С целью обеспечения возможности монтажа аппаратов методом поворота на высоких фундаментах высокие бетонные основания заменяют специальными фаллическими опорами необходимой высоты, которые крепятся верхней частью к опорной части аппарата, составляя с ним одно целое, а нижним - к поворотному шарниру.
Необходимая грузоподъемность такелажных средств должна составлять примерно 55.. .60 % от массы поднимаемого аппарата.
2 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Подбор монтажных кранов
2.1.1 Строим монтажную схему с расчётом в 1 см = 2 м.
2.1.2 Определяем требуемую грузоподъёмность каждого крана при подъёме аппарата парными кранами.
Gк.тр = G0lц.м./(lс nк), где
G0 - масса аппарата;
lс - расстояние от основания до места строповки;
lц.м - расстояние от основания до центра массы;
nк - количество кранов.
Gк.тр = 99,5*20/(35*2) = 28,4 т
2.1.3 По грузовысотной характеристике (см. расчётную схему) подбираем краны CКГ- 63 с длиной стрелы 30 м и грузоподъёмностью Gк = 30 т и высотой подъёма крюка hк = 30 м при максимальном вылете крюка lк= 9 м. Такой кран позволяет поднимать оборудование массой доG0 = 100 т и высотой до H0= 38,2 м, что обеспечивает подъём заданного аппарата в два этапа.
2.1.4 По монтажной схеме определяем максимальный угол подъёма аппарата φ = 53
2.1.5 Находим усилие в дотягивающем устройстве, задаваясь местом крепления его к аппарату на расстоянии lс = 35 м и углом наклона к горизонту ад = 30 и определяя графически размер плеч:
а = 5 м
b= 10,8 м
Рд =10 G0 а /b = 10*99,5*5/10,8 = 460 кН
2.2 Расчёт полиспаста
По усилию Рдрассчитываем дотягивающий полиспаст.
2.3.1 Выбираем блок БМ-50 со следующими характеристиками:
грузоподъемность, т...........................................50
количество роликов............................................5
диаметр роликов, мм..........................................450
масса блока, кг....................................................775
Таким образом, в полиспасте, состоящем из двух блоков, общее количество роликов mп= 5*2 = 10, масса Gб = 775*2 = 1550 кг.
2.3.2 Находим усилие в сбегающей ветви полиспаста: Sп = Рп /((mп ŋ),где
Рп- усилие в стягивающем полиспасте Рп = Рд = 460 кН;
mп - количество роликов в полиспасте без учета отводных блоков;
ŋ - коэффициент полезного действия полиспаста (ŋ = 0,783).
Sп = 460/(10*0,783) = 58,7 кН
2.3.3 Определяем разрывное усилие в сбегающей ветви полиспаста:
Rк = Sп Кз, где
Sп - усилие в сбегающей ветви полиспаста;
Кз - коэффициент запаса прочности (Кз = 4).
Rк = 58,7*4 = 234,8 кН
2.3.4 По таблице ГОСТа подбираем для оснастки полиспаста канат типа
ЛК-РО конструкции 6 х 36(1+7+7/7+14)+1о.с с характеристиками:
временное сопротивление разрыву, МПа.........1764
разрывное усилие, кН.........................................258,5
диаметр каната, мм..............................................22
масса 1000 м каната, кг………………………..1830
2.3.5 Подсчитываем длину каната для оснастки полиспаста, задаваясь длиной сбегающей ветви l1= 64,2 м и считая длину полиспаста в растянутом виде равной высоте подъёма аппарата h = 7 м.
L = mп (h + 3,14*dп )+ l1 + l2,где
h - длина полиспаста в растянутом виде;
dп – диаметр роликов в блоках;
l1 – длина сбегающей ветви;
l2 – расчётный запас длины каната (l2=22 м).
L = 10 (7 + 3,14*0,45) + 64,2 + 22 = 170,3 м
2.3.6 Находим суммарную массу полиспаста:
Gп = Gб + Gк = Gб + Lgк/1000, где
Gб – масса обоих блоков полиспаста;
gк – масса 1000 м каната;
Gк – общая масса каната.
Gп = 1550 + 170,3*1830/1000 = 1861 кг
2.3.7 Определяем усилие на канат, закрепляющий неподвижный блок полиспаста:
Рб + 10Gп – Sп = 460 + 10*1,83 - 58,7 = 419,3 кН
2.3.8 Приняв канат для крепления верхнего блока полиспаста из 8 ветвей и определив коэффициент запаса прочности (Кз = 6), как для стропа, подсчитываем разрывное усилие в каждой ветви крепящего каната:
Rк = Рб Кз/8 =419,3*6/8 = 314,5 кН
2.3.9 По таблице ГОСТа подбираем для оснастки полиспаста канат типа ЛК-РО конструкции 6 х 36(1+7+7/7+14)+1о.с с характеристиками:
временное сопротивление разрыву, МПа.........1764
разрывное усилие, кН.........................................352,5
диаметр каната, мм..............................................25,5
масса 1000 м каната, кг………………………...2495
2.3 Выбор тяговых механизмов (лебёдок)
По усилию в сбегающей ветви полиспаста подбираем электролебёдку типа 114 – ТЯ
| Обозначения | Тяговое усилие кН | Диаметр каната, мм | Канатоёмкость м | Лебедка |
| Расчётные данные | 58,7 | 22 | 170,3 | 114 - ТЯ |
| Принятые данные | 75 | 29 | 185 |
2.4 Расчёт якорей
2.4.1 Определяем величины горизонтальной и вертикальной составляющих усилия в полиспасте N:
N1 = N cos α
N2 = N sin α, где
N1иN2 - горизонтальной и вертикальной составляющих усилия в тяге N = Рд, при угле наклона тяги к горизонту α = 30
N1 = 460*0,866 = 398,4 кН
N2 = 460*0,5 = 230 кН
2.4.2 Находим общую массу якоря, обеспечивающую его от сдвига:
G = 0,1(N1/f + N2)Кус, где
f- коэффициент трения скольжения якоря по грунту (выбираем = 0,9);
Кус - коэффициент запаса устойчивости якоря от сдвига (Кус= 1,5).
