4. Расчет тягового усилия
4.1. Рассчитаем погонную массу груза по формуле:
q = Aρ = 0,097• 1000=97 кг/м,
где А — площадь поперечного сечения потока груза на конвейере, м 2 ;
ρ — насыпная плотность груза, кг/м 3 .
А= = 0,097 м 2 .
где Q — производительность конвейера, м 3 /ч;
υ — скорость ленты, м/с;
3600 — кол-во секунд в одном часе.
Рассчитаем погонную массу тягового органа по формуле:
qт = qЛ = ρBδ= 1100• 1 • 0,0124= 13,64 кг/м,
где ρ — плотность ленты, кг/м 3 ;
B,δ – соответственно ширина и толщина ленты, м.
Толщина ленты: δ = z δПТ + δПЗ + δР + δН=6•1,4 + 0 + 3 + 1 = 12,4 мм,
где z — количество тяговых тканевых прокладок;
δПТ – толщина тяговой тканевой прокладки;
δПЗ – толщина защитной тканевой прокладки;
δР – толщина резиновой обкладки рабочей поверхности конвейерной ленты;
δН – толщина резиновой обкладки нерабочей поверхности конвейерной ленты.
Погонная масса движущихся частей конвейера для рабочей и холостой ветви (qр р и qр х ) принимаем исходя из: [ 1, табл. 26].
4 
.2. Определим тяговое усилие конвейера методом обхода по его контуру. Разобьем трассу конвейера на отдельные участки, пронумеровав их границы согласно рис.2. Определим натяжение ленты в отдельных точках трассы конвейера. Обход начинаем с точки 1, натяжение ленты в которой обозначим F1. Значение коэффициента сопротивления w принимаем равным 0,04 исходя из: [ 1, табл. 26].
Рис.2. Контур конвейера с нумерацией точек сопряжений прямолинейных и криволинейных участков
Сопротивление на прямолинейном участке рабочей ветви определяется по формуле:
FГ = wg[(q + qТ) LГ Г + qР Р L Г ] ±(q + qT)gH,
где g – ускорение свободного падения, м/с 2 ;
LГ Г — длина горизонтальной проекции загруженного участка , м;.
L Г — длина загруженного участка конвейера, м;
H -высота подъема груза, м.
Сопротивление на прямолинейном участке холостой ветви определяется по формуле:
FХ = wg(qР Х L Х + qTLГ Х ) ± qТgH Х ,
где L Х -длина холостого участка, м;
LГ Х -длина горизонтально проекции холостого участка, м;
H Х -длина вертикальной проекции холостого участка, м.
Сопротивление на криволинейном участке трассы при огибании лентой батареи роликоопор при выпуклой ленте (при вогнутой ленте сопротивление равно нулю):
Fкр = Fнаб (k -1),
где Fнаб– напряжение ленты в начале участка, Н;
k – коэффициент увеличения напряжения ленты от сопротивления батареи роликоопор.
Сопротивление на поворотных пунктах:
Fпов = Fнаб (kп -1),
где kп— коэффициент увеличения напряжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте.
Сопротивление на погрузочном пункте при сообщении грузу скорости тягового органа:
FПОГР=Qg υ /36,
где Q — производительность конвейера, т/ч;
υ — скорость перемещения груза, м/с;
Сопротивление от направляющих бортов загрузочного лотка. (Длину бортов загрузочного лотка принимаем из: [ 1, табл. 22]).
FЛ ≈50l,
где l – длина лотка, м.
F1-2=0,04 • 9,8•(9,2•59,85+13,64•57,24) — 13,64•9,8•17,5= -1817,36 H.
F3-4=0,04 • 9,8•(9,2•285,52+13,64•285,52)=2556,34 H.
F5-6=0,04 • 9,8•(9,2•59,85+13,64•57,24)- 13,64•9,8•17,5= -1817,36 H.
F7-8=0,04•9,8•[(97+13,64)•57,24 +21•59,85] + (97+13,64)•9,8 •17,5=21949,99 H.
F9-10=0,04•9,8•[(97+13,64)•285,52 +21•285,52] =14733,65 H.
F11-12=0,04•9,8•[(97+13,64)•57,24 +21•59,85] + (97+13,64)•9,8 •17,5=21949,99 H.
Найдём F1 используя условие отсутствия проскальзывания (по Эйлеру):
Fнаб≤ Fсбег•e fα ,
где Fнаб – натяжение в набегающей на приводной элемент ветви тягового органа;
Fсбег— натяжение в сбегающей ветви тягового органа.
f –коэффициент трения между лентой и поверхностью приводного барабана
Принимаем коэффициент сцепления между резинотканевой лентой и стальным барабаном (для сухого окружающего воздуха) ƒ=0,3 исходя из: [ 1, табл. 24]. Принимаем угол обхвата лентой приводного барабана α=200 0 .
