10. Расчет монтажных мачт

Монтажные мачты применяют при установке тяжеловесного крупногабаритного оборудования, когда монтаж с помощью стреловых самоходных кранов невозможен. Например, в стесненных условиях монтажа или при отсутствии крана требуемой грузоподъемности.

По исполнению мачты бывают двух типов: трубчатые и решетчатые. Монтажные мачты изготавливаются из секций, что упрощает их транспортировку и позволяет изменять высоту. Секции мачт собираются либо на фланцах, либо с помощью специальных накладок.

В монтажной практике нашли применение мачты грузоподъемностью до 500 т и высотой до 60 м, которые могут использоваться в различных вариантах: в вертикальном или наклонном положении, с одним или двумя полиспастами, с оттяжкой и без оттяжки груза, а также в спаренном виде.

10.1. Определение минимальной высоты монтажной мачты

Высота мачты зависит не только от габаритов поднимаемого оборудования, но и от способа подъема и его строповки.

Минимальная высота мачты при подъеме оборудования способом скольжения с отрывом от земли определяется (рис. 14,а) как:

H=h_ф + h_з+ h_о + h_c + h_п + h_ог,

где h_ф – высота фундамента; h_з – запас высоты под фундаментом (в среднем h_з = 0,5 м); h_о – расстояние от основания аппарата до места строповки; h_c – высота стропа; h_п – высота полиспаста в стянутом виде; h_ог – высота оголовка мачты (в зависимости от конструкции оголовка составляет обычно от 0,5 до

1 м).

При подъеме оборудования способом поворота вокруг шарнира (рис. 14,б) минимальная высота мачты составит.

H= h_ф+h_о+h_ог .

а

б

Рис. 14. Расчетная схема для определения высоты монтажной мачты при подъеме оборудования способом скольжения (а) и поворота вокруг шарнира (б)

2. Определение сжимающего усилия, действующего на мачту

В простейшем случае, когда на мачту действует усилие троса (ванты) S_т и усилие от грузового полиспаста S_п (рис. 15), сжимающее усилие в мачте S_м можно определить из теоремы синусов:

S_п /sin γ = S_т / sinβ = S_м / sinα, причем sin α =sin (β+γ),

тогда S_м=S_п либо S_м=S_т .

Рис. 15. Схема нагружения мачты

Для более сложных случаев сжимающее усилие в мачте определяется в зависимости от конкретной схемы нарушения как геометрическая сумма векторов на вертикальную ось. Например, для вертикальной мачты с одним полиспастом, направленным под углом к мачте (рис. 16), сжимающее усилие

Рис. 16. Расчетная схема монтажной мачты

составит:

S_м = Р_п··К_п··К_д ·сos β+10G_г.п·К_п+10G_м·К_п+S_п+n·P_н.вsin α+P_р.в·sin α,

где Р_п – усилие в грузовом полиспасте; G_г.п – масса грузового полиспаста;

G_м – масса мачты; S_п – усилие в сбегающей ветви полиспаста; Р_н.в – усилие первоначального натяжения вант (выбирается по прил. 14); Р_р.в – усилие в рабочей ванте; n – количество нерабочих вант. Усилие в рабочей ванте можно определить по теореме синусов: Р_р.в = Р_п·sin β/sin γ.