| Расчетно графическая работа "определить усилия в стропах и подобрать трос для подъема груза." | |
| Автор: student | Категория: Технические науки / Механика | Просмотров: 2273 | Комментирии: 0 | 29-12-2013 00:36 |
СКАЧАТЬ:
1 Расчет строп
Цель расчета: определить усилия в стропах и подобрать трос для подъема груза.
Исходные данные: поднимаемый груз – горизонтальный аппарат; вес аппарата Q = 130 кН, длина аппарата а = 12,6 м, длина строп l =6,3 м, временное сопротивление разрыву троса В =1700 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 четырех ветвей k = 1,35 [1];
n – число строп, n = 4;
– угол наклона ветвей стропа, =30º:
Расчетная схема строповки аппарата представлена на рисунке 1.2.
Определим разрывное усилие для троса по условию прочности
, (1.2)
где k З – коэффициент запаса прочности, принимаем k 3 = 8,0 [1];
R = 8 50,66 =405,3 кН.
Подбираем трос с временным сопротивлением разрыву В = 1700 МПа ЛК-РО 6 × 36 (1-7-7/7-14)-1 о.с. ГОСТ 7668-80 с диаметром каната dстр = 29 мм и разрывным усилием Rтабл = 453,5 кН, для которого расчетная масса 1 м смазанного троса mтр =3,215 кг [2].
Рисунок 1.2 - 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 Sx, грузоподъемность отводного блока QОБ и подобрать трос для его крепления (при угле отвода ), определить нагрузку на крепление полиспаста QКП, длину троса для оснастки полиспаста L. Определить скорость ГР и время подъема t груза на высоту H.
Исходные данные: вес груза Q = 130 кН; высота поднятия аппарата H = 17,6 м; расстояние до лебедки l = 245 м; запас длины троса lзап = 15 м; к.п.д. роликов = 0,98; ходовый конец троса полиспаста – снизу, неподвижный конец троса полиспаста – сверху.
Подберем для полиспаста по ОСТ 36-54-81 блок ОБМ 16-3, для которого: наи-большее тяговое усилие Qmax = 160 кН; число роликов в блоке m = 4; диаметр ролика блока D = 0,2 м; максимальный диаметр каната d = 16,5 мм; масса mБЛ = 74 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 SХ - усилие в ходовом конце троса, кН;
Q – вес поднимаемого груза, кН;
η - к.п.д. роликов полиспаста, = 0,98;
а – количество рабочих ветвей троса полиспаста, а = 6.
Определим грузоподъемность отводного ролика
(2.2)
где - угол между направлениями троса до и после блока, принимаем ;
Qоб = 2 23,27 cos (120/2) = 23,27 кН.
Определим разрывное усилие для троса по условию прочности (1.3)
R = 3,5•23,27 =81,44 кН.
Подбираем трос с временным сопротивлением разрыву В = 1700 МПа ЛК-Р 6 × 19 (1-6-6/6)-1 о.с. ГОСТ 2688-88 с диаметром каната d = 13 мм и раз-рывным усилием Rтабл = 88,1 кН, для которого расчетная масса 1м смазанного троса mтр = 0,597 кг [2].
Определим длину троса для оснастки полиспаста
, (2.2)
где H – максимальное расстояние между неподвижными и подвижными блоками полиспаста, H = 17,6 м;
RБ – радиус ролика блока, RБ =0,1 м;
m – число роликов полиспаста, m = 6.
Подставляя числовые значения в формулу (2.2), получим
LТР = (17,6 + 3,14 0,1) 6 = 107,48 м .
Определим нагрузку на крепление полиспаста
QКП = GВБ + GНБ + GТР + Q + SХ, (2.3)
где GВБ – нагрузка на верхний блок полиспаста, кН;
GВБ – нагрузка на нижний блок полиспаста, кН;
SХ – тяговое усилие, SХ = 23,27 кН.
Определим нагрузку на верхний и нижний блоки полиспаста
GВБ = GНБ = mБЛ • g; (2.4)
GВБ = GНБ = 74•9,81 =725,94 Н = 0,726 кН.
Собственный вес троса определим
GТР = LТР • mТР • g, (2.5)
где mТР – масса одного метра троса, mтр = 1,04 кг;
LТР – длина троса для запасовки полиспаста, LТР = 107,48 м;
GТР = 107,48 • 1,04 • 9,81 = 1,096 кН.
