Монтаж реактора способом поворота вокруг шарнира

грузоподъемность, т...........................................50

количество роликов............................................5

диаметр роликов, мм..........................................450

масса блока, кг....................................................775

Таким образом, в полиспасте, состоящем из двух блоков, общее количество роликов mп = 5*2 = 10, масса Gб = 775*2 = 1550 кг.

2.3.2 Находим усилие в сбегающей ветви полиспаста: Sп = Рп /((mп ?), где

Рп - усилие в стягивающем полиспасте Рп = Рд = 460 кН;

mп - количество роликов в полиспасте без учета отводных блоков;

? - коэффициент полезного действия полиспаста (? = 0,783).

Sп = 460/(10*0,783) = 58,7 кН

2.3.3 Определяем разрывное усилие в сбегающей ветви полиспаста:

Rк = Sп Кз, где

Sп - усилие в сбегающей ветви полиспаста;

Кз - коэффициент запаса прочности (Кз = 4).

Rк = 58,7*4 = 234,8 кН

2.3.4 По таблице ГОСТа подбираем для оснастки полиспаста канат типа

ЛК-РО конструкции 6 х 36(1+7+7/7+14)+1о.с с характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа.........1764

разрывное усилие, кН.........................................258,5

диаметр каната, мм..............................................22

масса 1000 м каната, кг………………………..1830

2.3.5 Подсчитываем длину каната для оснастки полиспаста, задаваясь длиной сбегающей ветви l1 = 64,2 м и считая длину полиспаста в растянутом виде равной высоте подъёма аппарата h = 7 м.

L = mп ( h + 3,14*dп )+ l1 + l 2,где

h - длина полиспаста в растянутом виде;

dп - диаметр роликов в блоках;

l1 - длина сбегающей ветви;

l 2 - расчётный запас длины каната (l 2=22 м).

L = 10 (7 + 3,14*0,45) + 64,2 + 22 = 170,3 м

2.3.6 Находим суммарную массу полиспаста:

Gп = Gб + Gк = Gб + L gк/1000, где

Gб - масса обоих блоков полиспаста;

gк - масса 1000 м каната;

Gк - общая масса каната.

Gп = 1550 + 170,3*1830/1000 = 1861 кг

2.3.7 Определяем усилие на канат, закрепляющий неподвижный блок полиспаста:

Рб + 10 Gп - Sп = 460 + 10*1,83 - 58,7 = 419,3 кН

2.3.8 Приняв канат для крепления верхнего блока полиспаста из 8 ветвей и определив коэффициент запаса прочности (Кз = 6), как для стропа, подсчитываем разрывное усилие в каждой ветви крепящего каната:

Rк = Рб Кз/8 = 419,3*6/8 = 314,5 кН

2.3.9 По таблице ГОСТа подбираем для оснастки полиспаста канат типа ЛК-РО конструкции 6 х 36(1+7+7/7+14)+1о.с с характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа.........1764

разрывное усилие, кН.........................................352,5

диаметр каната, мм..............................................25,5

масса 1000 м каната, кг………………………...2495

2.3 Выбор тяговых механизмов (лебёдок)

По усилию в сбегающей ветви полиспаста подбираем электролебёдку типа 114 - ТЯ

Обозначения	Тяговое усилие кН	Диаметр каната, мм	Канатоёмкость м	Лебедка
Расчётные данные	58,7	22	170,3	114 - ТЯ
Принятые данные	75	29	185

2.4 Расчёт якорей

2.4.1 Определяем величины горизонтальной и вертикальной составляющих усилия в полиспасте N:

N1 = N cos б

N2 = N sin б, где

N1 и N2 - горизонтальной и вертикальной составляющих усилия в тяге N = Рд, при угле наклона тяги к горизонту б = 30

N1 = 460*0,866 = 398,4 кН

N2 = 460*0,5 = 230 кН

2.4.2 Находим общую массу якоря, обеспечивающую его от сдвига:

G = 0,1( N1/f + N2)Кус, где

f - коэффициент трения скольжения якоря по грунту (выбираем = 0,9);

Кус - коэффициент запаса устойчивости якоря от сдвига (Кус = 1,5).

G = 0,1 (398,4/0,9 + 230) 1,5 = 99,4 т

2.4.3 Выбираем бетонные блоки размером 0,9 x 0,9 x 4 м и массой g = 7,5 т и определяем их необходимое количество:

т = G/g = 99,4/7,5 = 13,2 шт.

