Ответ. Должен быть не менее 5 при машинном приводе и не менее 3 – при ручном (п. 3.4.7.3).

Вопрос 132. Каким путем допускается сращивание цепей?

Ответ. Допускается путем электро– или кузнечно-горновой сварки новых вставленных звеньев или с помощью специальных соединительных звеньев. После сращивания цепь осматривается и испытывается нагрузкой в соответствии с документацией (п. 3.4.7.6).

Вопрос 133. Для чего допускается применять пеньковые канаты?

Ответ. Допускается применять для изготовления стропов. При этом коэффициент запаса прочности должен быть не менее 8 (п. 3.4.8.1).

Вопрос 134. Какие надписи должны быть на бирках (ярлыках), которыми в обязательном порядке снабжаются канаты, шнуры и веревки?

Ответ. Должны быть указаны инвентарный номер, допустимая грузоподъемность и дата следующего испытания (п. 3.4.8.3).

Вопрос 136. На что необходимо обращать внимание при осмотре канатов?

Ответ. Необходимо обращать внимание на отсутствие гнили, гари, плесени, узлов, разлохмачиваний, промятостей, надрывов, надрезов и других дефектов. Каждый виток каната должен отчетливо выделяться, крутка должна быть равномерной. У пеньковых канатов, применяемых для оттяжки, не должно быть перетертых или размочаленных прядей (п. 3.4.8.9).

Вопрос 137. В какие периоды должны осматриваться канаты и шнуры в процессе эксплуатации?

Ответ. Должны осматриваться через каждые 10 дней (п. 3.4.8.11).

Вопрос 138. Для чего предназначаются монтерские когти?

Ответ. Предназначаются для работы на деревянных и деревянных с железобетонными пасынками опорах линий электропередачи и связи, на железобетонных опорах воздушных линий электропередачи (ВЛ) 0,4-10 и 35 кВ, а также на цилиндрических железобетонных опорах диаметром 250 мм ВЛ 10 кВ (п. 3.5.1).

Вопрос 139. Каков срок службы когтей и лазов (кроме шипов)?

Ответ. Срок службы 5 лет (п. 3.5.12).

Вопрос 140. В какие сроки подвергаются статическим испытаниям когти и лазы?

Ответ. Подвергаются испытаниям не реже одного раза в 6 месяцев (п. 3.5.16).

Вопрос 141. Какой должна быть масса пояса?

Ответ. Должна быть не более 2,1 кг (п. 4.1.7).

Вопрос 142. Какую динамическую нагрузку должен выдерживать пояс?

Ответ. Должен выдерживать нагрузку, возникающую при падении груза массой 100 кг с высоты, равной двум длинам стропа (фала) (п. 4.1.9).

Вопрос 143. Из какого материала должен быть изготовлен строп (фал) пояса для электрогазосварщика и других работников, выполняющих огневые работы?

Ответ. Должен быть изготовлен из стального каната или цепи?

Вопрос 144. С какой целью применяются ловители с вертикальным страховочным канатом?

Ответ. Применяются для обеспечения безопасности работника при подъеме и спуске по вертикальной и наклонной (более 75° к горизонту) плоскостям (п. 4.3.1).

Вопрос 145. Каков принцип работы ловителя и в целом системы?

Ответ. При срыве работника под его весом через систему пояс-строп корпус ловителя поворачивается, и страховочный канат защемляется между подвижным и неподвижным кулачками, стопоря ловитель на страховочном канате и удерживая работника от перемещения вниз (п. 4.3.3).

Вопрос 146. Для каких целей должны применяться каски?

Ответ. Должны применяться для защиты головы работника от механических повреждений падающими сверху предметами или при соударении с конструктивными и другими элементами, для защиты от воды, поражения электрическим таком при работах на высоте по строительству, монтажу, демонтажу, выполнения ремонтных, наладочных и других работ (п. 4.5.1).

Вопрос 147. Что должны обеспечивать каски?

Ответ. Должны обеспечивать максимальное передаваемое усилие при номинальной энергии удара 50 Дж не более 5 кН (500 кгс) – для касок первой категории качества и не более 4,5 кН (450 кгс) – для касок высшей категории качества (п. 4.5.3).

Вопрос 148. Каких цветов выпускается корпус касок?

Ответ. Выпускается четырех цветов:

белого – для руководящего состава, начальников цехов, участков, работников службы охраны труда, государственных инспекторов органов надзора и контроля;

красного – для мастеров, прорабов, инженерно-технических работников, главных механиков и главных энергетиков;

желтого и оранжевого – для рабочих и младшего обслуживающего персонала (п. 4.5.6).

Вопрос 149. Какую маркировку имеет каждая каска?

Ответ. Имеет следующую маркировку:

на середине верхней части козырька каски методом литья должно быть нанесено название каски – «Строитель»;

на внутренней стороне козырька или корпуса методом литья или формования должно быть нанесено: товарный знак предприятия-изготовителя, обозначение стандарта, размер каски, дата выпуска (месяц, год) (п. 4.5.16).

Вопрос 150. Каков гарантийный срок хранения и эксплуатации касок?

Ответ. Гарантийный срок составляет 2 года с даты изготовления (п. 4.5.21).

Вопрос 151. Какие устройства безопасности должны иметь механизмы и оборудование с механическим приводом?

Ответ. Должны иметь блокировки самопроизвольного пуска, легкодоступные и четко распознаваемые для оператора устройства экстренной остановки. Опасные движущиеся части должны иметь защитные ограждения (п. 5.1.4).

Вопрос 152. Какие требования предъявляются к гаечным ключам?

