1.18. Такелажные работы и оборудование при монтаже машин
1.18.1. Назначение, общая классификация такелажных работ и оборудования
Такелажными называются работы по увязке узлов оборудования гибкими подвесками (строповке), их подъему и транспортировке к месту установки.
Такелажные работы выполняют с помощью различных грузоподъемных средств и механизмов, приспособлений и машин (рис. 56).
От завода-изготовителя до монтажной площадки и по ней оборудование и конструкции перевозят железнодорожным, реже автомобильным или водным транспортом. Поперечные размеры грузов, доставляемых по железной дороге, не должны превышать общепринятый габарит, очертание подвижного состава. Перевозка негабаритных грузов согласуется с управлением железной дороги в соответствии с правилами Министерства транспорта России. При перевозках безрельсовым транспортом грузы массой до 12 т перевозят автомашинами, свыше 12 т – на тяжеловозах.
Для перемещения грузов при монтаже наиболее эффективно применение стандартных средств – тракторов, передвижных кранов, трубоукладчиков, автопогрузчиков и пр.
При отсутствии указанного оборудования применяют электрические лебедки, монтажные блоки, полиспасты, тали, а также простейшие приспособления- сани, доски и катки или металлический лист с загнутым передним концом и приваренными к нему петлями для тягового каната.
При выполнении такелажных работ, в особенности при подъеме грузов, весьма важной и ответственной операцией является строповка.
Особо тщательно следует увязывать крупные углы оборудования большой массы. Все углы оборудования, по которым происходит касание стропов, должны быть скруглены специальными предохранительными подкладками.
Строповку можно разделить на два вида:
путем обвязки грузов канатами, стропами или цепями;
путем увязки строповочных канатов на приливах, цапфах, лапах, рым-болтах и других деталях, специально предусмотренных на оборудовании для его подъема и транспортировки.
При строповке важно правильно определить центр тяжести груза. Строповка должна быть выполнена так, чтобы центр тяжести груза и ось блоков крюковой подвески подъемного механизма находились на одной вертикали. Масса укрупненных узлов и оборудования не должна превышать грузоподъемность имеющихся на монтажной площадке грузоподъемных средств, а габаритные размеры – размеров монтажных проемов. При монтаже крупногабаритного и тяжелого оборудования могут быть одновременно использованы два крана или более.
Такую работу проводят по письменному разрешению главного инженера или начальника участка под руководством опытного специалиста.
К такелажным средствам относят стальные и пеньковые канаты, цепи, стропы, траверсы, захваты, блоки, полиспасты, тали, лебедки, домкраты.
Наиболее допускаемое усилие в канате определяют из выражения S=P\R,
где Р – разрывное усилие каната гарантированное паспортом или взятое по ГОСТу для данного типа каната; R – коэффициент запаса прочности, принимаемый в зависимости от условий работы каната.
Запас прочности канатов представлен ниже:
Чалочные канаты различных грузов массой:
до 50 т __________________________________ 8
свыше 50 т __________________________________ 6
Расчалки, оттяжки мачт и опор _________________________ 3,5
Канаты подъемно-транспортных устройств при режиме работы:
ручном _______________________________________ 4,5
машинном легком ___________________________ 5
машинном среднем __________________________ 5
машинном тяжелом и непрерывного действия_____ 6
При такелажных работах применяют также пластинчатые и сварные цепи. Их используют в качестве строп или захватных приспособлений. Цепи рассчитывают аналогично стальным канатам с коэффициентом запаса прочности в зависимости от условий работы от 3 до 8.
Стропами (рис. 57) называют отрезки канатов или цепей, соединенных в кольца или снабженных специальными подвесными приспособлениями, обеспечивающими быстрое, удобное и безопасное закрепление груза. Число ветвей стропа, на которых подвешивают груз, выбирают в зависимости от массы груза и диаметра каната.
