Расчет и выбор канатов для стропов

Стальные канаты используют в механизмах, полиспастах, различных монтажных приспособлениях, а также для изготовления стропов. Стропами называют отрезки канатов или цепей, соединенные в кольца или снабжены специальными подвесными приспособлениями, обеспечивающими быстрое, удобное и безопасное закрепление груза.

 

Максимальное натяжение каната, приходящееся на каждую ветвь стропа, можно определить по формуле:

 

S = G×g/(k×n×cosα), (5)

 

где: S - натяжение ветви стропа, H (кг);

G – вес груза, H (кг);

g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²;

n – число ветвей стропа, n = 4;

α – угол наклона ветви стропа (в градусах).

Заменив для простоты расчета ~1/cosα коэффициентом m, получим максимальное натяжение каната

 

S = m×G×g/(k×n), Н (6)

 

где: m – коэффициент, зависящий от угла наклона ветви к вертикали,

при α = 45º - m = 1,41;

k – коэффициент неравномерности нагрузки на ветви стропа, k = 0,75.

Допустимое разрывное усилие:

Н (7)

где k_з – коэффициент запаса прочности, учитывающий назначение каната и режим его работы.

Для монтажных работ k_з = 8.

Воспользовавшись приложением 1 по разрывному усилию выбираем канат ЛК-Р0 конструкции 6 х 36 ГОСТ 3079-80 с характеристиками и заносим в таблицу:

Наименование характеристики	Значение характеристики
Диаметр каната, мм
Маркировочная группа, Н/мм2
Разрывное усилие, Н
Ориентировочная маса 1000 м смазанного каната, кг

 

Расчет канатных строп

Рисунок 1 – Схема для расчета стропов

Стропы из стальных канатов применяются для соединения монтажных полиспастов с подъёмно-транспортными средствами (мачтами, порталами, стрелами, монтажными балками), якорями и строительными конструкциями,

а также для строповки поднимаемого или перемещаемого оборудования и конструкций с подъёмно-транспортными механизмами.

В практике монтажа используются следующие типы канатных стропов: обычные, к которым относятся универсальные и одно-, двух-, трёх- и четырёхветвевые, закрепляемые на поднимаемом оборудовании обвязкой.

Технические данные рекомендуемых типов канатов приведены в прил. 2.

Канатные стропы рассчитываются в следующем порядке(рис. 2).

1. Определяем напряжение в одной ветви стропа, кН

(8)

где Р– расчётное усилие, приложенное к стропу, без учёта коэффициентов перегрузки и динамичности, кН; m– общее количество ветвей стропа;

α– угол между направлением действия расчётного усилия и ветвью стропа, которым задаёмся исходя из поперечных размеров поднимаемого оборудования и способа строповки (этот угол рекомендуется назначать не более45°, имея в виду, что с увеличением его усилие в ветви стропа резко возрастает).

2. Находим разрывное усилие в ветви стропа, кН

(9)

Где k₃ – коэффициент запаса прочности для стропа в зависимости от типа стропа (прил. 1).

3. По расчётному разрывному усилию, пользуясь таблицей 3 ГОСТа:

 

 

подбираем наиболее гибкий стальной канат и определяем его технические данные: тип и конструкцию, временное сопротивление разрыву, разрывное усилие и диаметр.

Рисунок 2- расчетная схема канатного стропа

Расчет такелажных скоб

Такелажные скобы применяются как соединительные элементы отдельных звеньев различных грузозахватных устройств или как самостоятельные захватные приспособления.

Зная нагрузку, действующую на скобу, задавшись размерами элементов, необходимо проверить её на прочность. Этот расчёт выполняется в следующем порядке (рис. 2):

1. Находим усилие, действующее на скобу, кН

Р = S ×kn×kд (8)

где S– нагрузка, действующая на скобу, кН (например, масса поднимаемого груза, натяжение каната и т.п.);

kn=1,1

kд =1,1

Рисунок 3- Скоба такелажная:

1– ветвь скобы; 2– штырь; 3– бобышк

 

2. Проверяем ветви скобы выбранного типоразмера (табл. 3) на прочность при растяжении

(9)

Где Fс – площадь сечения ветви скобы, см² (определяется исходя из размеров диаметра ветви скобы dс, подобранного по табл. 3).

Rраст= 210 МПа

m= 0.85

3. Определим изгибающий момент в штыре, кН ⋅ см

(10)

где l – длина штыря между ветвями скобы (табл. 3).

4. Находим момент сопротивления сечения штыря, см³

(11)

 

где d ш – диаметр штыря(табл. 3).

 

 

Таблица 3- Скобы такелажные

 

5. Проверяем штырь скобы на прочность при изгибе

(12)

Rизгиба = 210 МПа

m= 0.85

 

6. Проверяем штырь скобы на срез

(13)

где Fш – площадь сечения штыря, см² (определяется исходя из размеров диаметра штыря).

Rраст= 130 МПа

m= 0.85

7. Проверяем отверстия скобы на смятие

(14)

где δ – толщина бобышки скобы для штыря, см (соответствует диаметру ветви скобы

dс).

Rраст= 170 МПа

m= 0.85