Ответ. Зевы гаечных ключей должны соответствовать размерам гаек или головок болтов и не иметь трещин, забоин. Не допускается наращивать рычагами ключи, не рассчитанные на работу с увеличенным плечом воздействия (п. 5.2.10).

Вопрос 153. Какими рукавицами должны быть обеспечены работники, занятые на работах с использованием ручного пневматического инструмента ударного или вращательного действия?

Ответ. Должны быть обеспечены рукавицами с антивибрационной прокладкой со стороны ладони (п. 5.3.6).

Вопрос 154. На какое напряжение должен применяться ручной электрифицированный инструмент?

Ответ. Должен применяться, как правило, на напряжение не выше 42 В. Корпус ручного электрифицированного инструмента I класса (при напряжении выше 42 В, не имеющий двойной изоляции) должен быть заземлен (занулен) (п. 5.4.1).

Вопрос 155. Кто допускается к работе с ручным электрифицированным инструментом?

Ответ. Допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение, сдавшие соответствующий экзамен и имеющие запись об этом в удостоверении по охране труда (п. 5.4.6).

Вопрос 156. Что должен иметь ручной пиротехнический инструмент?

Ответ. Должен иметь:

защитное устройство или экран;

устройство, предохраняющее от случайного выстрела;

устройство, предохраняющее от выстрела, если насадка пистолета не уперта в рабочую поверхность (п. 5.5.2).

Вопрос 157. Кто допускается к работам с применением ручного пиротехнического инструмента?

Ответ. Допускаются работники, обученные по безопасному его применению (п. 5.5.7).

Вопрос 158. Какие работники допускаются к самостоятельной работе с ручным пиротехническим инструментом поршневого типа?

Ответ. Допускаются работники не моложе 18 лет, проработавшие в организации не менее 1 года, имеющие квалификацию не ниже третьего разряда, прошедшие курс обучения по утвержденной программе, сдавшие экзамены квалификационной комиссии и получившие удостоверение на право работы с ручным пиротехническим инструментом поршневого типа (п. 5.5.10).

Вопрос 159. Кто должен иметь удостоверение на право руководства работами с ручным пиротехническим инструментом?

Ответ. Должны иметь мастера, прорабы, механики и другие специалисты, связанные с эксплуатацией этого инструмента, которые должны проходить курс обучения по программе для специалистов и получить удостоверение на право руководства этими работами (п. 5.5.11).

Вопрос 160. Что должен получить перед началом работы работник, допущенный к самостоятельной работе с ручным пиротехническим инструментом (оператор)?

Ответ. Должен получить:

наряд-допуск на право производства работ;

пиротехнический инструмент;

патроны (не более установленной нормы);

средство индивидуальной защиты (защитную каску, противошумные наушники, защитный щиток, кожаные перчатки или рукавицы) (п. 5.5.12).

Оглавление книги Следующая страница>>

§ 8. Требования безопасности к подъемно-транспортным машинам и механизмам.

Канаты и цепи для грузоподъемных машин. Коэффициент запаса прочности чалочных канатов.

При расчете важнейших деталей грузоподъемных машин и канатов принимается большой запас прочности.

Канаты и цепи - наиболее ответственные части подъемных механизмов. Способы закрепления концов канатов даны в инструкциях, прилагаемых к оборудованию. Грузовые, стреловые, вантовые, несущие и тяговые стальные проволочные канаты перед установкой на грузоподъемную машину проверяются расчетом:

где k - коэффициент запаса прочности; Р - разрывное усилие каната (принимается по ГОСТ), Н; S - наибольшее натяжение ветви каната (без учета динамических нагрузок), Н.

Натяжение стальных чалочных канатов зависит от числа ветвей и угла их наклона к вертикали (рис. 117). Наименьший коэффициент запаса прочности для некоторых видов канатов приведен в табл. 38.

Рис. 117. Изменение напряжений в канатах и допустимой нагрузки в зависимости от угла между ветвями каната

Таблица 38

Расчет ведется по формуле

Коэффициент запаса прочности чалочных канатов, имеющих на концах крюки, кольца или серьги, принимается не менее 6. При обрыве в чалочном канате более 10% проволок на один шаг свивки бракуется весь канат, никаких сращений не допускается.

Коэффициент запаса прочности для сварных цепей выбирается в пределах от 3 до 9 в зависимости от типа и назначения цепи и вида привода. При изношенности звеньев цепи более 10% их первоначального диаметра (калибр цепи) эксплуатация цепи не допускается.

Диаметр стального каната зависит от диаметра огибаемого им барабана или блока и имеет большое значение для обеспечения его износоустойчивости.

где D -диаметр барабана или блока, измеряемый по дну канавки, мм; d - диаметр каната, мм; е - коэффициент, зависящий от типа грузоподъемной машины и режима ее работы, имеющий значение от 16 до 30.

Стальные канаты - ответственный элемент грузоподъемной машины, и за их состоянием необходим постоянный контроль. Бракуют стальные канаты по числу обрывов проволок на длине одного шага свивки. Шаг свивки определяется по продольной линии поверхности каната; он равняется расстоянию, на котором укладывается количество прядей, имеющихся в сечении каната. У многопрядных канатов, имеющих пряди во внутреннем и наружном слоях, отсчет прядей производят, исходя из числа прядей в наружном слое.

Браковку канатов производят по следующим признакам, приведенным в табл. 39.

Таблица 39

Канаты грузоподъемных машин, предназначенных для подъема людей, а также для транспортировки расплавленного или раскаленного металла, кислот, взрывчатых, огнеопасных или ядовитых веществ, бракуются при вдвое меньшем числе обрывов проволок на одном шаге свивки, чем указано в табл. 39.

При поверхностном износе каната или коррозии проволок их число на шаге свивки как признак браковки уменьшается (табл. 40).

Таблица 40

При износе или коррозии проволок каната, достигших 40% и более их первоначального диаметра, а также при обнаружении оборванной пряди канат бракуется.

При применении сварной цепи диаметр барабана или блока принимается: у ручных грузоподъемных машин - не менее 20-кратного калибра цепи, а при машинном приводе - не менее 30-кратного калибра цепи. При использовании звездочки сварные калиброванные и пластинчатые цепи должны находиться в одновременном полном сцеплении не менее чем с двумя зубьями звездочки.

Задачи 81-90

Произвести расчет вертикального ковшевого элеватора производительностью Q , предназначенного для транспортирования материала насыпной плотностью r , средней крупностью а с на высоту Н . Элеватор установлен на открытой площадке.

Исходные данные для решения задачи выбрать из таблицы 5.

Таблица 5

№ задачи	Q , т/ч		r , т/м3	а с , мм	Транспортируемый материал
					Глина сухая
					Колчедан флотационный
					Сера комовая
					Песок сухой
					Известняк
					Мел дробленный
					Зола сухая
					Боксит дробленный

Методические указания: , с.216...218, пример 12.

Методические указания к выполнению практических работ

Практическая работа № 1

Выбор стальных канатов и цепей, блоков, звёздочек и барабанов .

1. Выбор стальных канатов и цепей .

Точный расчёт канатов, сварных и пластинчатых цепей, вследствии неравномерности распределения напряжений, очень сложный. Поэтому их расчёт выполняется по нормам Госгортехнадзора.

Канаты и цепи подбирают по ГОСТу в соответствии с соотношением:

F р £ F р. m

где F р. m - разрывное усилие каната (цепи), принимаемое по таблицам

соответствующих ГОСТов на канаты (цепи);

F р - расчётное разрывное усилие каната (цепи), определяемое по

F р = F m ах · n,

где n - коэффициент запаса прочности, принимаемый по данным Пра-

вил Госгортехнадзора в зависимости от назначения каната и

режима работы механизма. Его значение для канатов nk и цепей

nц приведены в таблице П1 и П2.

F m ах - максимальное рабочее усилие ветви каната (цепи):

Fmах = G/ z · h n , кН,

Здесь G - вес груза, кН;

z - число ветвей каната (цепи), на которых подвешен груз;

h n - КПД полиспаста (табл. П3).

Число ветвей каната, на которых подвешен груз, равно:

z = u · а ,

где а - число ветвей, наматываемых на барабан. Для простого (оди

нарного) полиспаста а = 1, а для сдвоенного а = 2;

u - кратность полиспаста.

По полученному значению разрывного усилия F р из условия F р £ F р. m

по таблицам ГОСТов подбираем размеры каната (цепи).

Пример 1. Подобрать канат для механизма подъёма мостового крана грузоподъёмностью G = 200 кН. Высота подъёма груза Н = 8м. Режим работы – лёгкий (ПВ = 15%). Полиспаст сдвоенный кратностью u = 4.

Исходные данные:

G = 200 кН – вес поднимаемого груза;

Н = 8м – высота подъёма груза;

Режим работы – лёгкий (ПВ = 15%);

а = 2 – число ветвей, наматываемых на барабан;

u = 4 – кратность полиспаста.

Максимальное рабочее усилие одной ветви каната:

Fmах = G/ z · h n = 200/ 8 · 0,97 = 25,8 кН,

где z = u · а = 4 · 2 = 8 – число ветвей, на которое подвешен груз;

h n - КПД полиспаста, по табл. П3 при u = 4 для полиспаста с подшип-

ником качения h n = 0,97 Расчётное разрывное усилие: F р = F m ах · n к = 5 · 25,8 = 129 кН,

где n к – коэффициент запаса прочности каната, для крана с машинным

приводом при лёгком режиме работы n к = 5 (табл. П1).

По ГОСТ 2688-80 (табл. П5) выбираем канат типа ЛК – Р 6х19+1 о. с. с разрывным усилием F р. m . = 130 кН при пределе прочности G в = 1470 МПа, диаметр каната d к = 16,5 мм. Фактический запас прочности каната:

n ф = F р. m . · z · h n/ G = 130 · 8 · 0.97/200 = 5.04 > n к = 5,

Следовательно, выбранный канат подходит.

Пример 2. Подобрать сварную калиброванную цепь для ручной тали грузоподъёмностью G = 25 кН. Кратность полиспаста u = 2 (полиспаст простой).

Исходные данные:

G = 25 кН – грузоподъёмность тали;

u = 2 – кратность полиспаста;

а = 1 – полиспаст простой.

Fmах = G/ z · h б = 25/2 · 0,96 = 13 кН,

где z = u · а = 2 · 1 = 2 – число ветвей, на которое подвешен груз;

h б = 0,96 - КПД цепного блока. Расчётное разрывное усилие: F р = F m ах · n ц = 3 · 13 = 39 кН,

где n ц – коэффициент запаса прочности цепи, для сварной калиброванной

цепи при ручном приводе n ц = 3 (табл. П2).

По таблице П6 выбираем сварную калиброванную цепь с разрывным усилием F р. m . = 40 кН, у которой диаметр прутка d ц = 10 мм, внутренняя длина (шаг) цепи t = 28 мм, ширина звена В = 34 мм.

Фактический запас прочности:

n ф = F р. m . · z · h n/ G = 40 · 2 · 0.96/25 = 3,1 > n ц = 3.

Выбранная цепь подходит.

Пример 3. Подобрать грузовую пластинчатую цепь для механизма подъёма с машинным приводом грузоподъёмностью G = 30 кН. Груз подвешен на двух ветвях (z = 2).

Исходные данные:

G = 30 кН – вес поднимаемого груза;

z = 2 – число ветвей, на которых подвешен груз.

Максимальное рабочее усилие одной ветви цепи:

F m ах = G/ z · h зв = 30/2 · 0,96 = 15,6 кН,

где h зв = 0,96 - КПД звездочки.

Расчётное разрывное усилие: F р = F m ах · n ц = 5 · 15,6 = 78 кН,

где n ц – коэффициент запаса прочности цепи, для пластинчатой цепи с

машинным приводом n ц = 5 (табл. П2).

По таблице П7 принимаем цепь с разрушающим усилием F р. m . = 80 кН, у которой шаг t = 40 мм, толщина пластины S = 3 мм, ширина пластины h = 60 мм, число пластин в одном звене цепи n = 4, диаметр средней части валика d = 14 мм, диамерт шейки валика d 1 = 11 мм, длина валика в = 59 мм.

Фактический запас прочности:

n ф = F р. m . · z · h n/ G = 80 · 2 · 0.96/30 = 5,12 > n ц = 5.

Выбранная цепь подходит.

2. Расчёт блоков, звёздочек и барабанов.

Минимально допустимый диаметр блока (барабана) по дну ручья (канавки) определяется по нормам Госгортехнадзора:

Д б ³ (е – 1) d к , мм

где е - коэффициент, зависящий от типа механизма и режима работы, вы-

бираемый по нормативным данным Правил Госгортехнадзора

(табл. П4);

d к - диаметр каната, мм.

Размеры блоков нормализованны.

Диаметр блока (барабана) для сварных некалиброванных цепей определяют по соотношениям:

для механизмов с ручным приводом Д б ³ 20 d ц ;

для механизмов с машинным приводом Д б ³ 30 d ц ;

где d ц - диаметр прутка стали, из которого изготовлена цепь.

Диаметр начальной окружности звёздочки для сварной калиброванной цепи (диаметр по оси прутка, из которого изготовлена цепь) определяют по формуле:

Д н . о . = t/ sin 90 ° /z , мм

где t - внутренняя длина звена цепи (шаг цепи), мм;

z - число гнёзд на звёздочке, принимают z ³ 6.

Диаметр начальной окружности звёздочки для пластинчатой цепи опреде-

ляют по формуле:

Д н . о . = t/ sin 180 ° /z , мм

где t - шаг цепи, мм;

z - число зубьев звёздочки, принимают z ³ 6.

Барабаны для канатов применяют с однослойной и многослойной навивкой, с гладкой поверхностью и с винтовой нарезкой на поверхности обечайки, с односторонней и двухсторонней навивкой каната.

Диаметр барабана, как и диаметр блока, определяют по Правилам Госгортехнадзора:

Д б ³ (е – 1) d к , мм.

Длину барабана при двухсторонней навивке каната определяют по формуле:

а при односторонней навивке:

https://pandia.ru/text/78/506/images/image005_7.png" width="124" height="32 src=">,

где z – количество рабочих витков каната;

https://pandia.ru/text/78/506/images/image007_5.png" width="18" height="23 src=">,

Где b – расстояние между осями ручьёв крайних блоков, принимается по таблице П8;

hmin – расстояние между осями барабана и осью блоков в крайнем верхнем положении;

Допускаемый угол отклонения набегающей на барабан ветви каната от вертикального положения, =4…6°.

Толщина стенки барабанов может быть определена из условия прочности при сжатии:

https://pandia.ru/text/78/506/images/image009_4.png" width="48" height="29"> - допускаемое напряжение на сжатие, Па, при расчётах принимают:

80МПа для чугуна С4 15-32;

100МПа для сталей 25Л и 35Л;

110МПа для сталей Ст3 и Ст5.

Для литых барабанов толщину стенки можно определить по эмпирическим формулам:

для чугунных барабанов https://pandia.ru/text/78/506/images/image010_1.png" width="26" height="25 src=">= 0,01 Дб +3 мм, а затем произвести её проверку на сжатие. Должно быть:

https://pandia.ru/text/78/506/images/image012_2.png" width="204" height="72"> мм

где t =28 мм – внутренняя длина звена (шаг) цепи;

z 6 – число гнёзд на блоке (звёздочка), принимаем z =10.

Пример 5. По данным примера 3 определите диаметр начальной окружности звёздочки.

Диаметр начальной окружности звёздочки

мм,

где t =40 мм – шаг цепи;

z 6 – число зубьев звёздочки, принимаем z =10.

Пример 6. Определить основные размеры литого чугунного барабана по данным примера 1..png" width="156 height=44" height="44">,мм

где dк = 16,5 мм – диаметр каната;

е – коэффициент, зависящий от типа механизма и режима работы, для кранов с Машиным приводом при лёгком режиме работы е =20 (табл. П4)

Дб =(20-1)∙16,5=313,5 мм, принимаем значение диаметра барабана из нормального ряда Дб =320 мм (табл. П8).

