Подъем оборудования самомонтирующимся порталом (шевром)

Схема подъема оборудования самомонтирующимся порталом (шевром) представлена на рис. 24.

Рис. 24. Расчетная схема подъема оборудования самомонтирующимся порталом (шевром)

Перед подъемом оборудование, находящееся в горизонтальном положении, закрепляют в поворотном шарнире. Портал укладывают оголовком в противоположную сторону, причем расположение шарнирных опор портала должно находиться в плоскости строповки аппарата, а сама строповка должна производиться на 1-2 м выше центра массы. Оборудование поднимают двумя полиспастами, спаренными через уравнительный блок. При сокращении длины грузовых полиспастов в начальный момент подъема начинает подниматься портал. Подъем портала происходит до так называемого критического угла, который составляет приблизительно 90⁰. При достижении критического угла начинает подниматься аппарат, причем портал при этом опускается. Подъем оборудования производят до нейтрального положения, а затем с помощью тормозной оттяжки плавно устанавливают на фундамент.

К преимуществам способа следует отнести:

· отсутствие вант и якорей, что является весьма существенным фактором при монтаже в стесненных условиях;

· отсутствие необходимости предварительного подъема и установки портала в вертикальное положение;

· отсутствие горизонтальных нагрузок на фундамент.

Расчет такелажной оснастки заключается в следующем:

· Определяют минимальную высоту портала (м):

Н=(1,6–1,7)·l_c+l_п ,

где l_c – расстояние от места строповки оборудования до его основания (обычно место строповки принимается на 1–2 м выше центра массы оборудования); l_п – длина полиспаста в стянутом виде (определяется по прил. 11), м.

· Находят усилие в спаренном полиспасте для начального момента подъема портала (кН):

Р_с=10G_пl_ц.п / h_c·сos γ,

где G_п – масса портала, т; l_ц.п – расстояние центра массы портала от его основания, м; h_c – расстояние от оси опор портала до монтажного штуцера, м. Для определения массы портала или шевра можно рекомендовать формулу G_п=0,09G, где G – грузоподъемность портала (шевра), т.

· Определяют горизонтальную составляющую этого усилия на каждую стойку портала:

Р_г=Р_ссos(γ/2),

где γ – угол между полиспастом и горизонтом, tg γ=h_c/Н.

· Определяют усилие в спаренном полиспасте в начальный момент подъема оборудования (кН):

Р_п=10G_о l_ц.м / l_c,

где l_ц.м – расстояние от центра массы оборудования до его основания, м.

По большему из усилий Р_с и Р_п рассчитывают спаренные полиспасты (см. п.7) и стропы (см. п.3).

· Находят сжимающее усилие, действующее вдоль оси портала в начальный момент подъема оборудования (кН):

S_м=Р_п ·К_п ·К_д+10G_п ·К_п+10G_п ·К_п+S_п ,

где G_п – масса спаренного полиспаста, т; S_п – усилие в сбегающей ветви полиспаста, кН.

По усилию S= S_м/2 рассчитывают сечение стоек портала (см. п.10.3).

· Находят нагрузку, действующую на ригель портала в точке подвески полиспастов:

Р=(Р_п·К_п·К_д+10G_п·К_п) / 2+S_п–S_у ,

где S_у – усилие в ветви полиспаста, идущее на уравнительный блок, кН.

· Подсчитывают изгибающий момент в ригеле (кН·м) от действия двух полиспастов и уравнительного блока, пренебрегая изгибом от собственной массы ригеля и считая, что максимальный изгибающий момент будет посредине ригеля:

М=Р·l₁+P_у·l / 4,

где l₁ – расстояние от полиспаста до ближайшей стойки шевра, м; Р_у – усилие уравнительного блока, Р_у=2S_у·сos ω/ 2. По изгибающему моменту М выполняют расчет сечения ригеля шевра.

· Находят усилие в тормозной оттяжке при установке оборудования в проектное положение (кН):

Р_т=10·G_о·0,6·D / (h_тcos α_т),

где h_т – высота крепления тормозной оттяжки, м; α_т – угол наклона тормозной оттяжки к горизонту.

Пример 13. Рассчитать такелажную оснастку для подъема аппарата колонного типа самомонтирующимся порталом. Масса аппарата G_o=82 т, высота Н=32 м, диаметр D=2,4 м. Высота фундамента h_ф=0,6 м. Центр массы колонны расположен от основания на расстоянии l_ц.м=15 м. Расстояние от оси опор до монтажных штуцеров h_c=2,4 м, масса спаренного полиспаста G_п=4,5 т, усилие в сбегающей ветви полиспаста S_п=60 кН, усилие в ветви полиспаста, идущей на уравнительный блок

S_у=35кН. Геометрические размеры, указанные на рис. 24: l=3,2 м; l₁=0,5 м; h_т=30м; α_т =40⁰.

Решение:

1. Определяем минимальную высоту портала, выбирая по прил. 11 длину полиспастов (l_п=3 м) и место строповки на 1,5 м выше центра массы:

Н=(1,6–1,7)·l_c+l_п=1,6·16,5+3=29,4 м.

2. Принимаем Н=30 м. Находим ориентировочно массу портала, принимая трубчатую конструкцию и считая грузоподъемность шевра G=100 т:

G_п=0,09·G=0,09·100=9 т.

3. Определяем угол наклона полиспастов к горизонту в начальный момент подъема портала:

tg γ=h_c/H=2,4/30=0,08; γ=5⁰.

4. Находим горизонтальную составляющую, действующую на каждую стойку портала,

Р_г=Р_ссos γ/2=564,8·0,996/2=281,2 кН.

5. Рассчитываем усилие в спаренном полиспасте для начального момента подъема портала, считая расположение центра массы портала на его середине:

Р_с=10·G_п·l_ц.м / h_c·cos γ=10·9·15/2,4·0,996=564,8 кН.

6. Определяем усилие в спаренном полиспасте в начальный момент подъема колонны:

Р_c=10·G_о· l_ц.м / l_c=10·82·15/16,5=745,4 кН.

7. Находим сжимающее усилие, действующее вдоль оси портала в начальный момент подъема оборудования:

S_м=Р_п·К_п·К_д+10·G_п·К_п+10·G_п·К_п+S_п=745,4·1,1·1,1+10·4,5·1,1+10·9·1,1+60=

=1110 кН.

8. Рассчитываем нагрузку, действующую на ригель в точке подвеске полиспаста:

Р=(Р_п·К_п·К_д+10·G_п·К_п)/2+S_п–S_у=(745,4·1,1·1,1+10·4,5·1,1)/2+60–35=

=500,7 кН.

9. Изгибающий момент в ригеле определяем по формуле:

М=Р·l₁+P_у·l / 4=500,7·0,5+70·3·2/4=306,4 кН при Р_у 2S_у=35·2=70 кН.

10. Рассчитываем усилие в тормозной оттяжке:

Р_т=10·G_о·0,6D / (h_т·cos α_т)=10·82·0,6·2,4/(30·0,766)=51,4 кН.