Канаты, выпускаемые заводами-изготовителями, снабжаются паспортом-сертификатом, в котором указываются тип каната и данные его испытания. На основании паспортов-сертификатов канаты, хранимые на складе или выдаваемые на такелажные и монтажные работы, должны быть снабжены бирками с указанием всех заводских данных.
При отсутствии по каким-либо причинам на имеющийся в наличии канат паспорта-сертификата завода-изготовителя производятся испытания каната, на основании которых составляется на него новый паспорт.
Выбор диаметра каната или определение допустимой на имеющийся канат нагрузки производится путем расчета для каждого конкретного случая.
Таблица 7
Канаты стальные (6X61 =366 проволок с органическим сердечником, ГОСТ 3072-55)
Для определения диаметра каната или допускаемой нагрузки на имеющийся канат необходимо знать:
величину его разрывного усилия — ту предельную нагрузку, при которой наступает разрыв каната;
вес поднимаемого груза или фактическое усилие, которое будет действовать на канат в зависимости от схемы подъема груза; коэффициент запаса прочности каната (k), число, показывающее, во сколько раз допустимая нагрузка на канат меньше его разрывного усилия.
Запас прочности каната необходим для компенсации всех неучтенных расчетом факторов, куда относятся: дополнительные нагрузки от трения канатов, от сниженных коэффициентов полезного действия блоков, от влияния климатических явлений, возможного наличия дефектов в самом канате и др. Коэффициенты запаса прочности каната для каждого назначения каната в работе различны.
Так, например, при подвешивании к канатам грузов с помощью обвязывания коэффициент запаса прочности должен быть взят больше, чем при подвешивании грузов с помощью крюков, скоб и т. п., так как условия работы каната в первом случае более тяжелые.
Коэффициент запаса прочности устанавливается Государственной инспекцией Госгортехнадзора в зависимости от назначения канатов и является обязательным при их расчете. Величины коэффициента запаса прочности для канатов в зависимости от условия их работы приведены в табл. 8. Зная точный вес поднимаемого груза или величину усилия, действующего на канат согласно схеме подъема, и установив, исходя из условий работы каната, коэффициент запаса прочности, определяют диаметр каната.
Затем находят разрывное усилие, соответствующее фактически действующему усилию на канат, с учетом принятого коэффициента запаса прочности по формуле
где Qp — разрывное усилие, кГ
Р — фактически действующее усилие на канат (расчетное), кГ, k—коэффициент запаса прочности (по табл. 8).
Определив разрывное усилие Qp, находят по нему из табл. 5, 6, 7 диаметр каната, задавшись предварительно расчетным пределом прочности проволок.
Наиболее ходовым на монтажных и такелажных работах является канат, состоящий из проволок с расчетным пределом прочности, равным 130— 180 кГ/см2.
Определение допускаемого усилия на имеющийся в наличии канат производится по формуле
Ниже приводятся примеры подбора канатов и определения допускаемого расчетного усилия на имеющийся канат.
Пример 1. Необходимо подобрать диаметр грузового каната, если известно, что усилие, действующее на него от груза, равно 15 000 кГ и подъем будет осуществляться по схеме, приведенной на рис. 15. Известно, что при подъеме груза применяется канат конструкции 6X37 по ГОСТ 3071-55. Техническая характеристика данного каната приводится в табл. 5, которой и будем пользоваться при определении диаметра каната.
Принимаем расчетный предел прочности проволок каната 180 кГ/мм2,
По схеме подъема груза, приведенной на рис. 15, усилие, действующее на часть каната от точки подвеса груза до входа в ручей неподвижного блока, равно весу груза 15 000 кг: На часть каната, которая проходит через .ручей неподвижного блока до перехода на отводной блок, действует усилие, большее веса груза на величину, учитывающую потери на трение каната по ручью блока и в подшипнике (к. .п. д. блока). При блоке с шарикоподшипником к. п. д. блока будет равен 0,98, а при блоке с бронзовой втулкой 0,96.
Для расчета принимаем блоки с бронзовой втулкой.
На часть каната, проходящую по ручью отводного блока и идущую на барабан лебедки, будет действовать усилие, большее веса груза на величину к. п. д. неподвижного и отводного блоков.
Таким образом, на участке каната, идущего от отводного блока на барабан лебедки, будет действовать максимальное усилие. По нему ш следует вести расчет каната. Тогда расчетное усилие для выбора каната определится формулой
где Р — расчетное (допустимое) усилие на канат, кГ,
Q — вес поднимаемого груза, кг\
г) — к. п. д. неподвижного блока с бронзовой втулкой (0,96); н1 — к. п. д. отводного блока с бронзовой втулкой (0,96).
Подставляя числовые значения, получаем:
При лебедке с ручным приводом коэффициент запаса прочности грузового каната равен 4,5 (табл. 8).
Таким образом, разрывное усилие Qp, по которому должен подбираться канат, будет равно:
Рис. 15. Схема подъема груза через неподвижный и отводный блоки.
Подставляя известные величины, получаем:
Qp= 16 304 • 4,5=73 368 кГ.
По табл. 5 находим для предела прочности проволоки, равного 180 кГ/см2, значение разрывного усилия каната. Равное или ближайшее большее к 73 368 кГ оно будет равно 74 600 кГ.
С левой стороны таблицы в одной строчке с разрывным усилием находим диаметр каната, он равен 37 мм.
Наименьший допустимый коэффициент запаса прочности каната
Наименование каната | Привод машины и режим работы каната | Допустимый коэффициент запаса прочности | Наименьшее допустимое отношение диаметра каната к диаметру барабана лебедки или диаметру блока |
Подъемный канат для кранов, лебедок, мачт, полиспастов и других подъемных и тяговых механизмов | Ручной | 4,5 | 1:16 |
Машинный, легкий | 5 | 1:16 | |
Машинный, средний | 5,5 | 1:18 | |
Машинный, тяжелый | 6 | 1:20 | |
Канат для стропов, а также для заякорива- ния канатов | Подвешивание груза с помощью стропов, имеющих на концах крюки, скобы, петли, серьги и т. п. (без обвязывания и обхвата груза), а также для строповки и подъема груза весом более 50 т | 6 |
|
При обвязывании груза канатом и подъеме груза весом до 50 т | 8 |
| |
Канаты лебедок, предназначенных для подъема людей | — | 9 | — |
Пример 2. На складе имеется в наличии стальной канат диаметром 32 мм. По паспорту-сертификату известно, что пряди каната свиты из проволоки с пределом прочности 150 кГ/мм2, а конструкция каната — 6X36 с органическим сердечником.
Какова допустимая расчетная нагрузка на этот канат, если его применять для подъема груза при помощи ручного привода?
По табл. 6 находим разрывное усилие каната диаметром 32 мм с пределом прочности проволок 150 кГ/мм2, равное 51 600 кГ.
Согласно табл. 8 коэффициент запаса прочности каната k для подъема грузов с помощью ручного привода равен 4,5.
Зная разрывное усилие каната Qp и коэффициент запаса прочности каната k, находим допустимое расчетное усилие Р на канат по формуле
Подставляя величины, получаем:
При машинном приводе коэффициент запаса прочности каната согласно табл. 8 равен 6. При этом допустимое расчетное усилие на канат Р будет равно:
