РАСЧЕТ СТАЛЬНОГО ГРУЗОВОГО И ЧАЛОЧНОГО КАНАТОВ ДЛЯ ПОДЪЕМА И ТРАНСПОРТИРОВКИ ГРУЗА

Исходные данные

На участке цеха установлен мостовой кран грузоподъемностью Q. Наибольший размер груза на участке: длина А, ширина В, толщина С, средняя плотность материала груза . Строповка груза к крюку грузового каната производится при помощи стального чалочного каната, имеющего N ветвей. Крюк подвешен к тележке мастового крана через полиспаст на Х ветвях стального каната, К. П. Д. полиспаста , коэффициент запаса прочности грузового и чалочного каната К.

Исходя из высоты цеха и высоты оборудования, расположенного на участке, допустимое расстояние от крюка до груза не должно превышать R.

Параметры исходных данных приведены в табл. 10.1. Номер варианта в табл. 10.1 соответствует номеру, под которым числится фамилия студента в групповом журнале. Некоторые параметры ( ) в таблице приведены для номера студенческой группы.

Задание

1. Рассчитать массу груза М, его все Р и установить соответствие максимального веса груза грузоподъемности мостового крана.

2. Определить необходимый диаметр ветвей грузового каната (Д ) для подъема и транспортировки максимального веса груза на участке.

3. Рассчитать стальной чалочный канат для подъема максимального веса груза при N ветвях и углах ветви с вертикалью 0; 15; 30; 45; 60 и 75º.

Выбрать необходимые диаметры ветвей чалочного каната (Д_с) для всех указанных выше значений α с учетом длины груза А и расстояния от груза до крюка R.

4. Проанализировать результаты расчета (пункт 3) и выбрать оптимальный диаметр ветвей чалочного каната с учетом длины (А) поднимаемого груза и его расстояния до крюка (R).

5. Результаты расчета представить в виде расчетно-пояснительной записки, в которую необходимо включить: исходные данные, результаты расчета, их анализ, выбор диаметров грузового каната и ветвей чалочного каната при оптимальном α, схему крепления груза к ветвям чалочного каната с указанием на ней угла и расстояния R.

Методика расчета

1. Соответствие веса наибольшего груза (Р) на участке грузоподъемности мостового крана (Q).

Р Q (10.1)

2. Натяжение в одной ветви грузового каната

, Н (10.2)

где Р – вес наибольшего груза, Н;

Х – количество ветвей грузового каната, шт. (табл. 10.1);

- К.П.Д. полиспаста (табл. 10.1).

3. Полное расчетное разрывное усилие ветви грузового каната

, Н (10.3)

где К – коэффициент запаса прочности грузового каната (табл. 10.1)

4. По полному расчетному разрывному усилию (S_p) ветви грузового каната из табл. 10.2 выбрать диаметр каната (Д_к) из условий

S_p S_к (10.4)

где S_к – фактическое разрывное усилие каната, Н (табл. 10.2);

5. Натяжение в ветви чалочного каната

, Н (10.5)

где N – количество ветвей в чалочном канате (табл. 10.1), шт.;

α – угол ветви чалочного каната с вертикалью, град

Расчет натяжения в ветви чалочного каната (S_c) произвести для α от 0 до 75°с шагом 15°.

6. Построить на графике зависимость S_c = f(α). Выбрать для заданных условий (длины груза А, расстояния от груза до крюка R, натяжения в ветви S_c) c учетом надежного крепления груза оптимальный угол α.

7. Для оптимального угла α полное расчетное разрывное усилие в ветви чалочного каната

, Н (10.6)

8. По полному расчетному разрывному усилию в ветви чалочного каната (S_ср) из табл. 10.2 выбрать диаметр каната (Д_с) исходя из условий

, Н (10.7)

где S_к – фактическое разрывное усилие каната, Н (табл. 10.2)

Таблица 10.1- Параметры исходных данных

Вариант	Размеры груза, м	Допустимое расстояние, R, м	Коэффи-циент запаса прочности, К	Грузо-подъем-ность крана Q, кН	Парамет-ры для групп
Длина, А	Шири-на, В	Толщи-на, С
	5,0	1,7	0,15	1,7	5,3		Группа 1:
	5,5	2,0	0,20	1,9	5,0		= 7650
	6,0	3,0	0,17	2,0	5,5		кг/м
	6,5	2,5	0,14	2,0	6,0		= 0,95
	7,0	1,5	0,10	2,5	6,5		N = 4 шт.
	7,5	1,4	0,30	2,4	7,0		Х = 2 шт.
	8,0	2,1	0,27	2,6	7,5		Группа 2:
	8,5	2,7	0,25	2,5	8,0		= 7400
	9,0	1,9	0,18	2,6	8,5		кг/м
	10,0	1,6	0,22	2,5	9,0		= 0,90
	4,5	2,2	0,26	2,7	9,5		N = 4 шт.
	4,0	3,1	0,19	1,5	7,5		Х = 4 шт.
	5,8	2,9	0,24	1,5	5,7		Группа 3:
	6,3	3,5	0,32	1,8	5,9		= 7750
	9,5	2,0	0,29	2,1	6,7		кг/м
	7,2	1,8	0,35	2,3	7,7		= 0,85
	4,8	2,6	0,40	1,6	8,7		N = 4 шт.
	7,7	1,7	0,34	2,8	9,7		Х = 6 шт.
	8,7	2,3	0,27	3,0	6,5		Группа 4:
	9,2	2,4	0,21	3,0	6,7		= 6900
	6,7	1,9	0,28	1,9	5,9		кг/м
	8,2	2,5	0,23	2,9	6,2		= 1,0
	5,2	1,8	0,16	1,7	7,2		N = 4 шт.
	4,9	1,7	0,37	1,5	8,2		Х = 1 шт.
	9,7	2,7	0,26	2,7	7,1

Стальные канаты в подъемно-транспортных машинах по назначению бывают: грузовыми, применяемыми для подъема груза, тяговыми – для перемещения грузовых тележек по горизонтали, чалочными – для строповки груза, расчальными, применяемыми в качестве расчалок для разных мачт, и несущими, используемыми в качестве рельсов для перемещения грузовых тележек кабельных кранов и канатных дорог. Канаты свиваются из проволок на канатовьющих машинах. Для этого применяют проволоку диаметром 0,2 - 0,3 мм из высокоуглеродистой стали с пределом прочности до 25 Мн/м² (250 кГ/мм²).

В грузоподъемных машинах применяют шестипрядные канаты двойной свивки (тросы) с числом проволок 6 × 19 = 114 или 6 × 37 = 222 и диаметром d_к = 4,2 ÷ 65 мм. Канаты крестовой свивки используют при свободном подвесе груза на крюке, а односторонней свивки – тогда, когда груз поднимают в направляющих (для различных подъемников). При свободном подвесе груза на одной ветви иногда применяют нераскручивающиеся канаты, свиваемые из предварительного деформированных проволок.

Таблица 10.2 - Прочность канатов

Диаметр каната Д, мм	Расчетный предел прочности проволоки при растяжении, Н/мм
Разрывное усилие каната, кН
4,2	-	-	-	9,55	10,10
4,6	-	-	-	11,40	12,10
5,0	-	-	-	13,60	14,40
5,4	-	-	-	15,10	17,10
6,8	-	-	-	24,20	25,70
8,1	-	-	-	35,50	37,90
8,8	-	-	-	42,40	45,00
9,5	-	-	-	49,90	52,90
11,5	54,8	58,9	63,2	67,4	71,6
12,0	59,7	64,3	69,9	73,5	78,1
14,0	81,0	87,0	93,5	99,4	105,5
15,0	95,0	103,0	110,5	118,0	125,0
16,5		120,5	129,5	138,0	146,5
17,5	129,5	139,5	149,5	159,0	169,5
19,0	148,0	159,0	170,5	182,0	193,5
20,0	168,5	181,0	194,5	207,0	220,5
21,5	189,5	204,5	219,0	235,5	248,5
22,5	218,5	235,5	252,0	269,0	286,5
25,0	269,0	289,5	310,5	331,0	351,5
27,0	323,0	348,5	374,0	398,5	423,5
30,0	383,5	413,5	442,5	472,5	501,5
32,5	449,0	484,0	518,5	552,5	587,5
35,0	518,5	558,0	598,0	638,0	678,5
37,5	595,0	640,0	686,0	732,0	778,0
40,0	683,0	736,0	789,5	841,0	892,5