Принимаем количество блоков т =14 шт., тогда масса якоря G = т g = 7,5*14 = 105 т

2.4.4 Принимаем размеры опорной рамы для укладки блоков в два ряда в плане 5,2 х 6,5 м и, зная, что плечо b составляет половину длины рамы (b = 2,6 м), определяем плечо а:

а = b sin б = 2,6*0,5=1,3 м, где

а - плечо опрокидывающего момента от усилия N в тяге;

b - плечо удерживающего момента от массы якоря.

2.4.5 Проверяем устойчивость якоря от опрокидывания:

10 G b > Ку.о N а, где

Ку.о - коэффициент устойчивости якоря от опрокидывания (Ку.о = 1,4).

10*105*2,6 = 2730 кН*м > 1,4*460*1,3 = 837 кН*м

Это неравенство свидетельствует об устойчивости якоря от опрокидывания.

2.5 Расчет тормозной оттяжки для установки аппарата на фундамент

2.5.1 Находим усилие в тормозной оттяжке в момент посадки опорной части аппарата на фундамент, задаваясь высотой крепления её к вершине аппарата

hт =45 м и углом наклона её к горизонту ат = 30 :

Рт = 10 G0 0,6 D / (hт cos ат), где

G0 - масса аппарата;

D - диаметр аппарата;

ат- углом наклона каната тормозной оттяжки к горизонту.

Рт = 10 * 99,5*0.6*4,58 / 45*0,866) = 70,2 кН

По усилию Рт рассчитываем тормозной полиспаст:

2.5.2 Выбираем блок Б-10 со следующими характеристиками:

грузоподъемность, т...........................................10

количество роликов............................................2

диаметр роликов, мм..........................................400

масса блока, кг....................................................135

Таким образом, в полиспасте, состоящем из двух блоков, общее количество роликов mп = 2*2 = 4, масса Gб = 135*2 = 270 кг.

2.5.3 Находим усилие в сбегающей ветви полиспаста: Sп = Рп /((mп*?), где

Рп - усилие в стягивающем полиспасте Рп = Рт = 70,2 кН;

mп - количество роликов в полиспасте без учета отводных блоков;

? - коэффициент полезного действия полиспаста (? = 0,884).

Sп = 70,2/(4*0,884) = 19,8 кН

2.5.4 Определяем разрывное усилие в сбегающей ветви полиспаста:

Rк = Sп Кз, где

Sп - усилие в сбегающей ветви полиспаста;

Кз - коэффициент запаса прочности (Кз = 4).

Rк = 19,8*4 = 79,2 кН

2.5.5 По таблице ГОСТа подбираем для оснастки полиспаста канат типа ЛК-РО конструкции 6 х 36(1+7+7/7+14)+1о.с с характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа.........1764

разрывное усилие, кН.........................................101,5

диаметр каната, мм..............................................13,5

масса 1000 м каната, кг………………………...697

2.5.5 По усилию в сбегающей ветви полиспаста подбираем электролебёдку типа Л - 3003

Обозначения	Тяговое усилие, кН	Диаметр каната, мм	Лебедка
Расчётные данные	19,8	13,5
Принятые данные	20	15	Л-3003

2.5.6 Рассчитываем якорь

Определяем величины горизонтальной и вертикальной составляющих усилия в полиспасте N:

N1 = N cos б

N2 = N sin б, где

N1 и N2 - горизонтальной и вертикальной составляющих усилия в тяге N = Рд, при угле наклона тяги к горизонту б = 30

N1 = 70,2*0,866 = 60,8 кН

N2 = 70,2*0,5 = 25,1 кН

2.5.7 Находим общую массу якоря, обеспечивающую его от сдвига:

G = 0,1( N1/f + N2)Кус, где

f - коэффициент трения скольжения якоря по грунту (выбираем = 0,9);

Кус - коэффициент запаса устойчивости якоря от сдвига (Кус = 1,5).

G = 0,1 (60,8/0,9 + 25,1) 1,5 = 13,9 т

2.5.8 Выбираем бетонные блоки размером ,1,5 x 1 x 1,35 м и массой g = 4,5, т и определяем их необходимое количество:

т = G/g = 13,9/4,5 = 3,08 шт. Принимаем количество блоков т = 4 шт., тогда масса якоря G = т g = 4,5*4 = 18 т

2.5.9 Принимаем размеры опорной рамы для укладки блоков в плане 2,8 х 4,7 м и, зная, что плечо b составляет половину длины рамы (b = 1,4 м), определяем плечо а:

а = b sin б = 1,4*0,5=0,7 м, где

а - плечо опрокидывающего момента от усилия N в тяге;

b - плечо удерживающего момента от массы якоря.