Подставляя GВБ, GНБ, GТР, Q и SХ в формулу (2.3), получаем
QКП = 2•0,726 + 1,096 + 23,27 + 130 =155,818 кН.
Определим разрывное усилие для троса по условию прочности (1.3)
R = 3,5 • 155,818 = 545,36 кН.
Подбираем трос по с временным сопротивлением разрыву В = 1700 МПа ЛК-Р 6 × 19 (1-6-6/6)-1 о.с. ГОСТ 7668-80 с диаметром каната d = 32 мм и разрывным усилием Rтабл = 567,5 кН, для которого расчетная масса 1м смазанного троса mтр = 3,845 кг [2].
Определим канатоёмкость лебедки
, (2.6)
где l – расстояние от сбегающего ролика до места расположения лебедки, l = 245 м;
lзап – длина запаса троса, lзап = 15 м.
Подставляя числовые значения в формулу (2.6), получим
L=245+107,48+15=367,48 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 lлеб = 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 устойчи-вость лебедки против горизонтального смещения. Сделать выводы о необходимости применения балласта и установки дополнительных якорей для лебедки.
Исходные данные: лебедка ПЛ5 - 61; масса лебедки mл = 1823 кг; высота оси каната над уровнем земли hк = 0,2 м; центр тяжести лебедки находится на расстоянии от ребра опрокидывания в 3 раза меньше ее длины, lл = 0,37 м; расстояние от центра тяжести балласта до ребра опрокидывания lб = 0,747 м; коэффициент трения равен f = 0,24; тяговое усилие SX = 50 кН.
Расчетная схема лебедки показана на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Расчетная схема лебедки
Определим вес лебёдки
Qлеб = mл g ; (3.1)
Qлеб = 1823 9,81 =17883,35 Н = 17,883 кН.
Определим вес балласта
; (3.2)
Так как Qбал < 0, следовательно, нет необходимости в балласте.
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 Qлеб , (3.4)
где f – коэффициент трения, f=0,24.
Вычисляя получим
Fтр = 0,24 17,883 = 4,29 кН .
Тогда после подстановки числовых значений в формулу (3.3) получим суммарное горизонтальное смещение лебедки
N = 23,27 – 4,29 =18,98 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.
1 Расчет строп
Цель расчета: определить усилия в стропах и подобрать трос для подъема груза.
Исходные данные: поднимаемый груз – горизонтальный аппарат; вес аппарата Q = 130 кН, длина аппарата а = 12,6 м, длина строп l =6,3 м, временное сопротивление разрыву троса В =1700 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 четырех ветвей k = 1,35 [1];
n – число строп, n = 4;
– угол наклона ветвей стропа, =30º:
Расчетная схема строповки аппарата представлена на рисунке 1.2.
Определим разрывное усилие для троса по условию прочности
, (1.2)
где k З – коэффициент запаса прочности, принимаем k 3 = 8,0 [1];
R = 8 50,66 =405,3 кН.
Подбираем трос с временным сопротивлением разрыву В = 1700 МПа ЛК-РО 6 × 36 (1-7-7/7-14)-1 о.с. ГОСТ 7668-80 с диаметром каната dстр = 29 мм и разрывным усилием Rтабл = 453,5 кН, для которого расчетная масса 1 м смазанного троса mтр =3,215 кг [2].
Рисунок 1.2 - 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 Sx, грузоподъемность отводного блока QОБ и подобрать трос для его крепления (при угле отвода ), определить нагрузку на крепление полиспаста QКП, длину троса для оснастки полиспаста L. Определить скорость ГР и время подъема t груза на высоту H.
Исходные данные: вес груза Q = 130 кН; высота поднятия аппарата H = 17,6 м; расстояние до лебедки l = 245 м; запас длины троса lзап = 15 м; к.п.д. роликов = 0,98; ходовый конец троса полиспаста – снизу, неподвижный конец троса полиспаста – сверху.
Подберем для полиспаста по ОСТ 36-54-81 блок ОБМ 16-3, для которого: наи-большее тяговое усилие Qmax = 160 кН; число роликов в блоке m = 4; диаметр ролика блока D = 0,2 м; максимальный диаметр каната d = 16,5 мм; масса mБЛ = 74 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 SХ - усилие в ходовом конце троса, кН;
Q – вес поднимаемого груза, кН;
η - к.п.д. роликов полиспаста, = 0,98;
а – количество рабочих ветвей троса полиспаста, а = 6.