С помощью повышения производительности и безопасности работ, применяют полуавтоматические стропы (рис. 58), которые позволяют выполнять растроповку поднятого груза, не поднимаясь на высоту. Для строповки груза верхнюю петлю каната 1 накидывают на крюк крана, а двумя свободно висящими концами стропового каната обхватывают груз. Петли каната с коушами 3 надевают на запорный штырь 6, который для этого тросиком 4 оттягивается влево. После заведения петель в скобу 7 тросик отпускают, штырь под действием пружины 5 запирает петлю и строповку груза заканчивают. Для предохранения каната от повреждения при перегибах на острых гранях поднимаемого груза к нему крепят специальные инвентарные подкладки 2, которые при необходимости можно перемещать по канату.
Кроме полуавтоматических стропов, для дистанционной строповки поднятого в проектное положение груза применяют также полуавтоматические строповые захваты.
Для соединения концов канатов или образования петли используют зажимы или сжимы различной конструкции.
Рис. 56. Классификация такелажного оборудования
Число зажимов применяется не менее трех. Расстояние между ними обычно принимается не менее 6 диаметров каната. Гайки на стержнях всех зажимов следует затягивать с одинаковым усилием и использованием динамометрических ключей так, чтобы сжатый поперечник каната составил 0,6 его первоначального диаметра.
Рис. 57. Стропы: а – простой; б – с одной петлей; в – с двумя петлями; г – универсальный; д – облегченный с петлей; е – облегченный с крюком
Рис. 58. Полуавтоматические стропы: а – общий вид; б – схема строповки; в – скоба с полуавтоматическим запором; г – строп-удавка для подъема труб и валов; 1 – петля каната; 2 – инвентарные подкладки; 3 – петля с коушем; 4 – оттягивающий тросик; 5 –пружина; 6 – штырь;7 – скоба
Концы канатов закрепляют зажимами обычно через коуш, который служит для зацепления на крюк и предохраняет канат от расплющивания и расслоения прядей и проволок на перегибе. Коуши штампуют из листового металла или изготовляют из чугунного литья.
Зажимы должны размещаться на канате так, чтобы затягивающие гайки располагались со стороны рабочей ветви каната. Это обеспечивает последней прямолинейность, при этом стремящийся к выскальзыванию конец будет лучше зажат.
Для натяжения стальных канатов на такелажных работах применяют винтовые стяжки (фаркопфы). Стяжка представляет собой раму с двумя вантами – с правой и левой резьбой. При вращении рамы винты сближаются или расходятся.
При перегрузке и транспортировке листового и сортового металла, труб, огнеупорных блоков и других штучных грузов, используют захваты различной конструкции.
Для транспортировки крупногабаритных и длинномерных грузов применяют траверсы. Их назначение – предохранять поднимаемые элементы от воздействия сжимающих усилий, возникающих в них при наклоне стропов.
Если груз поднимают спаренными кранами разной грузоподъемности, используют разноплечую траверсу. Для монтажа тяжеловесного оборудования спаренными кранами применяют балансирную траверсу. Для подъема или перемещения грузов, а также для изменения направления канатов используют блоки. В зависимости от числа роликов блоки разделяют на однорольные и многорольные. Однорольные блоки применяют в качестве отводных и для подъема легкий грузов, многорольные – для подъема тяжелых грузов. Ролики блоков вращаются на сои, неподвижно установленной в щеках, к которым через траверсу присоединяют крюк или серьги. Блоки оснащают приспособлениями, предохраняющими канат от соскальзывания. Однорольные блоки часто изготавливают с откидными щеками для быстрого отделения каната от блока без распасовки.
Для уменьшения тягового усилия применяют полиспасты. Запасовку блоков полиспастов необходимо производить при минимальном начальном расстоянии между блоками с последующей их растяжкой (например, трактором). При запасовке следует сохранять направление изгиба каната, полученное им при смотке в бунт.