2.5.10 Проверяем устойчивость якоря от опрокидывания:

10 G b > Ку.о N а, где

Ку.о - коэффициент устойчивости якоря от опрокидывания (Ку.о = 1,4).

10*18*1,4 = 252 кН*м > 1,4*70,2*0,7 = 68,8 кН*м

Это неравенство свидетельствует об устойчивости якоря от опрокидывания.

2.6 Расчёт траверсы

2.6.1 Находим натяжение в каждой канатной подвеске, соединяющей траверсу с крюком грузоподъёмного механизма, задавшись углом б = 45

N =10 G0 /(2 cos б),где

G0 - масса поднимаемого оборудования;

б - угол наклона тяги к вертикальной величине.

N =10*99,5/(2*0,707) = 703,7 кН

2.6.2 Подсчитываем разрывное усилие, взяв канатную подвеску в две нити и определив коэффициент запаса прочности, как для грузового каната с лёгким режимом работы; Кз = 5

Rк = N Кз/2, где

Кз - коэффициент запаса прочности;

Rк = 703,7*5/2 = 1759 кН

2.6.3 По таблице ГОСТа подбираем канат типа ЛК-РО конструкции 6 х 36(1+7+7/7+14)+1о.с с характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа.........1764

разрывное усилие, кН.........................................1790

диаметр каната, мм..............................................58,5

масса 1000 м каната, кг………………………...13000

2.6.4 Определяем сжимающее усилие в траверсе:

N1 = 10 G0 кп кд tgб/2,где

G0 - масса поднимаемого оборудования;

кп - коэффициент перегрузки (кп = 1,1);

кд - коэффициент динамичности (кд =1,1)

N1 = 10*99,5*1,1*1,1*0,5/2 = 602 кН

2.6.5 Для изготовления траверсы принимаем стальную трубу

2.6.6 Находим требуемую площадь поперечного сечения трубы для траверсы, задаваясь коэффициентом продольного изгиба ц0 = 0,4

Fтр. = N1/(ц0 m 0,1 R), где

m - коэффициент условий работы;

R - расчётные сопротивления метала на растяжение, сжатие, изгиб, срез и смятие.

Fтр = 602/(0,4*0,85*0,1*210) = 84,3 см²

2.6.7 По таблице ГОСТа подбираем стальную трубу сечением 245/14 мм с площадью сечения F^т = 102 см² и радиусом инерции r^т = 8,19 см

2.6.8 Находим расчетную длину траверсы, определяя по прилож. коэффициент приведения длины м и считая, что концы траверсы закреплены шарнирно:

lс = м l=1*700 = 700 см

2.6.9 Определяем гибкость траверсы:

л = lс / r^т =, где

л - коэффициент продольного изгиба;

lс - расчётная длина траверсы;

r^т - радиусом инерции:

л = 700/8,19 = 85,5 < [ л] = 180

2.6.10 По приложению находим коэффициент продольного изгиба ц = 0,708

2.6.11 Полученное сечение проверяем на устойчивость:

Nт/ (F^т ц) ? m R;

602/(91,6*0,708) = 9,2 кН/см² = 92 МПа ? 0,85*210 = 178,5 МПа

Соблюдение данного неравенства свидетельствует об устойчивости расчётного сечения.

2.7 Расчёт стропа

2.7.1 Определяем натяжение в одном канатном витке стропа, задаваясь углом а = 20 количеством канатных витков в одной ветви стропа n = 7 шт.

Sп = 10 G0/(m n cos а) = 10*28,4/(2*7*0.94) = 21,6 кН, где

m - количество ветвей стропа (m = 2);

n - количеством канатных витков в одной ветви стропа (n = 7);

G0 - масса поднимаемого оборудования.

2.7.2 Определяем разрывное усилие в сбегающей ветви полиспаста:

Rк = Sп Кз, где

Sп - усилие в сбегающей ветви полиспаста;

Кз - коэффициент запаса прочности (Кз = 5).

Rк = 21,6*5 = 108 кН

2.7.3 По таблице ГОСТа подбираем стальной канат типа ЛК-РО конструкции 6 х 36(1+7+7/7+14)+1о.с с характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа.........1764

разрывное усилие, кН.........................................116,5

диаметр каната, мм..............................................15

масса 1000 м каната, кг………………………...812

2.7.4 Находим расчётный диаметр поперечного сечения ветви стропа:

dc = 3 d = 3*15 = 45 мм

2.7.5 Подсчитываем минимальный диаметр захватного устройства:

D = кс dс,где

кс - коэффициент соотношения диаметров захватного устройства и поперечного сечения ветви стропа (кс ?4)

