СКАЧАТЬ:  an.zip [172,52 Kb] (cкачиваний: 91)

1   Расчет строп

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

Исходные данные: поднимаемый груз – вертикальный аппарат; вес аппарата Q = 200 кН, ширина аппарата b = 2,8 м, длина строп l = 3,8 м, временное сопротивление разрыву троса s_В =1600 МПа.

Схема строповки груза представлена на рисунке 1.

Рисунок 1.1 – Схема строповки аппарата

Определим усилие, действующее на одну ветвь стропа

                                                                                             (1.1)

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

n – число строп, n = 2;

a – угол наклона ветвей стропа, определяем по формуле:

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

sin α = 0,5 · 2,8/3,8=0,372;

α = 21,10º;

Расчетная схема строповки аппарата представлена на рисунке 1.2.

Определим разрывное усилие для троса по условию прочности

,                                                                                                  (1.3)

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

R = 8 ×107,5 =860,21 кН.

Подбираем трос с временным сопротивлением разрыву s_В = 1600 МПа      ЛК-РО 6 × 36 (1-7-7/7-14)-1 о.с. ГОСТ 7668-80 с диаметром каната d_стр = 42,0 мм и разрывным усилием R_табл = 896,5 кН, для которого расчетная масса 1м смазанного троса m_тр =6,75 кг [2].

Рисунок  2 - Расчетная схема строповки аппарата

2 Расчет полиспаста

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

Исходные данные: вес груза Q = 200 кН; высота поднятия аппарата            H = 14 м; расстояние до лебедки l = 240 м; запас длины троса l_зап = 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 ОБМ 32-4, для которого: наибольшее тяговое усилие  Q_max = 320 кН; число роликов в блоке m = 4; диаметр ролика блока D = 0,27 м; максимальный диаметр каната d = 22 мм; масса m_БЛ  = 200 кг.

Расчетная  схема  полиспаста  показана на рисунке 3.

Рисунок 2.1 – Расчетная схема полиспаста

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

,                                                                                    (2.1)

где S_Х  - усилие в ходовом конце троса, кН;

      Q – вес поднимаемого груза, кН;

      η - к.п.д. роликов полиспаста, h = 0,98;

      а – количество рабочих ветвей троса полиспаста, а = 8.

Определим грузоподъемность отводного ролика

                                                                                 (2.2)

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

Q_об = 2 × 27,3 × cos (110/2) = 31,3 кН.

Определим разрывное усилие для троса по условию прочности (1.3)

R = 6·31,3 = 187,8 кН.

Подбираем трос с временным сопротивлением разрыву s_В = 1600 МПа      ЛК-Р 6 × 19 (1-6-6/6)-1 о.с. ГОСТ 2688-88 с диаметром каната d = 19,5 мм и разрывным усилием R_табл = 195,5 кН, для которого расчетная масса 1м смазанного троса m_тр = 1,40 5 кг [2].

Определим длину троса для оснастки полиспаста

,                                                                               (2.2)

где  H – максимальное расстояние между неподвижными и подвижными блоками полиспаста, H = 14 м;

R_Б – радиус ролика блока, R_Б =0,135 м;

m – число роликов полиспаста, m = 8.

Подставляя числовые значения  в формулу (2.2), получим

L_ТР = (14+ 3,14 × 0,135) × 8  = 115,39 м .

Определим нагрузку на крепление полиспаста

Q_КП  = G_ВБ + G_НБ + G_ТР + Q + S_Х,                                                                   (2.3)

где G_ВБ – нагрузка на верхний блок полиспаста, кН;

G_ВБ – нагрузка на нижний блок полиспаста, кН;

S_Х – тяговое усилие, S_Х = 27,3 кН.

Определим нагрузку на верхний и нижний блоки полиспаста

G_ВБ = G_НБ = m_БЛ · g,                                                                                          (2.4)

G_ВБ = G_НБ = 200·9,81 = 1962 Н = 1,962 кН.

Собственный вес троса определим

G_ТР = L_ТР · m_ТР · g,                                                                                   (2.5)

где m_ТР – масса одного метра троса, m_тр = 1,85 кг;

 L_ТР – длина троса для запасовки полиспаста, L_ТР = 115,39 м;

G_ТР = 115,39 · 1,85 · 9,81 = 2,094 кН.

Подставляя G_ВБ, G_НБ, G_ТР, Q и S_Х в формулу (2.3), получаем

Q_КП = 2·1,962 + 2,094 + 27,3 + 200 = 233,31 кН.

Определим разрывное усилие для троса по условию прочности (1.3)

R = 6· 233,31 =1399,51 кН.

Подбираем трос по с временным сопротивлением разрыву s_В = 1600 МПа  ЛК-Р 6 × 19 (1-6-6/6)-1 о.с. ГОСТ 7668-80 с диаметром каната d = 56,5 мм и разрывным усилием R_табл = 1615 кН, для которого расчетная масса 1м смазанного троса m_тр = 11,65 кг [2].

Определим канатоёмкость лебедки

,                                                                                     (2.6)

где l – расстояние от сбегающего ролика до места расположения лебедки,   l = 245 м;

     l_зап – длина запаса троса, l_зап = 15 м.

Подставляя числовые значения  в формулу (2.6), получим

L=240+115,39+15=370,39 м. 

Выбираем лебедку ПЛ5 - 61, которая имеет следующие параметры: максимальное тяговое усилие S = 50 кН; максиммальный диаметр троса d = 21,5 мм; канатоемкость L = 450 м; скорость намотки троса _к = 41 м/ мин; масса лебедки                     m =1823 кг; длина лебедки l_леб = 1120 мм.

Определим скорость подъема груза

,                                                                                               (2.7)

Определим время поднятия аппарата на высоту

                                                                                                   (2.8)

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.

Определить вес балласта для лебедки, если при высоте оси каната над уровнем земли h = 0,68 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 = 2,8 м. Проверить устойчивость лебедки против горизонтального смещения, если коэффициент трения о грунт равен f = 0,28. Сделать выводы о необходимости применения балласта и установки дополнительных якорей для лебедки.

Расчетная схема лебедки показана на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Расчетная схема лебедки

Определим вес лебёдки

Q_леб = m_л × g ,                                                                                         (3.1)

Q_леб = 1823 × 9,81 =17883,35 Н = 17,883 кН.

Определим вес балласта

,                                                                         (3.2)

Так как Q_бал < 0, следовательно, нет необходимости в балласте.

Определим общее горизонтальное смещение лебедки по следующей зависимости [ 1 ]

N = S_x - F_тр ,                                                                                           (3.3)

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

Сила трения определится как

F_тр = f × Q_леб ,                                                                                         (3.4)

где f – коэффициент трения, f=0,24.

Вычисляя получим

F_тр = 0,24 × 17,883 = 4,29 кН .

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

N = 27,3 – 4,29 = 23,01 кН,

F_тр<S_x ,  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.