Выбор монтажных механизмов

Технологическое оборудование поднимают в проектное положение собранным целиком в нижнем положении вместе с устройствами, технологическими трубопроводами, узлами металлоконструкций или устанавливают крупными блока­ми, предварительно собирая их на специальных площадках.

Выбор метода производства монтажных работ и применяемой та­келажной оснастки зависит от конструкции, веса и габаритов монтируемого оборудования, компоновки его на монтажной площадке, на­личия грузоподъемных механизмов.

Наиболее эффективными грузоподъемными механизмами являют­ся самоходные стреловые краны.

Применение самоходных стреловых кранов для подъема и уста­новки на фундаменты технологического оборудования обеспечивает высокую производительность труда, так как при монтаже с помощью кранов отпадает необходимость в изготовлении, установке и пере­мещении вспомогательных монтажных приспособлений. Кроме того, краны можно быстро перебросить с одного объекта на другой и без сложных подготовительных работ установить в исходное положение для подъема аппарата. Гусеничные краны имеют высокую проходи­мость в условиях бездорожья, поэтому на монтажной площадке, где, как правило, отсутствуют дороги, они являются незаменимым мон­тажным механизмом.

Основные параметры самоходных кранов следующие: грузо­подъемность, длина стрелы, грузовой момент, т.е. произведение веса груза на величину вылета стрелы (расстояние от вертикаль­ной оси, проходящей через грузовой крюк, до оси вращения пово­ротной части крана, м), скорость подъема груза и габаритные раз­меры. При монтажных работах одни и те же стреловые краны используются со стрелами различной длины, соответственно меняется и их грузоподъемность. Иногда к основ­ным стрелам делают специальные над­ставки (см. рис. 1.17).

Рисунок 1.17 – Общий вид гусеничного крана

На рис. 1.17 приведены общий вид гусеничного крана и его рабочая характеристика для трех различных длин стрелы. На стреле кранов обычно на свободном шарнире подвешивается стрелка, указывающая на пластинке, прикреплен­ной под ней, какой груз можно поднять при данной величине вылета стрелы крана.

Опрокидывающий момент груза и веса стрелы с оснасткой при работе крана может увеличиться за счет силы ветра и инер­ционных сил, возникающих при торможении опускаемого груза. Поэтому удерживающий момент, создаваемый весом крана и противовеса, должен быть по крайней мере в 1,4 раза больше опро­кидывающего момента. Отношение удерживающего момента к опро­кидывающему называется запасом устойчивости.

Наиболее распространенным типом самоходных кранов являются автокраны, монтируемые на серийных автомашинах. Грузоподъемность таких кранов колеблется от 3 до 15 т. Боль­шинство автокранов снабжено вынос­ными опорами, которые значительно увеличивают устойчивость крана. Не­большие габаритные размеры позво­ляют применять краны при монтаже оборудования в неудобных местах и даже внутри здания.

Тип крана выбирается в зависимости от конкретных условий мон­тируемого объекта (наличия дорог, обеспечения площадки водой, электроэнергией, топливом и т.д.). При этом грузовая и высотная ха­рактеристики крана должны обеспечивать установку в проектное по­ложение большинства монтируемого оборудования. Кран должен обладать наибольшей производительностью для выполнения монтаж­ных работ в заданный срок. Стоимость эксплуатации крана, отнесен­ная на 1 т монтируемого оборудования, должна быть минимальной.

Для определения нужного количества машин необходимо знать: объем каждого вида работ; производительность машин; общий срок, монтажа и стоимость эксплуатации машины.

Производительностью крана называется количество тонн или еди­ниц поднятого и перемещенного груза за единицу времени.

Производительность зависит от конструкции крана, вида работ, производственных условий, организации работ и квалификации обслу­живающих кран рабочих. В зависимости от этих факторов различают производительность техническую и эксплуатационную.

Техническая производительность – это производительность крана при непрерывной работе в течение единицы времени (1 ч или смены) в условиях передовых методов управления и обслуживания с учетом затрат минимально необходимого времени на захват и отцепление груза и на подъем его с максимально допустимой скоростью. Техни­ческая производительность П_т, т/час, определяется по формуле:

, (1.6)

где G – грузоподъемность крана по паспорту в т; К_гр – коэффициент использования крана по грузоподъемности; п – число циклов в 1 час.

Коэффициентом использования крана по грузоподъемности назы­вается отношение среднего веса поднимаемых грузов к паспортной грузоподъемности крана.

Цикл работы крана – последовательность его рабочих движений, начиная от строповки груза и до возвращения подъемного крюка в исходное положение после установки груза на место и передвижки крана, если это потребуется, к месту новой сто­янки. Число циклов определяется по формуле:

, (1.7)

где Т_ц – время, затрачиваемое на один цикл работы, в мин.

Коэффициент использования крана по грузоподъемности и число циклов зависят не только от технических характеристик крана, а также и от видов выполняемых работ и среднего веса поднимаемых грузов; поэтому производительность одного и того же крана на раз­личных работах неодинакова.

Полиспасты и блоки

Грузоподъемные механизмы оснащаются полиспастами – устройствами, позволяющими уменьшить тяговое усилие на ходовую, наматывающуюся на барабан лебедки ветвь троса. Благодаря полиспастам грузоподъемность лебедок намного ниже веса поднимаемых с их помощью грузов. Полиспаст состоит из двух блоков, соединенных друг с другом грузовым тросом. Гру­зовой трос последовательно огибает все ролики блоков; один конец его прикрепляется к обойме одного из блоков, а другой (сбегаю­щий) направляется, вдоль мачты или подъемной стрелы крана к лебедкам. Блок, прикрепляемый к оголовку мачты (стрелы), на­зывается неподвижным, нижний блок, к которому крепится подни­маемый груз – подвижным. Наматывая сбегающую ветвь троса на барабан лебедки, сокращают расстояние между блоками и под­нимают груз; при разматывании троса нижний блок под действием собственного веса или веса подвешенного к нему груза опускается.

Общий вид полиспаста, запасованного тросом, показан на рис. 1.16. В этом случае неподвижный конец троса закреплен за щеку верхнего блока, а сбегающий конец сходит с крайнего ро­лика верхнего блока.

В схеме, приведенной на рис. 1.17а, непод­вижный конец троса закреплен за щеку подвижного полиспаста. Если сбегающий конец троса сходит с ролика подвижного блока (рис. 1.17б), то на оголовке мачты ставится ролик, направляющй канат. Он выполняет роль добавочного ролика неподвижного блока полиспаста.

При подъеме тяжелого оборудования на большую высоту запасованный в полиспаст канат имеет очень большую длину и может не разместиться на одном барабане лебедки. В таких случаях оба конца каната делают сбегающими (рис. 1.17в), каждый канат наматывается на барабан свей лебедки поочередно (скорость подъема такая же, как и при одном сбегающем конце) или одновременно (удвоенная скорость подъема).

Рисунок 1.16 – Общий вид полиспаста: 1 – неподвижный блок; 2 – подвижный блок; 3, 4 – серьги; 5 – неподвижный конец троса; 6 – сбегающая ветвь троса

Рисунок 1.17 – Схемы запасовки полиспастов: а – неподвижный конец троса закреплен за подвижный блок; б – трос сбегает с ролика подвижного полиспаста; в – оба конца троса сбегающие

Для правильного подбора нижнего и верхнего блоков диаметра рабочего троса, а также правильного расчета требуемой грузоподъемности лебедки расчетные нагрузки определяют с учетом наклона мачты и угла оттягивания груза при подъёме:

, (1.8)

где Q_н.б. – нагрузка, испытываемая нижним блоком, тс; G – вес поднимаемого груза, т; q_c – вес строповых приспособлений, т; φ – угол наклона оттяжного троса к горизонту (см. рис. 11-7); ν – угол отклонения направления подъема груза от вертикали (см. рис. 11-7).

Верхний блок, кроме этих нагрузок, воспринимает вес нижнего блока и вес троса, соединяющего верхний и нижний блоки, а так­же усилие в сбегающем конце троса, если он сходит с ролика верхнего блока: <3в.б - (О + ЧС + 1?.б + <7т) с^ф^еу ± 5сбсоз (Р + <р)

где-Св. б — нагрузка, испытываемая верхним блоком, тс; ^н. б — вес нижнего блока, тс; ^т — вес запасованного в полиспаст троса : в растянутых до крайнего положения блоках, го; 5Сб-*• усилие в сбегающей ветви троса, гс^р — угол наклона мачты (см. рис, 11-7).

Грузоподъемность выпускаемых промышленностью блоков достигает 200 т., вес – 1,5 т. Они рассчитаны на тросы диаметром до 34 мм. Блоки оснащены при­способлениями, предохраняю­щими трос от соскальзывания с роликов (перегородки между роликами или кожух с проре­зями для прохода троса, а также крюком или серьгой.

Рисунок 1

Отводные направляющие блоки обычно снабжаются откидной щекой или съемной серьгой, что дает возможность Рис- »-'12- 1^1^^л^о№'тхся легко заправлять направляемый трос. Усилие, воспринимаемое отводным блоком, зависит от усилий в набегающей на него и сбегающей с него ветвях троса и от угла между этими ветвями (рис. 11-12). Так как 5 — 0,98 5сб; без большой погрешности можно записать:

-'•"'. ' •'•.•-..• ; ;' '• ••ч.:.: ; :./ '• - •_ . ' : : . ' /

где К – усилие, испытываемое блоком, тс; а – угол между напра­влениями троса до отводного блока и после него.

Из этого уравнения следует, что величина Я будет наибольшей в том случае, когда блок меняет направление троса на противо­положное:

^?тах=125Сб; ,

Число рабочих ветвей полиспаста рассчитывают следующим образом: мысленно все ветви полиспаста перерезают перпендикулярной к ним плоскостью и отбрасывают верхний неподвижный блок, число рабочих ветвей равно числу ветвей, на которых остается ви­сеть подвижный блок.

При неподвижно висящем грузе усилия во всех ветвях запасованного в полиспаст троса одинаковы. При работе же ветви Й|-Йзга подвергаются несколько большим нагрузкам вследствие вця в йпедах роликов блоков, а также жесткости троса йрй

из троса; концы которого сращиваются взаимной сплеткой; вторые по концам свернуты в петли, обхватывающие коуши металли­ческие прокладки, предохраняющие трос от износа и разрыва в ме­сте перегиба (рис. 13,0).

Усилия, испытываемые стропом, зависят от числа его ветвей и способа строповки. Если строповка производится путем намотки стропа на аппарат в несколько ниток, то усилие в одной нитке будет равно общему весу поднимаемого груза, деленному на число ниток. Сложнее определить усилия в стропах, имеющих несколько ветвей (обычно 2, 3 или 4 ветви). В этом случае необходимо учи­тывать угол наклона ветвей стропа к вертикали. С увеличением этого угла возрастают как усилия в ветвях, так и горизонтальные усилия, сжимающие поднимаемую конструкцию (рис. П-14):

Рисунок 2 – Расчет усилий в стропах

где О — вес поднимаемого груза, кгс; а — угол наклона ветви стро­па к вертикали; Р — сила, сжи­мающая аппарат, кгс.

При п ветвей усилие в стропе находят следующим образом:

з-*_2-

ЯС05О

где /С — коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки от­дельных ветвей стропа; для стропа с четырьмя ветвями К прини­мают равным 1,35.

Для уменьшения усилия в ветвях, а также горизонтальных сжи­мающих усилий при подъеме грузов большой длины применяют траверсы. На рис. II-15, а приведена траверса для строповки в трех или шести точках, на рис. П-15, б — траверса для строповки в че­тырех точках. •

При несимметричном расположении центра тяжести груза ис­пользуют самоустанавливающийся строп (рис. П-16). Для облег­чения расстроповки груза применяют стропы с автоматическим и полуавтоматическим захватом, снабжен­ным пружинным или электромагнитным фиксатором.

Рисунок 3– Траверсы: а – трехлучевая; б – балансирная; 1 – рама или балансирная балка; 2 – петля; 3 – стропы; 4 – ролики; 5, 6 – винты.

Тема 2