Определяем длину барабана. Барабан с двухсторонней нарезкой. Рабочую длину одной половины барабана определяем по формуле:

мм

где t – шаг витков, для барабана с канавками

t= dк+ (2…3)=16,5+(2…3)=(18,5…19,5) мм, принимаем t= 19 мм;

zo =1,5…2 – число запасных витков каната, принимаем zo =2 витка;

zр – количество рабочих витков каната

https://pandia.ru/text/78/506/images/image019_0.png" width="210 height=36" height="36"> мм

Полная длина барабана:

Lб =2(lp+l3)+lo , мм,

Где l3 – длина барабана, необходимая для крепления каната;

https://pandia.ru/text/78/506/images/image022_0.png" width="16" height="15">=4-6° - допускаемый угол отклонения набегающий на барабан ветви каната от вертикального положения, принимаем = 6°.

l0 =200-2∙4/80∙tg6°=99.1 мм

принимаем l0 =100 мм.

Таким образом, полная длинна барабана

lб =2(608+60)+100=1436 мм, принимаем

lб =1440 мм = 1,44 м

Толщину стенки барабана определяем по формуле:

https://pandia.ru/text/78/506/images/image024_0.png" width="47 height=19" height="19">мм.

Толщина стенки литого барабана должна быть не менее 12 мм.

Практическая работа № 2

Расчёт лебёдок и подъёмных механизмов талей с ручным и электрическими приводами по заданным условиям.

1. Расчёт лебёдок с ручным приводом

последовательность расчёта лебёдки с ручным приводом.

1) Выбрать схему подвески груза (без полиспаста или с полиспастом).

2) По заданной грузоподъёмности подобрать канат.

3) Определить основные размеры барабана и блоков.

4) Определить момент сопротивления на валу барабана от веса груза Тс и момент на валу рукоятки, создаваемый усилием рабочего Тр.

Момент сопротивления от веса груза

Н∙ м,

где Fmax - максимальное рабочие усилие в ветви каната, Н; Дб – диаметр барабана, м.

Момент на валу рукоятки:

Н∙м,

где Рр – усилие одного рабочего, принимается

Рр =100…300 Н

n – Число рабочих;

https://pandia.ru/text/78/506/images/image001_21.png" width="15" height="17 src=">.png" width="80 height=48" height="48">

где η – КПД лебёдки.

6) Произвести расчёт открытых зубчатых передач и валов (методика их расчёта изучалась в разделе «Детали машин» предмета «Техническая механика»).

7) Определить основные размеры рукоятки. Диаметр стержня ручки определяют из условия прочности при изгибе:

м,

где l1 – длина стержня ручки, принимается l1 =200…250 мм для одного рабочего и l1 =400…500 мм для двух рабочих;

https://pandia.ru/text/78/506/images/image029_1.png" width="29" height="23 src=">=(60…80) МПа=(60…80)∙106Па.

Толщину рукоятки в опасном сечении рассчитывают на совместное действие изгиба и кручения:

Ширину рукоятки принимают равной

где G - грузоподъемность лебедки, кН;

Vр - окружную скорость приводной рукоятки обычно принимают

Vр =50...60 м/мин.

Пример 7. Произвести расчет механизма подъема ручной лебедки, предназначенной для подъема груза весом G= 15 кН на высоту Н= 30м. Количество рабочих n =2. КПД лебедки h =0,8. Поверхность барбана гладкая, число слоев навивки каната на барабан m =2. Кратность полиспаста u =2. Полиспаст простой (а =1).

Исходные данные:

G =15кН - вес поднимаемого груза;

Н =10м - высота подъема груза;

n =2 - количество рабочих;

h =0,8 - КПД лебедки;

m =2 - число слоев навивки каната на барабан;

поверхность барабана гладкая;

u =2 - кратность полиспаста;

а =1 - число ветвей, наматываемых на барабан.

Выбор каната.

Максимальное рабочие усилие в одной ветви каната:

Fmax= 15/2×0,99=7,6 кН,

где z= u ×а= 2 - число ветвей, на которых висит груз;

КПД полиспаста по табл. П3 для полиспаста кратностью u =2 на подшипниках качения 0,99.

Расчетное разрывное усилие:

Fp= nк × Fmax =5,5×7,6=41,8 кН,

где n к - коэффициент запаса прочности каната, для грузовой лебедки с ручным приводом n к =5,5 (табл. П1).

По ГОСТ 26.88-80 (табл. П5) выбираем канат типа ЛК-Р 6х19 + 1 о. с. с разрывным усилием Fp. m.= 45,45 кН при пределе прочности 1764 МПа, диаметр каната d к =9,1 мм.

Фактический запас прочности каната:

n ф = Fр. m. · z · hn/G = 45,45 · 2 · 0.99/15 = 6 > n к = 5,5.

Определение основных размеров барабана.

Минимально допустимый диаметр барабана:

Дб ³ (е – 1)dк, мм

где е - коэффициент, зависящий от типа механизма и режима работы, для

грузовых лебедок с ручным приводом е =12 (табл. П4);

dк - диаметр каната, мм, тогда

Дб ³ (12 – 1)9,1=100,1мм

Принимаем из нормального ряда Дб =160мм (табл. П8).

Рабочую длину барабана при многослойной навивке каната определяем по формуле:

где t – шаг витков, для гладкого барабана; t = dk =9.81 мм;

Lk – длина каната без учёта запасных витков

Lk=H∙u=30∙2=60 м

Полная длина барабана с односторонней навивкой

l б = l р + l в + l з ,

где l б =(1,5…2)∙ t – длина барабана, необходимая для запасных витков,

l б =(1,5…2)∙9,81=13,65…18,2 мм,

принимаем l б =18 мм

l з – длина барабана, необходимая для закрепления каната

В ма­шинах, предназначенных для производства транспортно-грузовых операций, канаты или цепи являются ответственной составной частью. От правильности выбора конструкции, навески и эксплуа­тации каната или цепи во многом зависит безопасность обслужи­вающего персонала и срок службы каната.

В качестве гибких подъемных органов используются следую­щие: а) стальные проволочные канаты; б) сварные короткозвенные цепи; в) пластинчатые цепи; г) пеньковые или хлопчатобу­мажные канаты (разрешено употреблять только в качестве чалочных).

Стальные проволочные канат ы применяются в качестве грузовых, стреловых, вантовых и чалочных. В ка­честве грузовых применяются у лебедок, тельферов, кранов всех систем, строительных подъемников, лифтов и т. д.; в качестве стреловых применяются у стреловых кранов всех систем. В ка­честве вантовых у мачтовых подъемников, у кранов-дерриков, у кранов-укосин; как чалочные - в виде стропов и других устройств, предназначенных для подвеса груза к крюку подъем­ного устройства.

Выбор канатов производится в соответствии с действующим ГОСТ «Канаты стальные».

В соответствии с условиями эксплуатации канатов в подъем­но-транспортных машинах, механизмах и различного рода соору­жениях их подразделяют на поддерживающие, несущие, тяговые, подъемные и счалочные.

Поддерживающие канаты предназначены для под­вески мостов, расчалки мачт, труб и т. д. Эти канаты работают на растяжение, поэтому показатели прочности для них имеют ре­шающее значение, гибкость же, не имея существенного значения, может быть минимальной.

В качестве поддерживающих канатов необходимо применять цельнометаллические. Применять канаты с органическим сердеч­ником не рекомендуется, так как вытяжка их вследствие усадки сердечников отрицательно сказывается на надежности работы, установки.

Несущие канаты применяются в качестве опоры для движущихся вагонеток. Их эксплуатация связана со значитель­ным изгибом и натяжением под катками вагонеток. В качестве несущих канатов рекомендуется применять цельнометаллические канаты закрытой конструкции, которые имеют плотное строение и более или менее ровную поверхность.

Тяговые канаты применяются на подвесных канатных дорогах, на экскаваторах и т. д. Их эксплуатация связана со зна­чительным поверхностным истиранием и изгибом при работе на блоках. Поэтому в качестве тяговых канатов рекомендуется при­менять канаты с различным диаметром проволок и с органичес­ким сердечником. При этом внешние повивы в прядях тяговых канатов должны иметь более толстые проволоки, чем внутренние.

Подъемные канаты предназначены для работы на кра­нах, тельферах, лебедках и подъемниках. Они работают с нерав­номерной скоростью движения и подвергаются при работе слож­ному виду деформации - растяжению и изгибу. Динамические нагрузки в канатах этого вида могут Достигать 25-30% от ста­тических. В качестве подъемных канатов применяются кругло- прядные канаты с органическими сердечниками (кроме горячих.цехов).

На подавляющем большинстве грузоподъемных машин со сво­бодным подвесом груза употребляются канаты крестовой свивки. Канаты односторонней свивки имеют значительно больший срок службы (в 1,5- 2 раза), чем канаты крестовой свивки, однако вследствие неуравновешенных внутренних напряжений канаты стремятся к самораскручиванию, а поэтому обычно применяются только для механизмов подъема, имеющих жесткие направляю­щие для подъема груза (бремсберги, лифты и т. д.).

Коэффициент трения между канатом и шкивом при односто­ронней свивке значительно возрастает (при односторонней свивке этот коэффициент равен 0,3, для канатов крестовой свивки-0,11). Это имеет исключительно важное значение для подъемных уст­ройств с канатоведущими шкивами.

Для подъема людей разрешено применять лишь канаты марки В (высшего сорта), для остальных грузоподъемных и транспортных машин канаты марки I (первого сорта) и для вспомогательных целей разрешено употреблять канаты марки II (второго сорта).

Канаты счалочные применяются для устройства стро­пов, для обвязок, в качестве буксировочных, швартовых и т. д. Эти канаты работают на растяжение и изгиб, в связи с чем они должны обладать большой гибкостью, так как часто возникает необходимость вязать узлы, делать сросты и заплетать петли. Для этих целей рекомендуется применять шести- и восьмипрядные канаты с многими органическими сердечниками.

Приемка, хранение и обращение с канатами . На заводе-изготовителе канаты должны быть подвергнуты на­ружному осмотру и обмеру, проверке механических свойств про­волок и т. п. В соответствии с результатами этих испытании со­ставляется акт-сертификат.

Канаты диаметром до 30 мм при максимальном весе 700 кг могут сдаваться в бухтах, прочно перевязанных в 4-6 местах. Канаты диаметром более 30 мм, а также канаты весом более 700 кг должны наматываться на барабаны. Кроме того, незави­симо от веса и диаметра, должны наматываться на барабаны: а) канаты, предназначенные для подъема и спуска людей; б) ка­наты односторонней свивки, многопрядные и фасоннопрядные.

Каждая бухта или барабан должны быть снабжены ярлыком с указанием завода-изготовителя, заводского номера, условного обозначения, длины, веса брутто каната и даты изготовления. На ярлыке ставится клеймо ОТК завода-изготовителя.

При наружном осмотре каната необходимо обратить внимание на следующее:

1) нет ли некруглостей у каната; такой канат будет иметь в работе неравномерный износ, что вызовет его быстрый выход из строя.

2) нет ли выступающих прядей за габарит каната; в эксплуа­тации такой канат также окажется ненадежным;

3) нет ли проволок, которые выступают из габарита каната.

При наличии любого из перечисленных недостатков канат нельзя допускать к эксплуатации, особенно в качестве грузового.

Вследствие неправильного хранения и неумелого обращения возможны следующие дефекты, резко снижающие надежность работы канатов:

Коррозия . Наличие даже небольших следов коррозии резко сокращает срок службы каната. Надежным средством предохранения каната от появления коррозии является хорошая смазка, которая также уменьшает трение как между отдельными проволоками, так и между барабаном и шкивом.

По данным «Оргтехсмазки» натуральный березовый деготь является весьма хорошим смазывающим веществом для канатов. В настоящее время для смазки канатов Союзнефтеторгом выпу­щены специальные канатные мази, основой которых является технический вазелин.

След колы ш к и. Колышкой называется перегиб каната на 360°, образующийся при его вытягивании после образования слу­чайной петли. Вследствие остаточных деформации проволок ко­лышка не поддается исправлению, нарушает форму каната и соз­дает опасность разрыва его.

Для того чтобы избежать образования колышек, размотку ка­ната с бухты и исходную укладку его в одну линию на полу перед навеской нужно выполнять так, чтобы канат не запутывался в петли и не имел резких перегибов.

Концы стального каната должны закрепляться надежным спо­собом, предохраняющим канаты от перетирания или заедания (рис. 107а).

После смены грузовых (стреловых) канатов н цепей у всех крапов и подъемных механизмов производится испытание их тру­том, на 10% превышающим предельную рабочую нагрузку. Это испытание производится администрацией предприятия.

Если количество обрывов проволок на длине одного шага свивки каната еще не достигло соответствующего количества, указанного в таблицах, но значительно по величине (50% нормы), а также если канат имеет большой поверхностный износ прово­лок без обрывов, то его можно допустить к работе при условии тщательного наблюдения за его состоянием при периодических, осмотрах, с записью результатов в журнал осмотров, но лишь при поверхностном износе, не превышающем 20% от первона­чального диаметра внешних проволок.

Сварные короткозвенные цепи с овальным звеньями применяются в качестве грузовых цепей главным образом в простейших подъемных механизмах (блоки, тали, лебедки, ручные крапы и т. п.). Длиннозвенных ценен для этой цели применять нельзя, так как при огибании блока или барабана неизбежны значительные изгибающие усилия.

Сварные цепи нашли широкое применение в качестве чалоч­иых (обвязочных) цепей. В качестве чалочных разрешено приме­нять и длиннозвенные цепи.

При наличии у подъемного механизма гладких барабанов или блоков разрешено применять некалиброванные цепи. Если же цепь работает на звездочке, на барабане или блоке с ячейками, то разрешается применять только калиброванную цепь. Сварные калиброванные и некалиброванные цепи, применяемые в грузо­подъемных механизмах, испытываются в индивидуальном по­рядке на всю длину, не реже одного раза в год. Чалочные цепи испытываются не реже чем через 6 месяцев на двойную от грузо­подъемности нагрузку.

Сращивание цепей при разрыве и замене новыми негодных звеньев допускается, но сращивание должно производиться путем вварки новых звеньев или при помощи специальных соединитель­ных звеньев. После сращивания цепь должна быть испытана на­грузкой, вдвое превышающей допустимую рабочую нагрузку.

Проверочный расчет цепей ведется так же, как и расчет сталь­ных проволочных канатов. При расчете следует иметь в виду, что коэффициент запаса прочности грузовых цепей как калиброван­ных, так и некалиброванных должен быть: у ручных кранов и подъемных механизмов не менее 3; у кранов и подъемных меха­низмов с машинным приводом не менее 6.

Коэффициент запаса прочности сварных грузовых калибро­ванных цепей, работающих на звездочке, должен быть: у ручных кранов" и ручных стационарных подъемных механизмов не ме­нее 3; у кранов и подъемных механизмов с машинным приводом не менее 8.

Диаметр барабана и всех блоков, огибаемых как калиброван­ной, так и некалиброванной цепью, должен быть: в ручных кранах и подъемных механизмах не менее 20-кратного диаметра стали звена цепи; в кранах и подъемных механизмах с машин­ным приводом не менее 30-кратного диаметра стали звена цепи.

Звездочка для калиброванных цепей должна иметь не менее 5 зубцов, причем шаг звездочки должен соответствовать шагу цепи.

В качестве грузовых и чалочных цепей могут применяться лишь те цепи, которые снабжены соответствующими сертифика­тами заводов-изготовителей или проверенные в испытательных лабораториях.

В процессе эксплуатации обрывы цепей обычно происходят вследствие перегрузки во время работы или при испытании, не проваров при изготовлении, естественного износа звеньев, удли­нения звеньев калиброванной цепи при работе на звездочке.

Если при осмотре обнаружатся трещины или непровары, то звенья должны быть заменены новыми. При износе звена цепи более 10% по диаметру прутка, цепь необходимо проверить расче­том и в зависимости от результата снизить грузоподъемность или заменить новой цепью. Если у калиброванной цепи, рабо­тающей на звездочку, в процессе эксплуатации обнаружатся рывки, то в этом случае цепь подлежит замене.

Пластинчатые цепи . В качестве грузовых цепей раз­решается употреблять пластинчатые цепи Галля.

По действующим правилам грузовые пластинчатые цепи должны отвечать требованиям Общесоюзного стандарта «Цепи грузовые пластинчатые Галля» и иметь коэффициент запаса проч­ности не менее 5. Звездочки для этих цепей должны иметь не менее 8 зубцов, причем шаг звездочки должен соответствовать шагу цепи.

Пеньковые и хлопчатобумажные канаты . Пеньковые канаты в качестве чалочиых допускаются к примене­нию те, которые значатся как «обыкновенные» или «приводные» в действующем общесоюзном стандарте.

Канаты хлопчатобумажные допускаются лишь первого сорта, обозначенные в Общесоюзном стандарте как «канаты хлопчато­бумажные приводные».