Определяем натяжение (Н) конвейерной ленты в остальных точках трассы:
F12’=1,15F1+61798,58 = 104101,18 Н.
4.3. Определим тяговую силу по формуле F0= Fнаб— Fсбег=104101,18-36784,87 =67316,31 Н
4 
.4. Строим график натяжений ленты, рис.3.
Тяговые расчеты
Для перевозки используются тягач маркиМАЗ-541 с характеристиками:
масса без груза — 28 т;
масса с грузом — 85т;
и прицеп: ЧМЗАП-8389 с характеристиками:
грузоподъёмность — 300 т;
максимальная скорость — 15 км/час.
Определяем суммарное сопротивление (кН) движению всего транспорта
Рассчитываем необходимое тяговое усилие (кН) для страгивания автопоезда с места с учётом увеличения тяговой нагрузки примерно на 50%
Определяем силу тяги подобранного тягача по мощности двигателя на ведущих колёсах автомобиля по сцеплению с поверхностью дороги (кН):
Подсчитываем силу тяги тягача по сцеплению с поверхностью дороги (кН)
Проверим возможность буксировки. Буксования колес тягача не будет, так как выполняется условие
Для перемещения оборудования внутри цеха использую тележку, рельсовые пути, лебедку и якорь.
Определение усилий в элементах монтажной оснастки при выполнении монтажных работ.
Перемещение оборудования и конструкций в пределах монтируемого объекта целесообразно осуществлять механизированным способом с использованием автотранспорта, погрузчиков и тракторов, а также штатных мостовых кранов и электротельферов, самоходных стреловых и козловых кранов. Часто перемещение грузов осуществляют с помощью лебедок.
На площадку для укрупнительной сборки и к месту монтажа оборудование подают автотранспортом или на специальных санях, реже — на стальном листе, трактором или другим тяговым средством. Для перемещения оборудования внутри помещения применяют тележки грузоподъемностью 0,5-3 т с гуммированными колесами. Тележки передвигают вручную, а при большой нагрузке — погрузчиками или лебедками. Со склада или от площадки для укрупнительной сборки к месту установки в проектное положение оборудование перемещают также с помощью монтажных кранов или лебедок и такелажной оснастки.
Тяговое усилие, необходимое для перемещения тяжеловесного оборудования по горизонтальной поверхности, определяют по формуле: P = QЧf,
где Q — масса груза, включая сани или лист, на которых перемещают груз, Н;
f — коэффициент трения скольжения груза (саней или листа) относительно опорной поверхности.
При перевозке грузов с подъемом более 15° тяговое усилие составит:
Р = Q (sin а + f cos а),
где а — угол подъема.
При угле подъема меньше 15° формула может быть упрощена: Р = Q (sin а + f).
В связи с тем, что коэффициент трения покоя в среднем в 1,5 раза больше коэффициента трения движения, расчетное тяговое усилие при сдвиге груза с места необходимо увеличить в 1,5 раза: Рсдв=1,5ЧР.
Значение коэффициента трения зависит от материала взаимодействующих поверхностей. Так, при перемещении стального листа по бетону f = 0,45, а по стали — f = 0,15.
При перемещении оборудования на катках из труб необходимое тяговое усилие определяют по следующим формулам: Р = Q (Кк + Кг) / d, (для горизонтальной поверхности) где d — диаметр катков, см; Кк и Кг — коэффициенты трения качения соответственно между поверхностью качения и катками и между катками и грузом (для стали по бетону 0,06, для стали по стали 0,05).
По наклонной поверхности (угол а больше 15°): Р = Q (sin а + cos а (Кк + Кг) / d);
Угол а меньше 15°: Р = Q (sin а + (Кк + Кг) / d).
По найденным тяговым усилиям Р рассчитывают такелажную оснастку и подбирают тяговый механизм.
Перемещение оборудования внутри здания часто производят с использованием электрических и ручных рычажных лебедок. Для предотвращения смещения в ходе работ их нагружают балластом или крепят к строительным конструкциям.
При креплении лебедок к строительным конструкциям необходимо предварительно произвести проверочный расчет несущей способности конструкции с учетом приложения дополнительной нагрузки и согласовать предлагаемый вариант крепления лебедки с проектной организацией или заказчиком.