Определим грузоподъемность отводного ролика
(2.2)
где - угол между направлениями троса до и после блока, принимаем ;
Qоб = 2 23,27 cos (120/2) = 23,27 кН.
Определим разрывное усилие для троса по условию прочности (1.3)
R = 3,5•23,27 =81,44 кН.
Подбираем трос с временным сопротивлением разрыву В = 1700 МПа ЛК-Р 6 × 19 (1-6-6/6)-1 о.с. ГОСТ 2688-88 с диаметром каната d = 13 мм и раз-рывным усилием Rтабл = 88,1 кН, для которого расчетная масса 1м смазанного троса mтр = 0,597 кг [2].
Определим длину троса для оснастки полиспаста
, (2.2)
где H – максимальное расстояние между неподвижными и подвижными блоками полиспаста, H = 17,6 м;
RБ – радиус ролика блока, RБ =0,1 м;
m – число роликов полиспаста, m = 6.
Подставляя числовые значения в формулу (2.2), получим
LТР = (17,6 + 3,14 0,1) 6 = 107,48 м .
Определим нагрузку на крепление полиспаста
QКП = GВБ + GНБ + GТР + Q + SХ, (2.3)
где GВБ – нагрузка на верхний блок полиспаста, кН;
GВБ – нагрузка на нижний блок полиспаста, кН;
SХ – тяговое усилие, SХ = 23,27 кН.
Определим нагрузку на верхний и нижний блоки полиспаста
GВБ = GНБ = mБЛ • g; (2.4)
GВБ = GНБ = 74•9,81 =725,94 Н = 0,726 кН.
Собственный вес троса определим
GТР = LТР • mТР • g, (2.5)
где mТР – масса одного метра троса, mтр = 1,04 кг;
LТР – длина троса для запасовки полиспаста, LТР = 107,48 м;
GТР = 107,48 • 1,04 • 9,81 = 1,096 кН.
Подставляя GВБ, GНБ, GТР, Q и SХ в формулу (2.3), получаем
QКП = 2•0,726 + 1,096 + 23,27 + 130 =155,818 кН.
Определим разрывное усилие для троса по условию прочности (1.3)
R = 3,5 • 155,818 = 545,36 кН.
Подбираем трос по с временным сопротивлением разрыву В = 1700 МПа ЛК-Р 6 × 19 (1-6-6/6)-1 о.с. ГОСТ 7668-80 с диаметром каната d = 32 мм и разрывным усилием Rтабл = 567,5 кН, для которого расчетная масса 1м смазанного троса mтр = 3,845 кг [2].
Определим канатоёмкость лебедки
, (2.6)
где l – расстояние от сбегающего ролика до места расположения лебедки, l = 245 м;
lзап – длина запаса троса, lзап = 15 м.
Подставляя числовые значения в формулу (2.6), получим
L=245+107,48+15=367,48 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 lлеб = 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 устойчи-вость лебедки против горизонтального смещения. Сделать выводы о необходимости применения балласта и установки дополнительных якорей для лебедки.
Исходные данные: лебедка ПЛ5 - 61; масса лебедки mл = 1823 кг; высота оси каната над уровнем земли hк = 0,2 м; центр тяжести лебедки находится на расстоянии от ребра опрокидывания в 3 раза меньше ее длины, lл = 0,37 м; расстояние от центра тяжести балласта до ребра опрокидывания lб = 0,747 м; коэффициент трения равен f = 0,24; тяговое усилие SX = 50 кН.
Расчетная схема лебедки показана на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Расчетная схема лебедки
Определим вес лебёдки
Qлеб = mл g ; (3.1)
Qлеб = 1823 9,81 =17883,35 Н = 17,883 кН.
Определим вес балласта
; (3.2)
Так как Qбал < 0, следовательно, нет необходимости в балласте.
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 Qлеб , (3.4)
где f – коэффициент трения, f=0,24.
Вычисляя получим
Fтр = 0,24 17,883 = 4,29 кН .
Тогда после подстановки числовых значений в формулу (3.3) получим суммарное горизонтальное смещение лебедки
N = 23,27 – 4,29 =18,98 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.
Не Пропустите: