Механизмы и приспособления для установки опор - Выбор и расчет стальных канатов для стропов

Выбор канатов для строповки грузов отличается от выбора грузовых канатов и канатов для оттяжек и расчалок тем, что при выборе канатов для строповки грузов приходится принимать во внимание также и способ строповки. Ветви стропа, идущие к поднимаемому грузу, могут быть расположены под различным углом к горизонту, как показано на рис. 22.
Кроме того, груз может быть подвешен на двух параллельных ветвях (рис. 22,а), на одной ветви (рис. 22,б), на двух ветвях под углом (рис. 22,в), на четырех ветвях под углом (рис. 22,е) и т. д.
Следовательно, при определении усилия, действующего на ветвь стропа, необходимо учитывать и угол наклона стропа к горизонту и число ветвей стропа. Чем больше ветвей в стропе, тем меньшая нагрузка будет приходиться на каждую ветвь. С другой стороны, чем меньше угол наклона стропа к горизонту, тем большая нагрузка будет действовать на каждую ветвь стропа.
При вертикальном расположении ветвей стропа усилия в них будут одинаковы, а общее усилие в ветвях будет равно весу поднимаемого груза.
При наклоне ветвей стропа к горизонту под углом
в 60° усилие в каждой ветви будет «равно 1,15 веса груза, приходящегося на ветвь, при 45°—1,42, а под углом в 30° усилие в каждой ветви стропа будет в 2 раза больше веса груза, приходящегося на одну ветвь.

Рис. 22. Распределение усилий в ветвях стропа в зависимости от угла его наклона к горизонту.
Таким образом, для уменьшения нагрузки на ветви стропа необходимо их по возможности приближать к вертикальному расположению. Располагать ветви стропа под углом меньше 30° не рекомендуется, так как, кроме возникающих больших растягивающих усилий, при этом в ветвях стропа возникают также большие сжимающие усилия на поднимаемый груз, что может привести к его деформации, т. е. нарушению его формы.
В табл. 17 приведены значения коэффициента зависимости п, показывающего отношение фактически действующего усилия в ветви стропа к усилию, приходящемуся от веса груза.
При строповке груза многоветьевым стропом имеет место неравномерное распределение нагрузки на ветви стропа в связи с невозможностью обеспечить абсолютно одинаковое их натяжение. Таким образом, в многоветьевых стропах одна из ветвей будет всегда загружена больше остальных, что и учитывается при расчете троса для многоветьевого стропа путем введения в расчет коэффициента неравномерности к.
Значения коэффициента неравномерности k в зависимости от количества ветвей приведены в  табл. 18.
Определение расчетного усилия, действующего в максимально загруженной ветви стропа, по которому и ведется дальнейший расчет стропа, производится по формуле
где S — усилие, действующее на максимально загруженную ветвь стропа, кГ\
Q — вес поднимаемого груза, кГ; п — коэффициент зависимости;
т — количество ветвей стропа; k' — коэффициент неравномерности.
П р имер 3, Какого диаметра следует взять канаты для за- строповки груза весом 5 000 кг лр,и его подъеме с расположением ветвей под углом 45° при количестве ветвей стропа, равном 2 (рис. 22!)?
Определяем натяжение от груза в каждой ветви стропа с учетом наклона и числа ветвей.
Согласно табл. 17 при угле наклона ветвей стропа 45° коэффициент зависимости равен 1,42. Так как число ветвей стропа равно двум и коэффициент неравномерности к! равен согласно табл. 18—1, то натяжение на каждую ветвь стропа будет равно:

Если мы принимаем для стропа канат конструкции 6X36 по ГОСТ 7668-55, то для подбора каната мы можем пользоваться
табл. 6.
Согласно рис. 22 строп обхватывает груз, следовательно, коэффициент запаса прочности каната принимаем по табл. 8 равным 10. Тогда расчетное разрывное усилие будет равно:
Принимая условно значение предела прочности проволок каната 140 кГ1мм2, находим по табл. 6 разрывное усилие каната в целом равное расчетному или ближайшее к нему большее, т. е. 37 200 кГ, и соответственно диаметр каната 28,5 мм.
При количестве ветвей стропа равном 4:

При тех же условиях крепления груза коэффициент запаса прочности будет равен 10. Тогда расчетное разрывное усилие на трос будет
равно 2 366X10=23 660 кГ. Приняв тот же канат с пределом прочности проволок 140 кГ/мм2, находим по табл. 6 разрывное усилие каната в делом равное расчетному или ближайшее к нему большее,
равное 24 650 /сГ, в одной строчке с которым находим и диаметр каната, равный 23,5 м.
Кроме подбора канатов при помощи соответствующих таблиц, можно произвести определение необходимого диаметра грузового каната или стропа по номограммам, приведенным на рис. 23 и 24.
Номограмма, приведенная на рис. 23, служит для подбора грузовых канатов. На шкале слева обозначены величины натяжения каната.

Рис. 23. Номограмма для подбора грузовых канатов.

Рис. 24. Номограмма для подбора канатов при изготовлении стропов.

Из вершины левого нижнего угла проведены лучи, соответствующие коэффициенту запаса прочности (4, 4,5, 5, 5,5, 6), а из вершины левого верхнего угла — лучи предела прочности проволок, составляющих канат (140, 150, 160 и 170 кГ/мм2). Значения диаметров каната находятся на шкале справа. Пользование данной номограммой поясняется примером.
Пример 4. Усилие, действующее на грузовой канат от поднимаемого груза, равно 3 Т. Груз поднимается при помощи машинного привода, для которого согласно табл. 8 коэффициент запаса прочности принимаем равным 6. Пряди каната состоят из проволок с пределом прочности 140 кГ/мм2.
Для определения диаметра каната через точку на шкале слева, соответствующему заданному усилию на канат 3 Г, проводим прямую, параллельную нижнему основанию номограммы до пересечения с лучом, соответствующим коэффициенту запаса прочности 6 (точка а). Из точки а проводим вверх прямую, параллельную шкале  натяжений каната, до пересечения с лучом, соответствующим пределу прочности проволок каната 140 кГ[мм2 (точка б).
Из точки б проводим прямую, параллельную нижнему основанию номограммы, до пересечения со шкалой диаметров (точка в), где и находим нужное значение нам диаметра 21 мм. Если такого диаметра в наличии нет, берем ближайший больший.
Тип каната известен: для грузоподъемных канатов принимается конструкция 6X36 по ГОСТ 7668-56 или 6x37 по ГОСТ 3071-55.
Номограмма, приведенная на рис. 24, служит для подбора диаметра каната при изготовлении стропов. На шкале слева обозначены усилия на одну ветвь стропа. Внутри левого нижнего угла приведены лучи, соответствующие коэффициенту запаса прочности каната, внутри левого верхнего угла—лучи, соответствующие углам наклона ветвей стропа. С правой стороны номограммы помещена шкала диаметров для каната конструкции 6X37 ГОСТ 3071-55. На шкале даны значения диаметров при пределе прочности проволок 140, 150, 160 и 170 кГ/мм2.
Пример 5. Определить диаметр каната конструкции 6X37 с пределом прочности проволок 150 кГ/мм2 для изготовления стропа в две ветви, с обхватом груза и углом наклона ветви стропа в 30е. Вес груза 5 т.
Таблица 17
Значение п при различных углах

Через точку на шкале слева, соответствующую заданному усилию на одну ветвь стропа (5 : 2=2,5 Г), проводим прямую, параллельную нижнему основанию номограммы, до пересечения с лучом, соответствующим коэффициенту запаса прочности, равному 10 (точка а). Из этой точки проводим прямую, параллельную шкале усилий на ветвь стропа, до пересечения с лучом, соответствующим углу наклона стропа в 30° (точка б); из точки 6 проводим прямую, параллельную нижнему основанию монограммы, до пересечения со шкалой диаметров (точка в) и пределом прочности проволок 150 кГ/мм2, где и находим нужный диаметр 26 мм.
Таблица 18
Значение коэффициента k'