Казахская головная архитектурно-строительная академия

Активный раздаточный материал

 

Подъемно - транспортные и строительные машины. (ПТиСМ). ПСМиК	Факультет: общего строительства
2 кредита, (1/1/0)	пятый семестр 2013-14 уч. год
Практическое занятие № 2. Расчет и выбор каната	Ассоциированный профессор Бурцев Виктор Васильевич

 

Цель занятия

 

Приобретение студентами практических навыков по расчету и выбору канатов.

Расчет и подбор стальных проволочных канатов

Общие положения. В грузоподъемных машинах в качестве гибкого тягового органа чаще всего используют стальные проволочные канаты. Стальные канаты характеризуются диаметром, маркировочной группой проволоки и разрывным усилием каната в целом. Канаты рассчитывают на растяжение и подбирают по разрывному усилию по таблицам государственных стандартов.

Наибольшее натяжение в ветви каната, набегающей на барабан при подъеме груза (без учета веса крюковой подвески и грузозахватных устройств)

Ѕ_mах = Q / z_б i _п η_п,

где Q – вес поднимаемого груза, кН; z_б – число одинарных полиспастов (число канатов, набегающих на барабан). Для одинарных полиспастов z_б = 1, для сдвоенных z_б = 2; i _п – кратность полиспаста; η_п – КПД полиспаста

η_п = (1 – η _бл) ^iп / i_п (1 – η _бл).

Здесь η _бл = 0,98 – КПД блока на подшипниках качения.

Необходимое (требуемое) расчетное разрывное усилие каната

_расч

Ѕ _р = Ѕ_mах [n],

где [n] – минимальный коэффициент запаса прочности каната при группе режима работы механизма (см. табл. 3.2.2).

Таблица 3.2.2. Наименьшие допускаемые значения коэффициента запаса прочности стальных канатов [n]

 

Канаты	Привод	Группа режима работы	[п]
Грузовые и стреловые     Грузовые для подъема и транспортирования расплавленного металла, жидкого шлака, ядовитых и взрывчатых веществ Стреловые для подъема и опускания стрелы в диапазоне нерабочих вылетов Грейферные: для грейферов с раздельным двухдвигателъным приводом (полагая, что вес грейфера с материалом равномерно распределен на все канаты) для других грейферов Тяговые канаты, применяемые на кранах Канаты, используемые при монтаже кранов Канаты-лебедок, предназначенных для подъема людей	Ручной Машинный » » » » » » » » Любой	1М 1М, 2М, ЗМ 4М 5М, 6М Любая » » » » » »	4,0 5,0   5,5 6,0 6,0     3,5     6,0   5,0 4,0 4,0 9,0

 

По таблицам ГОСТ на канаты (приняв временное сопротивление разрыву проволок в пределах от 1764 до 1960 МПа) выбираем канат с разрывным усилием

_{Гост асч}

Ѕ _к ≥ Ѕ _р ,

 

где Ѕ _р – разрывное усилие каната в целом по стандарту (по ГОСТу), кН.

 

Определяем диаметр каната (мм), соответствующего данному разрывному усилию.

Для выбранного каната по фактическому коэффициенту запаса прочности, должно выполняться условие

_{Гост расч}

n _ф = Ѕ _к / Ѕ _р ≥ [n].

 

Повышенные коэффициенты запаса прочности канатов объяс­няются тем, что при эксплуатации исключена возможность визу­ального контроля за обрывом внутренних проволок, а также имеются труднодоступные места для оперативного контроля обрыва наружных проволок. Эти факторы создают предпосылки для внезапного обрыва каната при подъеме груза массой, пре­вышающей номинальную грузоподъемность.

При выборе типа и конструкции каната следует руководствоваться следующими положениями.

В грузоподъемных машинах рекомендуется применять канаты диаметром от 11 до 26 мм, изготовленные из проволоки марок В и 1 с временным сопротивлением разрыву от 1764 до 1960 МПа. Применение проволоки с более низким пределом прочности приводит к увеличению диаметра каната, а с более высоким пределом прочности – к снижению срока службы каната из-за увеличения жесткости проволок.

В качестве грузовых применяют нераскручивающиеся шести-и семипрядные канаты с линейным касанием проволок в пряди типа ЛК-РО, числом проволок в пряди 19 и 37. При таком количестве проволок достигается наиболее рациональное соотношение диаметра прядей и диаметра центрального сердечника, хорошее использование поперечного сечения каната с обеспечением достаточной его гибкости.

Не рекомендуется применять канаты, свитые из большого числа проволок. Такие канаты имеют хорошую гибкость, но одновременно возрастает износ проволок, снижается структурная прочность каната (особенно при многослойной навивке), сокращается срок службы.

Канаты двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36, типа ЛК-Р конструкции 6х19 с органическим сердечником применяются в механизмах подъема всех кранов при однослойной навивке каната на барабан, за исключением кранов, работающих с расплавленным и раскаленным металлом и жидким шлаком.

Канаты двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6х36 с металлическим стальным сердечником применяют в механизмах подъема при многослойной навивке каната на барабан. Такие канаты не теряют формы под воздействием нагрузки от вышележащих витков, при резко меняющейся нагрузке и при высоких температурах.

При работе в абразивных и коррозионно-агрессивных средах предпочтительно применять канаты из более толстой проволоки (конструкции 6х19). Такие канаты имеют повышенную жесткость, но хорошо сопротивляются абразивному износу и имеют повышенный срок службы.

Применение канатов типа ТК в качестве грузовых нежела­тельно, так как их срок

службы в 1,5... 2 раза меньше, чем ка­натов типа ЛК.