Усилие, препятствующее горизонтальному смещению лебедки (Рсм), определяют по формуле:
где S — усилие в канате, идущем на барабан лебедки, Н; Тс — сила трения рамы лебедки об опорную поверхность, Н.
где Qл — масса лебедки, Н; Qб — масса балласта (если она имеется), Н.
Для изменения направления движения тягового каната (троса) устанавливают отводные блоки, которые крепят так, чтобы канат тяговой лебедки подходил к ним в горизонтальном или близком к горизонтальному положении. Отводные блоки должны быть установлены от лебедки на расстоянии большем двадцатикратной длины барабана лебедки. Угол схода каната с лебедки должен быть не менее 6°, что обеспечивает нормальную укладку каната на барабан.
Усилие, воспринимаемое строительными конструкциями в точке крепления отводного блока (Рск), больше тягового усилия лебедки и составляет: Рск = 2 Sk cos b/2, где Sk — натяжение каната, Н; b — угол между ветвями каната, град (рад).
При использовании барабанных лебедок небольшой грузоподъемности в условиях отсутствия возможности их закрепления к строительным конструкциям для предотвращения их опрокидывания применяют балласт, укладываемый на раму лебедки.
Для подъема грузов, масса которых превышает тяговое усилие лебедки (барабанной или рычажной), используют полиспасты, дающие выигрыш в силе.
Расчет прочности стальных канатов проводят с учетом коэффициентов запаса прочности: максимальные расчетные усилия в ветвях канатов определяют по нормативным нагрузкам ( без учета коэффициентов динамичности и перегрузки), умножают на коэффициент запаса прочности и сравнивают с разрывным усилием каната в целом. При расчете прочности стальных канатов используют соотношение: Pk/S*=Kз, где Pk — разрывное усилие каната в целом, принимаемое по сертификату или ГОСТу; S — наибольшее натяжение ветви каната (без учета динамических нагрузок); Кз — коэффициент запаса прочности (для грузовых канатов с ручным приводом — 4, с машинным приводом — 5-6, для полиспастов — 3,5-5, для расчалок и оттяжек — 3-5, для стропов — 5-6).
При использовании погрузчиков следует учитывать, что их грузоподъемность для грузов равной массы, но различных габаритов неодинакова, так как она зависит от расположения центра масс груза относительно переднего моста погрузчика. Эта зависимость грузоподъемности погрузчика приводится в виде графика в его техническом паспорте, а также в кабине или на стреле. Поэтому для производства такелажных и погрузочно-разгрузочных работ погрузчик выбирают исходя из габаритов и массы перемещаемых грузов.
Методы строповки различных конструкций: труб, металлоконструкций, машин, аппаратов, баков. Требования к местам расположения строповочных узлов и мест.
Строповка — это совокупность методов обвязки и зацепки грузов для их подъема и перемещения грузоподъемными машинами (кранами).
Строповку выполняют с помощью съемных грузозахватных устройств, навешиваемых на крюк крана. Способы строповки грузов зависят от рода и массы материалов, изделий и конструкций, методов их укладки в дело. Наибольшее распространение получили способы строповки грузов за петли (рис. 1) и в обхват (рис.2). Легкие грузы (прогоны, связи, ограждения и косоуры) стропуют по несколько штук вместе (пакетом), тяжелые — каждый в отдельности (поштучно). Стропуют конструкции не менее чем за два конца во избежание остаточного прогиба их средней части и консольных выступов. , При строповке и расстроповке груз должен находиться в устойчивом положении, места строповки — вне центра тяжести груза. Назначают места строповки, исходя из допустимых углов наклона нитки грузозахватного устройства к горизонту. Чем меньше этот угол в многоветвевых стропах, тем большее усилие появляется на стропе. С увеличением угла снижаются усилия в стропах, но одновременно увеличивается высота строповки груза, из-за чего теряется полезная высота подъема крюка крана.
Строповка за петли 1
а — фундаментного элемента; б — блока теплофикационной камеры; в — цокольной панели; г — лестничной площадки; д — блока железобетонного колодца; е — элемента канала; ж — станка колонны
узел канат строп конструкция
Оптимальным является угол наклона ветви стропа к горизонту 45°. В зависимости от массы и габаритов груза, грузоподъемности грузозахватного устройства допускается увеличить или уменьшить этот угол на 15°. Под углом менее 30° располагать стропы нельзя, так как излишнее усилие в ветвях стропа создает дополнительную сжимающую нагрузку на поднимаемый груз.