В кранах и подъемных механизмах с машинным приводом применение в качестве грузовых пеньковых и хлопчатобумажных канатов не допускается.

Пеньковые и хлопчатобумажные канаты должны рассчиты­ваться на растяжение по полному (без учета пустот между прядями) сечению, причем условное напряжение материала не должно превышать 1 кг/мм 2 для грузовых канатов и 0,5 кг/мм 2 для чалочных канатов; в последнем случае, как и для осталь­ных канатов, при расчете должны быть учтены как число ветвей каната, на котором подвешен груз, так и угол наклона к верти­кали.

Диаметр барабана и всех огибаемых канатом блоков должен быть не менее десятикратного диаметра каната за исключением полиспастов, у которых диаметр блоков может допускаться рав­ным семикратному диаметру каната.

В случае применения смольных канатов напряжение растя­жению во всех случаях требуется снижать на 10%, так как смола действует на канат отрицательно (содержащиеся в смоле кислоты разъедают волокна пеньки).

И качестве грузовых и чалочиых канатов могут применяться пеньковые и хлопчатобумажные канаты только снабженные соответствующими свидетельствами заводов-изготовителей или прове­ренные в испытательных лабораториях.

3.4.7.1. Пластинчатые цепи, используемые как грузовые, должны соответствовать требованиям ГОСТ 191-82 и ГОСТ 588-81.

3.4.7.2. Сварные и штампованные цепи, используемые в качестве грузовых и для изготовления стропов, должны соответствовать требованиям ТУ 12.0173856.015-88.

3.4.7.3. Коэффициент запаса прочности пластинчатых цепей, применяемых в грузоподъемных машинах, должен быть не менее 5 при машинном приводе и не менее 3 - при ручном.

3.4.7.4. Коэффициент запаса прочности сварных и штампованных грузовых цепей и цепей для стропов должен быть не меньше указанного в документации.

3.4.7.5. Браковка цепных стропов производится в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.

3.4.7.6. Сращивание цепей допускается путем электро- или кузнечно-горновой сварки новых вставленных звеньев или с помощью специальных соединительных звеньев. После сращивания цепь осматривается и испытывается нагрузкой в соответствии с документацией.

3.4.7.7. Цепи, применяемые на грузоподъемных машинах и для изготовления стропов, сопровождаются свидетельством завода-изготовителя об их испытании в соответствии с требованиями государственного стандарта, по которому они изготовлены.

3.4.7.8. При отсутствии указанного свидетельства производятся испытания образца цепи для определения разрушающей нагрузки и проверка соответствия размеров государственному стандарту.

3.4.8. Требования безопасности к канатам и шнурам

из растительных и синтетических волокон

3.4.8.1. Пеньковые канаты допускается применять для изготовления стропов. При этом коэффициент запаса прочности должен быть не менее 8.

Пеньковые канаты должны соответствовать требованиям ГОСТ 30055-93.

3.4.8.2. При такелажных работах кроме указанных канатов могут использоваться сизальские и капроновые канаты - по ГОСТ 30055-93, веревки - по ГОСТ 1868-88.

3.4.8.3. Канаты, шнуры и веревки, применяемые для изготовления строп и при такелажных работах, должны быть снабжены бирками (ярлыками), на которых должны быть указаны инвентарный номер, допустимая грузоподъемность и дата следующего испытания.

3.4.8.4. Канаты и шнуры, не снабженные паспортами, перед использованием, а также периодически не реже 1 раза в 6 месяцев должны подвергаться техническому освидетельствованию, включающему осмотр и испытание с записью об этом в Журнале учета и осмотра стропов.

3.4.8.5. Для работы в сухих помещениях рекомендуется применять бельные канаты, обладающие большой прочностью, но быстро разрушающиеся под действием влаги. Для работы в условиях повышенной или переменной влажности рекомендуются пропитанные канаты или канаты из синтетических волокон.

3.4.8.6. Хранить канаты и шнуры следует в закрытых сухих помещениях, защищенных от прямых солнечных лучей, масла, бензина, керосина и других растворителей, в подвешенном состоянии или на деревянных стеллажах на расстоянии не менее 1 м от отопительных приборов.

3.4.8.7. Концы канатов, если они не применяются для обвязывания грузов, должны быть оснащены коушами, скобами и другими грузозахватными приспособлениями.

3.4.8.8. Возможность и условия применения стропов из синтетических и растительных материалов устанавливаются организацией, использующей такие стропы.

На расчет, изготовление, испытание и браковку этих стропов должны быть разработаны технические условия.

3.4.8.9. При осмотре канатов необходимо обращать внимание на отсутствие гнили, гари, плесени, узлов, разлохмачиваний, промятостей, надрывов, надрезов и других дефектов. Каждый виток каната должен отчетливо выделяться, крутка должна быть равномерной.

У пеньковых канатов, применяемых для оттяжки, не должно быть перетертых или размочаленных прядей.

3.4.8.10. При удовлетворительных результатах осмотра должны быть проведены статические испытания каната нагрузкой, вдвое превышающей допустимую рабочую, с выдержкой в течение 10 минут.

3.4.8.11. В процессе эксплуатации канаты и шнуры должны осматриваться через каждые 10 дней. Для обеспечения безопасности следует уменьшать допустимую рабочую нагрузку на канаты и шнуры в соответствии с полученными результатами испытаний на прочность при техническом освидетельствовании.

3.4.8.12. Регистрация, дата и результаты технических освидетельствований и осмотров канатов, шнуров и веревок должны отражаться в Журнале учета и осмотра стропов.