D = 4*45 = 180 мм

2.7.6 определяем длину каната для изготовления стропа, задаваясь его длиной l = 1.5 м:

Lк= 2,2 n l +2 t,где

l - требуемая длина стропа по центральному витку;

t - шаг свитки стропа (t = 30 d= 30*0,015 = 0,45 м)

Lк = 2,2*7*1,5+2*0,45 = 24 м

2.8 Подбор отводных блоков

2.8.1 Определяем усилие, действующее на отводной блок:

Р = S к0,где

S - усилие действующее на канат, проходящий через ролик блока;

к0 - коэффициент зависящий от угла а между ветвями каната (а = 150; к0 = 0,8)

Р = 460*0,8 = 368 кН

2.8.2 По найденному усилию Р, пользуясь приложением подбираем блок БМ - 63

грузоподъемность, т...........................................63

количество роликов............................................1

диаметр роликов, мм..........................................630

масса блока, кг....................................................405

2.8.3 Взяв канат для крепления блока вдвойне и определив по приложению коэффициент запаса прочности (Кз = 6),как для стропа, находим разрывное усилие в каждой из двух ветвей каната:

Rк = Р Кз/2, где

Р - усилие действующее на отводной блок;

Кз - коэффициент запаса прочности (Кз = 6).

Rк = 368*6/2 = 1104 кН

2.8.4 По расчетному разрывному усилию .пользуясь таблицей ГОСТа подбираем для крепления отводного блока стальной канат типа ЛК-РО конструкции 6 х 36(1+7+7/7+14)+1о.с с характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа.........1764

разрывное усилие, кН.........................................1180

диаметр каната, мм..............................................46,5

масса 1000 м каната, кг………………………...8400

2.9 Расчёт штуцера

2.9.1 Находим усилие от стропа, действующее на каждый монтажный штуцер

N =10 G0 т кп кд кн /2,где

G0 - масса поднимаемого оборудования.

кп - коэффициент перегрузки (кп = 1,1);

кд - коэффициент динамичности (кд =1,1)

кн - коэффициент неравномерности нагрузки на такелажные элементы при подъёме и перемещении оборудования спаренными подъёмно-транспортными средствами (кн = 1,2).

N = 10*99,5*1,1*1,1*1,2/2 = 722,4 кН

2.9.2 Определяем величину момента от усилия в стропе действующего на штуцер:

М = N l, где

l - расстояние от линии действия усилия N до стенки аппарата.

М = 722,4*12 = 8668,5 кН*см

2.9.3 Подсчитываем минимальный момент сопротивления поперечного сечения стального патрубка для штуцера:

Wмин = M/(m 0,1 R),где

m - коэффициент условий работы;

R - расчётные сопротивления метала на растяжение, сжатие, изгиб, срез и смятие.

Wмин = 8668/(0,85*0,1*210) = 485 см²

2.9.4 Пользуясь приложением подбираем стальную трубу размером 299/14 мм с моментом сопротивления W^т = 853 см² ? Wмин = 485 см²

2.9.5 проверяем прочность сварного шва, крепящего штуцер к аппарату:

М/(Я hш р r²)?m R^сву,где

Я - коэффициент учитывающий глубину провара (для ручной сварки Я = 0,7);

r - радиус штуцера;

hш - толщина шва, зависит от усилия на штуцер (hш = 14 мм).

R^сву - расчётные сопротивления сварочного шва на растяжение, сжатие, изгиб, срез и смятие (R^сву = 150 МПа)

8668/(0,71,4*3,14*15) = 12,5 кН*см = 125 МПа ? 0,85*150 = 127 МПа

Соблюдение данного неравенства свидетельствует об устойчивости расчётного сечения.

Литература

1. СНиП 3.05.05.-84 «Технологическое оборудование и технические трубопроводы»

2. СНиП 12.03.2001 «Безопасность труда в строительстве»

3. Матвеев ВВ., Крупин Н.Ф. Примеры расчета такелажной оснастки. - Л.: Стройиздат, 1987 г.

4. Справочник строителя. Подъем и перемещение грузов. 3.Б.Харас и др. -- М: Стройиздат, 1987 г.

5. Богорад А.А. Грузоподъемные и транспортные машины. -- М: «Металлургия», 1989 г.

6. Фарамазов С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация: Учебное пособие для техникумов. -- 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Химия, 1984 г.

7. Гальперин МП и др. Монтаж технологического оборудования нефтеперерабатывающих заводов: Учебное пособие для техникумов / М.И. Гальперин, В.И. Артемьев, Л.М. Местечкин. - М.: Стройиздат, 1982 г.