Строповка в обхват
а — швеллера; б — изолированной трубы; в — пакета арматурных сеток; г — пиломатериалов
Требования к местам расположения строповочных узлов и мест
1. )Строповку или обвязку грузов следует осуществлять в соответствии со схемами строповки. 2.)Строповку грузов, на которые отсутствуют схемы строповки, необходимо выполнять под руководством лица, ответственного за безопасное производство работ краном.
3. )При обвязке грузов канатами или цепями их следует накладывать на груз без узлов, перекруток и петель. Под ребра груза следует подкладывать прокладки, предназначенные для предохранения стропов и груза от повреждений. Груз следует обвязывать таким образом, чтобы он не выскальзывал, не рассыпался и сохранял устойчивое положение. Для этого длинномерные грузы следует застропить не менее, чем в двух местах.
4. )Строповку строительных конструкций, оборудования и технологической оснастки (подмостей), имеющих строповочные узлы, следует осуществлять за все монтажные петли, рымы, цапфы.
5. )Ветви грузозахватного устройства, не использованные при строповке груза, следует закреплять таким образом, чтобы при перемещении груза краном исключалась возможность зацепления их за встречающиеся на пути предметы.
6. )При подъеме груза двумя кранами его строповку следует осуществлять под непосредственным руководством лица, ответственного за безопасное производство работ краном.
7. )Элементы сборных железобетонных конструкций, подлежащих установке в проектное положение, должны быть очищены от наледи и грязи до начала их строповки.
8. )При строповке грузов не допускается:
-пользоваться поврежденными или немаркированными грузозахватными приспособлениями и тарой;
-соединять звенья разорванной цепи болтами, проволокой, канатами и другими предметами, а также связывать разорванные канаты;
-осуществлять строповку изделий с поврежденными монтажными петлями или рымами;
-забивать грузоподъемный крюк стропа в монтажные петли изделий;
-поправлять ветви стропов в зеве грузозахватного крюка ударами молотка или других предметов.
9. )Для подачи сигналов машинисту крана стропальщик обязан пользоваться знаковой сигнализацией. При обслуживании крана несколькими стропальщиками сигналы машинисту должен подавать старший стропальщик. Сигнал «Стоп» может быть подан любым работником, заметившим опасность.
10. )Перед подачей сигнала машинисту крана о подъеме груза стропальщик обязан убедиться:
-в отсутствии на грузе незакрепленных деталей, инструмента и других предметов;
-в том, что груз не защемлен, не завален другими грузами, не примерз к земле или другим грузам;
-в отсутствии людей между поднимаемым грузом и неподвижными предметами (стеной здания, штабелем), а также в отсутствии людей вблизи поворотной части крана.
11. )До перемещения груза краном стропальщик обязан подать сигнал крановщику о подъеме груза на ограниченную высоту (0,2 — 0,3 м), проверить правильность строповки груза, равномерность натяжения стропов, убедиться в соответствии массы поднимаемого груза, подлежащего перемещению, грузоподъемности крана и, только убедившись в отсутствии нарушений требований безопасности, выйти из опасной зоны и подать сигнал для дальнейшего перемещения груза к месту назначения. При замеченных нарушениях стропальщик обязан дать сигнал для опускания груза в исходное положение.
12. ) При перемещении груза краном стропальщику, а также другим людям запрещается:
-находиться на грузе;
-находиться под грузом или стрелой крана;
-осуществлять оттяжку поднятого груза;
-нагружать и разгружать транспортные средства при нахождении в кабине людей.
13. ) Перемещать сыпучие и мелкоштучные грузы следует в таре, специально предназначенной для этих грузов и заполненной не выше ее бортов.
14. )При выполнении работ в охранной зоне воздушной линии электропередачи стропальщику необходимо руководствоваться мероприятиями, предусмотренными в наряде-допуске. Перед каждым перемещением груза стропальщик должен убедиться в том, что стрела или канаты крана находятся на безопасном расстоянии от проводов линии электропередачи.
15. )При складировании груза на приобъектном складе стропальщик обязан:
-осмотреть место для складирования груза;
— уложить подкладки и прокладки на место расположения груза, не нарушая габаритов, установленных для складирования, и не занимая мест, отведенных для прохода людей и проезда транспорта;
— освободить груз от грузозахватных устройств только после того, как груз будет находиться в устойчивом положении или закреплен согласно указаниям руководителя работ;
-убедиться в невозможности падения, опрокидывания или сползания груза после его расстроповки.
Такелажные работы при монтаже оборудования электростанций — Перемещение грузов на санях
Этим способом транспортируют оборудование массой обычно до 15 т и редко более тяжелое.
