Расчет строп для грузоподъемных работ

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:

 

, (7)

 

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.

 

a

 

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:

 

, (8)

 

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

39,5	551,5
Канат типа ЛКР 6*19=114 (ГОСТ 2688-80)
9,1		-
	461,6	-
	844,5
19,5
22,5
30,5
39,5

 

Минимальную длину ветви стропа определяют из условия, что угол ее наклона к вертикали не должен превышать 60^о, м:

 

 

, (9)

 

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;

- имеется наличие заломов;

- имеется сильная деформация каната (например сплющивание и т.п.).