Задание: Рассчитать элементы такелажной оснастки и приспособлений при подъеме аппарата, металлоконструкции или трубопровода по следующей последовательности
Автор: drug | Категория: Гуманитарные науки / Русский язык | Просмотров: | Комментирии: 0 | 07-11-2013 15:08

 

СКАЧАТЬ:  rgr1-a.zip [120,33 Kb] (cкачиваний: 45)

 

 

Задание: Рассчитать элементы такелажной оснастки и приспособлений при подъеме аппарата, металлоконструкции или трубопровода по следующей последовательности:

1 Определить усилия в стропах, подобрать для них трос по исходным данным своего варианта (таблица 1).

2 Подобрать полиспаст и лебедку для подъема заданного груза; при этом рассчитать усилие в ходовом конце троса полиспаста SХ, грузоподъемность отводного блока QОБ и подобрать трос для его крепления (при угле отвода a), определить нагрузку на крепление полиспаста QК, длину троса для оснастки полиспаста L. Назначить расстояние до лебедки l = 200+5·N и запас длины 10-15 м. К.п.д. роликов полиспаста принять равным h = 0,97 для четных вариантов и       h = 0,98 для нечетных вариантов. Диаметр троса полиспаста принять равным стандартному диаметру для роликов полиспаста. Определить скорость uГР и время подъема t груза на высоту H.

3 Определить вес балласта для лебедки, если при высоте оси каната над уровнем земли h = 0,5 + 0,02·N м, центр тяжести лебедки находится от ребра опрокидывания на расстоянии в 3 раза меньшем ее длины, а расстояние от центра тяжести балласта до ребра опрокидывания равно l1 = 2+0,1·N м. Проверить устойчивость лебедки против горизонтального смещения, если коэффициент трения о грунт равен f = 0,2 + 0,01·N. Сделать выводы о необходимости применения балласта и установки дополнительных якорей для лебедки.

 

Таблица 1 – Исходные данные

Параметры

Номер варианта, N

2

Поднимаемый груз

вертикальный аппарат

Вес груза Q, кН

25·N

25·1 = 25

Размеры груза, м

длина а

ширина в

 

-

2 + 0,1·N

2 + 0,1·1 = 2,1

Длина строп l, м

3 + 0,1·N

3 + 0,1·1 = 3,1

Временное сопротивление разрыву троса sВ, МПа

 

1600

Высота подъема груза Н, м

10 + 0,5·N

10 + 0,5·1 = 10,5

Ходовый конец троса полиспаста

сверху

Неподвижный конец троса полиспаста

сверху

Элемент закладного якоря

бревно

Размеры сечения элементов якоря

диаметр d=0,2 м

 

 

1 Расчет строп

 

Цель расчета: определить усилия в стропах и подобрать трос для подъема груза.

Исходные данные: поднимаемый груз – вертикальный аппарат; вес аппарата Q = 25 кН, ширина аппарата b = 2,1 м, длина строп l = 3,1 м, временное сопротивление разрыву троса sВ =1600 МПа.

Схема строповки груза представлена на рисунке 1.1.

 

Рисунок 1.1 – Схема строповки аппарата

Определим усилие действующее на одну ветвь стропа

                                                                                                   (1.1)

где k – коэффициент перегрузки, при использовании четырёх ветвей          k = 1,35 [1];

n – число строп, n = 4;

a – угол наклона ветвей стропа, определяем по формуле:

sin α = 0,5b / l;                                                                                                (1.2)

sin α = 0,5 · 2,1/3,1=0,3387;

α =arcsin 0,3387 = 19,8º;

 

Расчетная схема строповки аппарата представлена на рисунке 1.2.

 

Рисунок 1.2 - Расчетная схема строповки аппарата

Определим разрывное усилие для троса по условию прочности

,                                                                                                       (1.3)

где k З – коэффициент запаса прочности, принимаем k 3 = 8,0 [1];

R = 8 · 8,9 = 71,2 кН.

Подбираем трос с временным сопротивлением разрыву sВ = 1600 МПа        ЛК-РО 6 × 36 (1-7-7/7-14)-1 о.с. ГОСТ 7668-80 с диаметром каната dстр = 13,5 мм и разрывным усилием Rтабл = 92,6 кН, для которого расчетная масса 1м смазанного троса mтр = 0,697 кг [2].

 

2 Расчет полиспаста 

 

Цель расчета: подобрать полиспаст и лебедку для подъема вертикального аппарата; при этом рассчитать усилие в ходовом конце троса полиспаста Sx, грузоподъемность отводного блока QОБ и подобрать трос для его крепления (при угле отвода a), определить нагрузку на крепление полиспаста QКП, длину троса для оснастки полиспаста L. Определить скорость uГР и время подъема t груза на высоту h.

Исходные данные: вес груза Q = 25 кН; высота поднятия аппарата             H = 10,5 м; расстояние до лебедки l = 205 м; запас длины троса lзап = 15 м; к.п.д. роликов h = 0,98; ходовый конец троса полиспаста – сверху, неподвижный конец троса полиспаста – сверху.

Подберем для полиспаста по ОСТ 36-54-81 блок БМ 5-1, для которого: наибольшее тяговое усилие Qmax = 50 кН; число роликов в блоке m = 1; диаметр ролика блока D = 0,2 м; максимальный диаметр каната d = 16,5 мм; масса mБЛ  = 23 кг.

Расчетная схема полиспаста  показана на рисунке 2.1.

 

Рисунок 2.1 – Расчетная схема полиспаста

Подберем трос для крепления отводного блока. Для этого определим усилие в ходовом конце троса

,                                                                                       (2.1)

где b – число отводных блоков, b = 1;

а – количество рабочих ветвей троса полиспаста, а = 1.

 

Определим грузоподъемность отводного ролика

                                                                                     (2.2)

где  - угол между направлениями троса  до и  после блока, принимаем ;

Qоб = 2 × 25,5 × cos (120/2) = 25,5 кН.

Определим разрывное усилие для троса по условию прочности (1.3)

R = 8·25,5 = 206,4 кН.

Подбираем трос с временным сопротивлением разрыву sВ = 1600 МПа      ЛК-Р 6 × 19 (1-6-6/6)  ГОСТ 2688-88  с диаметром каната d = 21 мм и разрывным усилием Rтабл = 256,2 кН, для которого расчетная масса 1м смазанного троса mтр = 1,85 кг [2].

Определим длину троса для оснастки полиспаста

,                                                                                   (2.2)

где h – максимальное расстояние между неподвижными и подвижными блоками полиспаста, h = 10,5 м;

RБ – радиус ролика блока, RБ = 0,1 м;

m – число роликов полиспаста, m = 1.

Подставляя числовые значения в формулу (2.2), получим

LТР = (10,5 + 3,14 × 0,1) × 1  = 10,8 м .

Определим нагрузку на крепление полиспаста

QКП = QВБ + qВБ,                                                                                             (2.3)

где QВБ – нагрузка на верхний блок полиспаста, кН;

qВБ – собственный вес верхнего блока полиспаста, кН.

Определим нагрузку на верхний блок полиспаста

QВБ = QНБ + qНБ + qТР + SХ,                                                                            (2.4)

где QНБ – нагрузка на нижний блок полиспаста, кН;

qНБ – собственный вес нижнего блока полиспаста, кН;

qТР – собственный вес троса, кН;

SХ – тяговое усилие, SХ = 25,5 кН.

Собственный вес нижнего блока определим

qНБ = qВБ = mБЛ · g;                                                                                         (2.5)

qНБ = qВБ = 23·9,81 = 225,63 Н = 0,22563 кН.

Собственный вес троса определим

qТР = LТР · mТР · g,                                                                                          (2.6)

где mТР – масса одного метра троса, mтр = 1,83 кг;

LТР – длина троса для запасовки полиспаста, LТР = 10,8 м;

q ТР = 10,8 · 1,83 · 9,81= 193,9 Н = 0,194 кН.

Определим нагрузку на нижний блок полиспаста по формуле

QНБ = Q + qОС,                                                                                                (2.7)

где qОС – вес строповой оснастки, согласно исходных данных весом строповой оснастки можно пренебречь, т.е. qОС = 0.

Тогда

QНБ = 25 кН.

Подставляя числовые значения в формулу (2.4), получаем

QВБ = 25 + 0,22563 + 0,194 + 25,5 = 50,9 кН.

Подставляя QВБ и qВБ в формулу (2.3), получаем

QКП = 50,9 + 0,22563 = 51,13 кН.

Определим разрывное усилие для троса по условию прочности (1.3)

R = 8 · 51,13 = 409,04 кН.

Подбираем трос по с временным сопротивлением разрыву sВ = 1600 МПа  ЛК ЛК-Р 6 × 19 (1-6-6/6)  ГОСТ 2688-88 с диаметром каната d = 30,5 мм и разрывным усилием Rтабл = 485 кН, для которого расчетная масса 1м смазанного троса mтр =3,49 кг [2].

Определим канатоёмкость лебедки

,                                                                                           (2.8)

где l – расстояние от сбегающего ролика до места расположения лебедки,   l = 205 м;

 lзап – длина запаса троса, lзап = 15 м.

Подставляя числовые значения  в формулу (2.8), получим

 

Выбираем лебедку ЛМЦ, которая имеет следующие параметры: максимальное тяговое усилие S = 30 кН; максимальный диаметр троса d = 17,5 мм; канатоемкость L = 250 м; скорость намотки троса к  = 8,4 – 11,4 м/мин; масса лебедки          М = 959 кг; длина лебедки lлеб = 1597 мм.

Определим среднюю скорость подъема груза

,                                                                                                     (2.9)

 

Определим время поднятия аппарата на высоту

                                                                                                         (2.10)


3 Расчет лебедки на устойчивость 

 

Цель расчета: определить вес балласта для лебедки, проверить устойчивость лебедки против горизонтального смещения. Сделать выводы о необходимости применения балласта и установки дополнительных якорей для лебедки.

Исходные данные: лебедка ПЛЦ; масса лебедки mл = 959 кг; высота оси каната над уровнем земли hк = 0,52 м; центр тяжести лебедки находится на расстоянии от ребра опрокидывания в 3 раза меньше ее длины, lл = 0,7 м; расстояние от центра тяжести балласта до ребра опрокидывания lб = 2,1 м; коэффициент трения равен f = 0,21; тяговое усилие SX = 25,5 кН.

Расчетная схема лебедки показана на рисунке 3.1.

 

Рисунок 3.1 – Расчетная схема лебедки

Определим вес лебёдки

Qлеб = mл · g ,                                                                                                  (3.1)

Qлеб = 959 × 9,81 = 9407,8 Н = 9,5 кН.

Определим вес балласта

                                                                         (3.2)

 

Так как Qбал > 0, следовательно,  необходим балласт.

Определим общее горизонтальное смещение лебедки по следующей зависимости [1]

N = Sx - Fтр ,                                                                                                    (3.3)

где Fтр – сила трения основания лебедки о грунт, кН;

Сила трения определится как

Fтр = f × Gлеб ,                                                                                                   (3.4)

где f – коэффициент трения, f=0,22.

Вычисляя получим

Fтр = 0,21 × 9,5 = 1,995 кН .

Тогда после подстановки числовых значений в формулу (3.3) получим суммарное горизонтальное смещение лебедки

N = 25,5 – 1,995 = 23,51 кН,

Fтр<Sx ,  следовательно якорь необходим.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1 Молоканов Ю.К., Харас З.Б. Монтаж аппаратов и оборудования для нефтяной и газовой промышленности. – М.: Недра, 1982. –391 с.

2 Газиев Р.Р. Расчетно-проектировочные работы по монтажу оборудования МАХП: Методическое пособие по выбору и решению расчетных работ. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2000. –  43 с.

Сочинения курсовыеСочинения курсовые