РАСЧЕТ СТРОП ДЛЯ ГРУЗОПОДЪЁМНЫХ РАБОТ

При производстве строительно-монтажных работ, связанных с грузоподъемными операциями, безопасность работ определяется надежностью строповочных устройств и приспособлений. Рассмотрим инженерные расчеты на безопасность некоторых из них.

Выбор стальных канатов, применяемых в качестве грузовых, стреловых, несущих, тяговых и др., должен производиться в соответствии с Правилами [2], 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 расчётом [2].

Для этого определяют усилие (натяжение) в одной ветви стропа (рисунок 2.1) по формуле, Н

 

, (2.1)

 

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 2.1;

- угол наклона стропа к вертикали, град.

 

a

G – масса груза; α – угол наклона стропа к вертикали; S – усилие (натяжение) в ветви стропа

Рисунок 2.1 – Cтроповка груза четырёхветвевыми стропами

 

Таблица 2.1 – 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

 

, (2.2)

 

где - коэффициент запаса прочности для стропа (минимальный коэффициент использования каната), определяемый в зависимости от группы классификации механизма. Его значения приведены в [2] и в таблице 2.2.

 

По найденному разрывному усилию по таблице 2.3 может быть подобран канат и его технические данные: временное сопротивление разрыву, ближайшее большее к расчетному, и его диаметр.

 

Таблица 2.2 - Наименьший коэффициент запаса прочности для стальных канатов [3]

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
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

 

При проектировании стропа длину канатов подбирают с таким расчетом, чтобы угол между ветвями строп был не менее 90^о. Минимальную длину ветви стропа определяют из условия, что угол её наклона к вертикали не должен превышать 60^о, м

 

, (2.3)

 

где b - максимальное расстояние между центром тяжести груза и местом закрепления стропа, м.

 

 

Таблица 2.3 - Характеристики некоторых стальных канатов [4]

Диаметр каната, мм	Маркировочная группа, H/мм2 (МПа)
1470 (150)	1570 (160)	1670 (170)	1770 (180)	1860 (190)	1960 (200)
	разрывное усилие каната в целом, H, не менее
6,5	-	-	-
8,5	-
11,5	-
13,5	-
15,5	-
17,0	-
19,5
21,5
23,0
25,0
27,0
29,0
30,5
33,0
35,0
39,0

 

Следует отметить, что 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.).

3 ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

 

3.1 Теоретическая часть

 

Ответить письменно на следующие вопросы:

1) Грузоподъёмные машины

2) Опасности, возникающие при эксплуатации подъёмно-транспортных машин и устройств

3) Коэффициент устойчивости крана

4) Условия, при которых стальные канаты непригодны к эксплуатации

 

3.2 Практическая часть

 

Решить задачи по вариантам. Вариант должен соответствовать последней цифре зачётной книжки.

 

Задача 1. Проверить грузовую устойчивость башенного крана. Технические характеристики крана взять из таблицы 1.3. Расчетная схема крана приведена на рисунке 1.2. Максимальное расстояние от оси вращения платформы крана до центра тяжести груза составляет 10 м. Расстояние от оси вращения поворотной части крана до его центра тяжести с = 2,5 м. Расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей через точки опорного контура, принять для условий задачи равным 8м. Время торможения груза =3 с. Наветренная площадь груза мала по сравнению с площадью поверхности крана.

 

Таблица 3.1 – Исходные данные к задаче 1

Последняя цифра зачётной книжки	Тип башенного крана	Район установки крана	Наветренная площадь поверхности крана , м2	Коэффициент заполнения контура крана
	КБ-100.3А	Ухта		0,32
	КБМ-301	Москва		0,35
	КБ-308А.0	Мурманск		0,36
	КБ-403А	Томск		0,3
	КБ-404.2	Новосибирск		0,33
	КБ-405.1А	Кемерово		0,36
	КБ-408	Ярославль		0,4
	КБ-503Б.0	Сочи		0,37
	КБ-504.0	Омск		0,39
	КБ-100.3А	Калининград		0,31