Описание лабораторной установки. Методика проведения эксперимента

Методика проведения эксперимента

Обработка экспериментальных данных

Содержание отчёта

9. Контрольные вопросы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

МОНТАЖ АППАРАТОВ МЕТОДОМ ВЫЖИМАНИЯ

Введение

Метод выжимания со скользящим по рельсам подъёмным порталом является разновидностью безъякорных способов подъёма вертикальных аппаратов.

Основными преимуществами метода выжимания являются:

1) метод можно применять в стеснённых условиях монтажной площадки;

2) отсутствие затрат на устройство расчалок и якорей для удер­жания портала в рабочем положении;

3) контроль работы полиспастов, расположенных на небольшой высоте, и испытания такелажных средств в начале подъёма;

4) небольшие горизонтальные усилия на фундамент аппарата;

5) возможность равномерного распределения нагрузок по высоте аппарата за счёт применения тросовых подвесок.

 

Цель работы

Определение усилия в такелажной оснастке при различных углах подъёма колонны методом выжимания.

 

Содержание работы

Теоретическая часть

Монтаж вертикальных аппаратов методом выжимания производят следующим образом (рис. 1). Аппарат 6 закрепляют в поворотном шарнире 7. Подъёмный портал 1 располагают по оси поднимаемого аппарата и верхней частью закрепляют в шарнире 2 (обычно на верхней образующей аппарата), рисунок 1,а или через гибкие тросовые подвески 8 (рис. 1,б). Нижнюю часть портала, снабженную опорными катками с шарниром 4, устанавливают на рельсы 5. Грузовые полиспасты 3 соединяют нижней частью портала с поворотным шарниром аппарата. При работе полиспастов портал, перемещаясь по рельсам, поднимает аппарат в вертикальное положение.

 

а                                                             б

А – закреплённым на оси в верхней образующей аппарата; б – с помощью тросовых подвесок. Рисунок 1 – Монтаж аппарата методом выжимания

Расчётная схема подъёма аппаратов методом выжимания пред­ставлена на рисунке 2.

Расчётные усилия на грузовые полиспасты при данной схеме подъёма зависят от геометрии кинематической схемы, которая исключает использование растяжек и якорей, а также весовых и габаритных характеристик поднимаемого оборудования. Максимальные усилия при данном методе подъёма возникают в начальный момент и, как правило, они принимаются за расчётные.

Как известно, усилия в такелажной оснастке зависят от положения центра тяжести аппарата, точки закрепления портала, его длины и веса.

Рисунок 2 – Расчётная схема усилий при подъёме аппарата методом выжимания

Таким образом, для определения усилий, возникающих в портале S_B (усилие выжимания), в тяговом полиспасте S _Т, в шарнире Р _X, Р_у, а также на направляющие рельсы N необходимо знание геометрических характеристик данной кинематической схемы подъёма.

Из условия равновесия системы определим усилие выжимания с

учётом веса портала:

,        (1)

где

.

Зная усилие S_B, определим вертикальное давление N портала на рельсы.

При известных направлениях усилия выжимания и усилия N из силового треугольника находим по теореме синусов усилие:

.                                                                              (2)

Проектируя все силы на ось ОХ, при условии равновесия, получим:

.                                                              (3)

Тогда усилие S_T  с использованием (2) определим из выражения:

.                                                           (4)

Опорная вертикальная составляющая реакции поворотного шарнира с учётом веса портала имеет вид:

.                                                                               (5)

Горизонтальное усилие, действующее на шарнир, определяется как:

,                                                                                  (6)

где μ – коэффициент трения (μ = 0,1 – для катковых опор; μ = 0,3 – для скользящих опор); S _л – тяговое усилие лебёдки; χ – угол между осью полиспаста и ходовой ниткой.

Если на лебёдку трос сбегает с неподвижного полиспаста, то в формуле (6) усилие S _л имеет знак «плюс», если с неподвижного полиспаста – то знак «минус».

При подъёме аппарата по схеме (рис. 1, а) рекомендуется строповку портала на верхней образующей аппарата производить из ус­ловий:

1) вблизи центра тяжести аппарата:

a ≥ 7· c,                                                                                                 (7)

где с – разность отметок осей шарнира аппарата и верхнего шарнира портала в исходном положении аппарата;

2) оптимальное расположение места крепления портала на верхней образующей аппарата:

b = a ·(1÷1,2).                                                                                        (8)

3) минимальная длина портала определяется из соотношения:

m ≥ 1,1·(b + n).                                                                                     (9)

Рассчитанная длина портала должна обеспечивать размещение рабочих полиспастов при конечном вертикальном положении аппарата, что иногда проверяется графическим построением схемы подъёма в масштабе.

Если при расчёте усилий вес портала не учитывается, то расчётную силу тяжести принимают равной:

.                                                                                           (10)

Коэффициент k выбирается в зависимости от веса аппарата (табл. 1).

 

Таблица 1 – Зависимость коэффициента K от веса аппарата

Gk	50	100	150	200	300
k	1,1	1,08	1,07	1,06	1,05

 

Аналитический расчёт усилий, возникающих в такелажной оснастке, не исключает графического построения этапов подъёма аппарата данным методом, из которых могут быть определены значения, как усилий, так и углов наклона аппарата, портала, рабочего полиспаста.