Необходимое тяговое усилие, а следовательно, и грузоподъемность лебедки для перемещения грузов на санях и на железнодорожных платформах можно определить по табл. 12-2. Тяговое усилие зависит от массы груза, способа перемещения и поверхности, по которой перемещаются катки или сани. Так, например, при перемещении на санях по земле тяговое усилие в четыре с лишним раза больше, чем при перемещении на санях по снегу.
Таблица 12-2
Тяговые усилия при перемещении грузов по горизонтальной плоскости 
Техническая характеристика тракторов 
При пользовании табл. 12-2 следует учесть, что:
- во 2-й и 3-й графах приняты сани со стальными или деревянными полозьями, обитыми стальной полосой;
- в 4-й и 5-й графах приняты деревянные сани;
- катки приняты во всех случаях стальные, из труб диаметром 108 мм;
- вес железнодорожных платформ и вагонеток принят для двухосных и четырехосных платформ соответственно 9 и 20, вагонеток 0,5 г;
- вагонетки приняты с подшипниками скольжения;
- тяговые усилия указаны при движении груза. Тяговое усилие для выведения груза из состояния покоя следует принимать выше на 20—50%.
Рис. 12-3. Перемещение груза на стальном листе,
К саням с грузом привязывают стальной канат и усилие создают лебедкой или трактором. Перемещать грузы лебедкой на значительные расстояния (более 100— 150 м) и не по прямолинейному направлению неудобно, так как требуются перестановка и повторное закрепление лебедки. В настоящее время применяют гусеничные тракторы для перемещения грузов на санях. В табл. 12-3 приведена техническая характеристика тракторов.
Вместо саней часто применяют стальные листы, передняя часть которых загнута (рис. 12-3). Стальные листы особенно удобны для перемещения цилиндрических грузов (барабанов, круглых баков, фильтров химводоочистки и т. п.), так как их легко накатывать на лист трактором. Цилиндрические грузы укрепляют на листе деревянными клиньями. Грузы на санях и на стальных листах транспортируют тракторами на значительные расстояния (500 м и более).
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ГРУЗОВ НА САНЯХ И НА КАТКАХ ЛЕБЕДКОЙ
Рис. 12-4. Перемещение груза на катках.
а — перемещение груза по прямой; б — перемещение груза при изменении направления.
Этим способом перемещают грузы 5 т и более на незначительные расстояния, обычно до 100 м. Как видно из рис. 12-4, под сани с грузом подводят катки, расставляя их на равном расстоянии 0,5—0,8 м друг от друга. Лебедки с тяговым канатом устанавливают на необходимом расстоянии.
В качестве катков используют чаще всего обрезки стальных труб диаметром 80 — 100 мм или гладкие деревянные бревна. Вдоль пути перемещения груза укладывают две дорожки из досок толщиной 40—50 мм или железнодорожных шпал. Расстояние между дорожками выбирают приблизительно равным расстоянию между продольными брусьями саней. Как видно из табл. 12-2, тяговые усилия при этом способе перемещения значительно меньше, чем при перемещении саней по снегу. Это объясняется тем, что сопротивление качению катков значительно ниже сопротивления скольжения полозьев саней по снегу, а тем более по земле.
При необходимости прямолинейного перемещения груза катки располагают параллельно друг другу и перпендикулярно направлению движения (рис. 12-4,а). По мере освобождения катки переносят вперед и снова укладывают под сани. При необходимости поворота груза передние катки укладывают под острым углом к саням (рис. 12-4,6).
Пример 1. Требуется переместить по горизонтальной плоскости барабан котла массой 20 т на санях по снегу. Определить необходимое тяговое усилие (грузоподъемность) лебедки.
Из табл. 12-2 находим для груза в 20 т при перемещении его на санях по снегу тяговое усилие 2 т. Следовательно, для перемещения барабана требуется лебедка с тяговым усилием (грузоподъемностью) 3 г.
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ГРУЗОВ ПО НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ
Перемещение грузов по наклонной плоскости в современных условиях применяется сравнительно редко (например, при затаскивании грузов по наклонной плоскости с земли на расположенную выше отметку). Грузы по наклонной плоскости могут перемещаться на железнодорожных вагонетках, санях или катках. Необходимое тяговое усилие лебедки для подъема груза зависит от массы груза, угла наклона и способа перемещения груза.
В табл. 12-4 подсчитаны тяговые усилия для перемещения грузов 3—20 т по наклонной плоскости при наиболее употребительных углах наклона. Данными таблицы следует пользоваться для определения грузоподъемности лебедки.
Таблица 12-4
Тяговые усилия при перемещении грузов по наклонной плоскости
