7), чтобы выполнялось условие W_х W _тр. При необходимости рассчитывают максимальный прогиб ригеля и сравнивают его с допускаемым.

7. Находят опорные реакции N _а и N _б от действия ригеля на стойку портала. При симметричной схеме нагружения, без учета массы самого ригеля

N _а = N _б =Р _р.

8. Определяют суммарное сжимающее усилие, действующее по оси каждой стойки портала:

S _м = N _а +G _с· К _п +Р _н.в · sin α,

где G _с – масса стойки портала; Р _н.в – сжимающее усилие от нерабочих вант (определяют как для монтажных мачт).

9. Дальнейший расчет стойки портала ведут аналогично расчету трубчатых или решетчатых мачт (см. п. 10.3).

Расчет шевра, представленного на рис.18, проводят в такой последовательности:

1. Определяют минимальную высоту шевра Н аналогично монтажной мачте (см. п.10.1).

2. Подсчитывают усилие в грузовом полиспасте Р _г.п Для вертикального шевра это усилие рассчитывают как при подъеме оборудования способом поворота вокруг шарнира (см. п. 13.2).

3. Определяют суммарное сжимающие усилие, действующее вдоль шевра:

S _м =Р _г.п· К _п· К _д· сos β +Р _р.в· К _п· К _д· сos γ +G _р.п· К _п +G _г.п· К _п +G _ш· К _п +S _г.п,

где Р _р.в – усилие в задней рабочей ванте, рассчитывают так же, как для вертикальной мачты (см. п.10.3); G _г.п и G _р.п – массы грузового и рабочего полиспастов; G _ш – масса шевра (определяется в начале ориентировочно);

S _г.п – усилие в сбегающей ветви грузового полиспаста (определяют при расчете полиспаста по. п.7).

4. Находят сжимающее усилие в стойке шевра:

N _c =S _м / 2.

5. Рассчитывают сечение стоек и проверяют их устойчивость как для трубчатой или решетчатой мачты (см. п.10.3).

6. Находят суммарное усилие, действующее на ригель Р _р. Если полиспасты закреплены посредине ригеля (l ₁= l ₂), то можно считать, что Р _р= S _м.

7. Определяют изгибающий момент в ригеле шевра, пренебрегая массой самого ригеля:

N _а= N _б =0, 5 Р _р, М _max= Р _р· l _p / 4,

где l _p – длина ригеля (l ₁= l ₂= ).

8. Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения ригеля (см³):

W _тр =М _max / (0, 1· m · R),

где m – коэффициент условия работы (см. прил. 4), для шевра m =0, 9; R – расчетное сопротивление при изгибе (см. прил. 3).

9. По прил. 5–7 подбирают требуемое сечение стандартного профиля (трубы, шевра или двутавра) так, чтобы выполнялось условие W_х W _тр .