Поворота вокруг шарнира. Этот способ применяется обычно для подъема аппаратов колонного типа на невысокие (до 2 м) фундаменты

Этот способ применяется обычно для подъема аппаратов колонного типа на невысокие (до 2 м) фундаменты. Подъем оборудования может осуществляться как одиночными, так и парными монтажными мачтами. Способ обладает следующими преимуществами:

· максимальные нагрузки в такелажной оснастке возникают в начальный момент подъема, когда аппарат находится в горизонтальном положении, что повышает безопасность работ;

· масса поднимаемого оборудования может превышать грузоподъемность такелажных средств.

Подъем оборудования может осуществляться по двум вариантам.

Первый вариант. Мачты устанавливаются за поворотным шарниром (рис. 22, а). В этом случае оборудование поднимается до нейтрального положения в один этап с помощью грузового полиспаста. Затем с помощью тормозной оттяжки колонна плавно опускается на фундамент в проектное положение под действием собственной массы.

Второй вариант. Мачты устанавливаются между поворотным шарниром и центром массы поднимаемого оборудования (рис. 22, б). В этом случае оборудование монтируется в два этапа: сначала с помощью мачт колонна поднимается на максимально возможный угол, а затем дотягивается до нейтрального положения. На заключительной стадии монтажа колонна опускается в проектное положение тормозной оттяжки.

При выборе и расположении такелажных средств рекомендуются следующие оптимальные соотношения размеров:

– высота мачты Н _м= (1, 8–3) l _ц.м;

– расстояние от якоря рабочей ванты до мачты l _я= (4–6) l _ц.м;

– расстояние от места строповки оборудования до его основания l _с=(1, 3–2) l _ц.м.

Расчет такелажной оснастки по схеме, приведенной на рис. 22, а, сводится к следующему:

1. Определяют необходимую высоту мачты (м):

Н _м = (1, 8–3, 0) l _ц.м ,

где l _ц.м – расстояние от центра массы до основания оборудования, м.

а

б

Рис. 22. Расчетная схема подъема оборудования мачтами методом поворота вокруг шарнира: а – первый вариант; б – второй вариант

2. Максимальное усилие в спаренном полиспасте в начальный момент подъема оборудования (кН) рассчитывают по формуле

Р _п = 10· G _o· l _цм / [(H _м– h _ф)·sinβ – l _ш·cosβ ],

где G _о – масса поднимаемого оборудования, т; h _ф – высота фундамента, м;

l _ш – расстояние от оси шарнира до мачты, м; β – угол между мачтой и подъемным полиспастом.

tg β = (l _c+ l _ш) / (H _м– h _ф–0, 5 D),

где l _c – расстояние от основания оборудования до места строповки, м; D – диаметр аппарата, м.

По усилию Р _п рассчитывают подъемные полиспасты (см. п.7) и стропы (см. п.3).

3. Усилие в рабочей ванте (кН) определяют по формуле

Р _р.в =Р _п · sin β / sin γ,

где γ – угол между мачтой и рабочей вантой, tg γ = l _я/ Н _м; l _я – расстояние от мачты до якоря рабочей ванты.

По усилию Р _р.в рассчитывают канат и якорь для задней ванты (см. п.2, 9).

4. Суммарное сжимающее усилие (кН), действующее по оси мачты определяют как

S _м =Р _п· К _п · К _д· cosβ +Р _р.в · cosγ + 10· G _м · К _п + 10 G _п · К _п +n · Р _н.в · sinδ +S _п ,

где n – количество нерабочих вант; Р _н.в – усилие первоначального натяжения нерабочих вант, кН (прил. 14); S _п – усилие в сбегающей ветви грузового полиспаста, кН; G _м – масса мачты, т; G _п – масса полиспаста, т; δ – угол наклона нерабочих вант к горизонту.

По усилию S _м рассчитывают сечение мачты (см. п.10).

5. Находим усилие в тормозной оттяжке:

Р _т = 10· G _о· 0, 6 D / (h _т · cos α _т),

где h _т – расстояние от основания оборудования до места крепления тормозной оттяжки, м; α _т – угол наклона тормозной оттяжки к горизонту.

По усилию Р _т рассчитывают канат (см. п.2) тормозной оттяжки и лебедку (см. п.8).

Пример 11. Рассчитать такелажную оснастку для подъема металлической дымовой трубы высотой Н _o = 36м, диаметром D= 2, 2м, массой G _o = 28 т с центром массы, расположенным посредине ее высоты на фундамент высотой h _ф = 3 м, способом поворота вокруг шарнира одиночной вертикальной мачтой, установленной за шарниром на расстоянии l _ш = 6 м(см.рис. 22, а). Масса мачты G _м = 6 т, масса полиспаста G _п = 2 т, число нерабочих вант n= 2, усилие в полиспасте S _п = 40 кН, угол наклона нерабочих вант к горизонту δ =45⁰, угол наклона тормозной оттяжки к горизонту α _т = 40⁰, высота крепления оттяжки h _т = 23, 4 м.

Решение:

1. Определяем высоту мачты, выбирая соотношение

Н _м = 2 l _ц.м = 2· 18=36 м.

2. Находим угол между полиспастом и мачтой в начальный момент подъема трубы, при условии l _c = 1, 3 l _ц.м = 1, 3· 18=23, 4 м,

tgβ = (l _c+ l _ш) / (H _м – h _ф–0, 5 D) = =0, 922; β ≈ 43⁰.

Усилие в подъемном полиспасте в начальный момент подъема

Р _п = 10· G _o l _ц.м /[(H _м– h _ф)sinβ – l _ш·cosβ ] =

10· 28∙ 18 / [(36–3)∙ 0, 682–6·0, 731] = 278, 1 кН.

3. Угол между мачтой и рабочей вантой определяем при l _я =5, l _ц.м = 5· 18=90 м:

tg γ =l _я/ H _м = = 2, 5; γ ≈ 68 ⁰.

Усилие в рабочей ванте

Р _р.в =Р _п · sinβ / sin γ =278, 1· 0, 682 / 0, 927=204, 6 кН.

4. Суммарное сжимающее усилие, действующее по оси мачты, находим по формуле

S _м =Р _п· К _п· К _д· cosβ +Р _р.в· cosγ + 10· G _м· К _п + 10 G _п· К _п +n · Р _н.в· sinδ +S _п =

=278, 1· 1, 1· 1, 1· 0, 731+204, 6· 0, 375+10· 6· 1, 1+10· 2· 1, 1+2· 25· 0, 707+40=486 кН.

5. Рассчитываем усилие в тормозной оттяжке

Р _т = 10· G _o0, 6 D / (h _т· cos α _т) = 10· 28· 0, 6· 2, 2 / (23, 4· 0, 766)=20, 6 кН.