Подъем оборудования методом скольжения опорной части монтажными мачтами или порталом

Это метод используется обычно для подъема оборудования колонного типа при условии, что грузоподъемность и высота монтажных мачт обеспечивают его установку сразу в проектное вертикальное положение. Преимуществом метода является возможность установки оборудования на высокие фундаменты, а недостатком – возникновение максимальных нагрузок на такелажные средства на завершающей стадии подъема (в момент отрыва аппарата от земли), что повышает опасность монтажных работ.

Портал или парные монтажные мачты устанавливаются обычно вертикально и симметрично по обе стороны от фундамента. В исходном положении оборудование укладывается вершиной к фундаменту. Строповку в этом случае следует производить по возможности ближе к вершине, так как при этом уменьшается угол наклона полиспастов и снижается нагрузка на такелажные средства (рис. 21, а).

Оборудование поднимают в два этапа. На первом этапе подъема аппарат стремятся установить в положение неустойчивого равновесия, обеспечивая вертикальность грузовых полиспастов. На втором этапе аппарат отрывают от земли, поднимают выше фундамента, придерживая тормозной оттяжкой его основание, а затем переводят в вертикальное положение, при необходимости разворачивая в вертикальной плоскости, и опускают на фундамент в проектное положение (рис.21, б).

Перемещение опорной части оборудования к фундаменту чаще всего выполняется на санях или тележке, а их перемещение – лебедками с использованием полиспастов.

Расчет такелажной оснастки при монтаже сводится к следующему:

1. Определяют вертикальную составляющую подъемного усилия (кН), создаваемого полиспастами в начальной момент подъема (см. рис. 21, а):

Р _в = 10 G _о l _ц.м / l _c,

где G _o – масса поднимаемого оборудования, т; l _ц.м – расстояние от центра массы оборудования до основания, м; l _c– расстояние о места строповки оборудования до основания, м.

а

б

Рис. 21. Расчетная схема подъема аппарата методом скольжения опорной части:

а – первый этап; б – второй этап

2. Находят усилие в обоих полиспастах в начальный момент подъема оборудования:

Р=Р _в· сos β.

Усилие в каждом полиспасте

Р ₁ =Р / 2.

Угол наклона полиспастов к вертикали

tg β = ,

где b – расстояние от места строповки оборудования до плоскости мачт, м;

Н – высота мачты, м; h – расстояние от места строповки до горизонтальной плоскости.

3. Рассчитывают величину горизонтальной составляющей усилия в полиспастах (кН):

Р _г =Р· sin β.

4. Находят усилие трения (кН) при перемещении основания оборудования:

F _т = 10 G _о(1– l _ц.м / l _c) f,

где f – коэффициент трения саней или тележки по опорной поверхности (см. прил. 13).

5. Определяют усилие (кН), удерживающее оборудование от сдвига к фундаменту в начальный момент подъема (см. рис. 21, а),

Т=Р _г– F _т .

6. Определяют усилие (кН) для оттягивания основания оборудования от фундамента при отрыве его от земли (см. рис. 21, б)

Р _от=10∙ G _o· (l _c – l _ц.м)·sin ω /l _c·cos (ω +ν),

где ω – угол между продольной осью оборудования и вертикалью; ν – угол наклона оттяжки к горизонту.

Угол ω находят из соотношения sin ω = а / l _c. По усилию Р _от рассчитывают канат для оттяжки (см. п.2) и подбирают лебедку (см. прил. 12).

7. Находят усилие в каждом полиспасте при полностью поднятом оборудовании:

Р _п = 10 G _о К _н/ (2cоs φ) +Р _от sin(v / 2),

где К _н – коэффициент неравномерности нагрузки на полиспаст (К _н=1, 2); φ – угол наклона полиспаста к мачте. По усилию Р _п рассчитывают грузовой полиспаст (см. п.7).

8. Усилие в нерабочей ванте определяют по прил. 14, усилие в рабочей ванте (см. рис. 21, а) – по формуле

Р _р.в =Р· sin β / sin γ,

где γ – угол между вантой и мачтой. По усилию Р _р.в рассчитывают якоря (см. п.9) и канат для ванты (см. п.2).

9. Находят усилие в боковой ванте Р _б.в (см. рис. 21, б):

Р _б.в= Р _п · sin φ / sinγ.