G = 0,1 (398,4/0,9 + 230) 1,5 = 99,4 т
2.4.3 Выбираем бетонные блоки размером 0,9 x 0,9 x 4 м и массой g= 7,5 т и определяем их необходимое количество:
т = G/g = 99,4/7,5 = 13,2 шт.
Принимаем количество блоков т =14 шт., тогда масса якоря G= т g = 7,5*14 = 105т
2.4.4Принимаем размеры опорной рамы для укладки блоков в два ряда в плане 5,2 х 6,5 м и, зная, что плечо bсоставляет половину длины рамы (b = 2,6 м),определяем плечо а:
а = bsinα= 2,6*0,5=1,3 м, где
а – плечо опрокидывающего момента от усилия Nв тяге;
b – плечо удерживающего момента от массы якоря.
2.4.5 Проверяем устойчивость якоря от опрокидывания:
10 Gb > Ку.оN а, где
Ку.о - коэффициент устойчивости якоря от опрокидывания (Ку.о = 1,4).
10*105*2,6 = 2730 кН*м > 1,4*460*1,3 = 837 кН*м
Это неравенство свидетельствует об устойчивости якоря от опрокидывания.
2.5 Расчет тормозной оттяжки для установки аппарата на фундамент
2.5.1 Находим усилие в тормозной оттяжке в момент посадки опорной части аппарата на фундамент, задаваясь высотой крепления её к вершине аппарата
hт=45 м и углом наклона её к горизонту ат = 30 :
Рт = 10 G00,6 D / (hтcosат), где
G0 - масса аппарата;
D- диаметр аппарата;
ат- углом наклона каната тормозной оттяжкик горизонту.
Рт = 10 * 99,5*0.6*4,58 / 45*0,866) = 70,2 кН
По усилию Рт рассчитываем тормозной полиспаст:
2.5.2 Выбираем блок Б-10 со следующими характеристиками:
грузоподъемность, т...........................................10
количество роликов............................................2
диаметр роликов, мм..........................................400
масса блока, кг....................................................135
Таким образом, в полиспасте, состоящем из двух блоков, общее количество роликов mп= 2*2 = 4, масса Gб = 135*2 = 270 кг.
2.5.3 Находим усилие в сбегающей ветви полиспаста: Sп = Рп /((mп*ŋ),где
Рп- усилие в стягивающем полиспасте Рп = Рт = 70,2 кН;
mп - количество роликов в полиспасте без учета отводных блоков;
ŋ - коэффициент полезного действия полиспаста (ŋ = 0,884).
Sп = 70,2/(4*0,884) = 19,8 кН
2.5.4 Определяем разрывное усилие в сбегающей ветви полиспаста:
Rк = Sп Кз, где
Sп - усилие в сбегающей ветви полиспаста;
Кз - коэффициент запаса прочности (Кз = 4).
Rк = 19,8*4 = 79,2 кН
2.5.5 По таблице ГОСТа подбираем для оснастки полиспаста канат типа ЛК-РО конструкции 6 х 36(1+7+7/7+14)+1о.с с характеристиками:
временное сопротивление разрыву, МПа.........1764
разрывное усилие, кН.........................................101,5
диаметр каната, мм..............................................13,5
масса 1000 м каната, кг………………………...697
2.5.5 По усилию в сбегающей ветви полиспаста подбираем электролебёдку типа Л - 3003
| Обозначения | Тяговое усилие, кН | Диаметр каната, мм | Лебедка |
| Расчётные данные | 19,8 | 13,5 | |
| Принятые данные | 20 | 15 | Л-3003 |
2.5.6 Рассчитываем якорь
Определяем величины горизонтальной и вертикальной составляющих усилия в полиспасте N:
N1 = N cos α
N2 = N sin α, где
N1иN2 - горизонтальной и вертикальной составляющих усилия в тяге N = Рд, при угле наклона тяги к горизонту α = 30
N1 = 70,2*0,866 = 60,8 кН
N2 = 70,2*0,5 = 25,1 кН
2.5.7 Находим общую массу якоря, обеспечивающую его от сдвига:
G = 0,1(N1/f + N2)Кус, где
f- коэффициент трения скольжения якоря по грунту (выбираем = 0,9);
Кус - коэффициент запаса устойчивости якоря от сдвига (Кус= 1,5).
G = 0,1 (60,8/0,9 + 25,1) 1,5 = 13,9 т
2.5.8 Выбираем бетонные блоки размером ,1,5 x 1 x 1,35 м и массой g= 4,5, т и определяем их необходимое количество:
т = G/g = 13,9/4,5 = 3,08 шт. Принимаем количество блоков т = 4 шт., тогда масса якоря G= т g = 4,5*4 = 18т
2.5.9Принимаем размеры опорной рамы для укладки блоков в плане 2,8 х 4,7 м и, зная, что плечо bсоставляет половину длины рамы (b = 1,4 м),определяем плечо а: