Монтаж аппаратов двумя вертикальными мачтами с оттяжкой и без оттяжки груза

Введение

В монтажной практике подъём аппаратов с большим весом и диа­метром, а также при наличии высокого фундамента или постамен­та, наводить и устанавливать аппарат на анкерные болты одной мачтой довольно сложно. Поэтому для подъёма и установки таких вертикальных аппаратов чаще всего используются спаренные мачты. Однако в этой схеме подъёма необходимо следить за верти­кальностью грузовых полиспастов, что обусловливает применение подтаскивания низа конструкции по мере её подъёма. В противном случае монтажная мачта испытывает деформацию кручения из–за невертикального положения грузовых полиспастов.

Цель работы

Содержание работы

Теоретическая часть

Подъём аппарата двумя вертикальными мачтами при несимметрич­ном нагружении грузовых полиспастов показан на рисунке 1.

Для определения усилий, возникающих в такелажной оснастке, необходимо задаться суммарной расчётной нагрузкой, действующей на мачты, а именно:

.                                                                                (1)

Расчётное усилие на ванты запишется следующим образом:

.                                                                                   (2)

Вертикальная составляющая усилия, действующего на мачту от предварительного натяжения вант, зависит от их количества n, длины и высоты монтажной мачты:

.                                                                                             (3)

 

Рисунок 1 – Монтаж аппарата двумя вертикальными мачтами без оттяжки груза

Усилие в левом и правом грузовых полиспастах будет различным для данной схемы нагружения монтажных мачт:

1) Левый грузовой полиспаст:

.                                                                             (4)

2) Правый грузовой полиспаст:

.                                                                             (5)

Поэтому при симметричном нагружении грузовых полиспастов уси­лия в них будут равны и определяться из выражения:

.                                                               (6)

Для определения усилия в середине мачты необходимо определить вертикальные составляющие усилий в полиспастах S _лу и S _пу, действующие на оголовок мачты, к которой они прикреплены, а также вертикальную составляющую от натяжения боковых вант, приходящихся на оголовок мачты.

Тогда вертикальная составляющая от действия усилия в левом полиспасте можно определить как  от действия усилия в правом полиспасте, , в случае, а = b:

.                                                                      (7)

Усилие в ванте при а = b

.                                                                                          (8)

Тогда вертикальная составляющая усилия в ванте, действующая на оголовок мачты, будет определяться из выражения:

.                                                                                        (9)

Зная выражения (7) и (9), а также учитывая (3), вес метал­локонструкций мачты G_m и усилие в сбегающей нитке грузового полиспаста S_c, усилие в середине высоты мачты определится по формуле:

.                                            (10)

И, наконец, усилие в основании мачты для расчёта шарового шар­нира опоры определится из выражения:

.                                                (11)

Основные нагрузки на элементы такелажной оснастки определя­ются графоаналитическим методом. В любой момент процесса подъёма аппарат располагается в строго определённом положении, которое находится в результате уравновешивания всех действующих на него сил. Это условие обеспечивается только в том случае, если все действующие на аппарат силы пересекаются в одной точке. Рассмотрим самый неблагоприятный момент подъёма аппарата – момент отрыва аппарата от земли.

В расчётной схеме на рисунке 2 точка С – точка пересечения линий действия сил подъёма, оттяжки и веса аппарата.

 

Рисунок 2 – Монтаж аппарата двумя вертикальными мачтами с оттяжкой груза

 

Усилия в элементах такелажной оснастки определяем из подобия силовых треугольников С12 и ABC, имеем С12 ~ АВС. Из этого условия получим:

,                                                                                        (12)

где ; .

Тогда усилие подъёма в такелажной оснастке примет вид:

.                                                                              (13)

Для определения усилия оттяжки воспользуемся соотношением:

.                                                                           (14)

Зная усилие подъёма, определяем усилие в грузовых полиспастах при их симметричном нагружении:

.                                                         (15)

Усилие в задней ванте при данной схеме подъёма определится следующим образом:

.                                                                      (16)

Таким образом, усилия в задних, наиболее нагруженных вантах и грузовых полиспастах, оттяжке, найденные по зависимостям (14), (15) и (16), позволяют подобрать такелажную оснастку при данной схеме подъёма.

Схема расчёта для усилий, сжимающих мачту и действующих на основные мачты, определяется аналогично схеме на рисунке 1.