По усилию Р _б.в рассчитывают канат (см. п.2) и якорь (см. п.9).

10. Находят суммарное сжимающее усилие, действующее по оси каждой мачты:

S _м =Р _п· К _п· К _д· cos φ +Р _б.в· cos γ +n Р _н.в· sin α +Р _р.в· cos γ +S _п + 10 G _м· К _п + 10 G _п· К _п ,

где n – количество нерабочих вант; Р _н.в – усилие первоначального натяжения нерабочих вант, кН (см. прил. 14); S _п – усилие в сбегающей ветви грузового полиспаста, кН; G _м – масса мачты, т; G _п – масса полиспаста, т. По усилию S _м рассчитывают сечение мачты (см. п.10.3).

Пример 10. Рассчитать такелажную оснастку для подъема аппарата колонного типа массой G _о = 120 т, высотой Н= 36 м, диаметром D= 2, 6 м способом скольжения опорной части с отрывом от земли парными монтажными мачтами. Расстояние от центра массы до основания колонны l _ц.м = 18 м, высота фундамента h _ф = 4 м, расстояние от места строповки до основания аппарата l _c = 24 м. Расстояния, обозначенные на рис. 22: b= 18 м; h= 3 м; а= 4 м; α = 20⁰. Масса мачты G _м = 11 т; масса полиспаста G _п = 4 т; усилие в сбегающей ветви полиспаста S _п=8 кН.

Решение:

1. Вертикальную составляющую подъемного усилия в начальный момент подъема аппарата рассчитываем по формуле

Р _в = 10 G _о l _ц.м / l _c = 10· 120· 18 / 24=900 кН.

2. Определяем угол наклона полиспаста к вертикали:

tgβ = = = 0, 563; β ≈ 30⁰.

3. Находим подъемное усилие в обоих полиспастах:

Р=Р _в · сos β = 900· 0, 866=779, 4 кН.

В каждом полиспасте

Р ₁ = 389, 5 кН.

4. Горизонтальную составляющую подъемного усилия определяем по формуле

Р _г =Р· sin β = 779, 5· 0, 5=389, 8 кН.

5. Находим силу трения при перемещении опоры аппарата на металлических санях по двутавровым балкам со смазкой (коэффициент трения f выбираем по прил.13):

F _т = G _о ( 1– l _ц.м / l _c )f= 10· 120 (1 – 18 / 24)· 0, 1=30 кН.

6. Необходимое усилие для удержания аппарата от сдвига в начальный момент подъема определяем по формуле

Т=Р _г– F _т = 389, 8–30=359, 8 кН.

7. Находим угол ω между продольной осью колонны и вертикалью при а= 4 м:

sin ω = =0, 167; ω ≈ 10⁰.

8. Определяем усилие в оттяжке основания колонны при v=5 ⁰:

Р _от = 10 G _о(l _c – l _ц.м)sin ω / l _c cos (ω +ν) = 10·120·(24–18)·0, 167 / 24·0, 966 =

51, 9кН.

9. Рассчитываем усилие в каждом полиспасте при полностью поднятом оборудовании при φ = 12⁰:

Р _п = 10 G _o К _н / (2cоs φ) +Р _от · sin v/2 = 10· 120· 1, 2 / 2· 0, 978+51, 9· 0, 087 / 2=738, 3 кН.

10. Усилие в рабочей ванте при γ = 45⁰ определяем по формуле

Р _р.в =Р· sin β / sin γ = 779, 4· 0, 5 / 0, 707=551, 2 кН.

11. Усилие в боковых вантах определяем как

Р _б.в =Р _п · sinφ / sin γ = 738, 3· 0, 208 / 0, 707=217, 2 кН.

12. Суммарное сжимающее усилие, действующее по оси мачты находим по формуле

S _м =Р _п · К _п · К _д · cosφ +Р _б.вcosγ +P _р.вcosγ +nР _н.в · sinα +S _п + 10 G _м · К _п +10G _п · К _п = 738, 3 · 1, 1 · 1, 1 · 0, 978+217, 2 · 0, 707+551, 2 · 0, 707+50 · 0, 342+8+10 · 11 · 1, 1+10 · 4 · 1, 1= =1498, 1 кН.