При отсутствии блоков необходимой грузоподъемности используют сдвоенные полиспасты, которые могут работать с приводом от одной или двух лебедок. Сдвоенный полиспаст с одной лебедкой рассчитывают, как и одинарный с соответствующим числом рабочих нитей. Полиспаст с двумя лебедками рассчитывают как два самостоятельных рабочих полиспаста. Усилие в канате лебедки определяют из условия половины веса поднимаемого груза.
В качестве подъемных механизмов на монтажных работах широкое практическое применение получили ручные тали, кошки, электрические тали (тельферы), лебедки и домкраты.
Таль – механизм, смонтированный в одном корпусе с приводом, предназначенный для подъема груза. Тали устанавливают стационарно или на передвигающихся тележках. Подъемный механизм тали выполняют с шестеренками или с червячной передачей. Их используют или только для подъема, или для подъема и перемещения грузов в виде самостоятельных механизмов, а также в составе более сложных грузоподъемных машин.
Параметры ручных подвесных шестеренных талей определены ГОСТ 2799-75, ручных подвесных талей с червячным подъемным механизмом – ГОСТ 1107-62. Преимущественное распространение получили тали с червячным подъемным механизмом. Вследствие ограниченной зоны действия на монтаже металлоконструкций тали применяют редко.
Электрическая таль состоит из полиспаста и барабана для навивки каната. Электроталями оборудуют механические цехи для подачи деталей с одного станка на другой. Управление электроталями осуществляется с помощью кнопок. Коробка с кнопками управления подвешена на гибком кабеле к корпусу электротали. Подвод тока осуществляется с помощью гибкого кабеля или троллей.
Лебедка – механизм, тяговое усилие которого передается по средствам гибкого элемента (канат, цепь), наматывающегося на барабан или другой тяговый орган.
Лебедки широко применяют для подъема или перемещения различных грузов при производстве монтажных и погрузочных работ. Их используют и как самостоятельные механизмы, и как составные части более сложных подъемных машин (крана, подъемника). Лебедки могут быть с ручным и машинным приводом.
По назначению различают лебедки подъемные, применяемые для подъема груза и изменения вылета стрел; тяговые, используемые для перемещения грузовых тележек; поворотные, применяемые для вращения кранов.
По грузовому назначению различают лебедки – канатные и цепные, по способу установки – стационарные и передвижные, по числу барабанов – одно-, двух- и трехбарабанные.
Лебедки снабжают гладкими или нарезанными по винтовой линии барабанами, устанавливаемыми, как правило, горизонтально. Лебедки с вертикальным расположением барабанов называются шпилевыми.
Основными параметрами лебедки являются: тяговое усилие, Н или кН; скорость наматывания канатов (цепи), м/с; канатоемкость барабана (длина каната, наматываемого на барабан), м.
Домкратами называют переставные компактные подъемники, которые предназначены для подъема грузов на небольшую высоту. Они нашли широкое применение на монтажных работах при подъеме и выверке как целых сооружений, так и отдельных их частей. Домкрат устанавливают под грузом или сбоку и упирают в него выдвижной частью. Высота рабочего хода домкрата невелика. Подъем груза на высоту, превышающую ход домкрата, производят в несколько приемов. В этом случае под груз подкладывают шпальные клетки. Скорость подъема груза домкратами незначительна. По конструкции домкраты разделяют на реечные, винтовые и гидравлические.
Реечные домкраты изготовляют грузоподъемностью до 10 т с высотой подъема 0,3 – 0,4 м и с ручным приводом.
Винтовые домкраты изготовляют грузоподъемностью 2 – 20 т с высотой подъема 0,25 – 0,35 м.
Гидравлический домкрат при сравнительно небольших габаритах и массе имеют грузоподъемность 50 – 200 т и более, что обеспечивает их широкое применение на установочных операциях при монтаже строительных конструкций и промышленного оборудования. Высота подъема гидравлических домкратов составляет от 0,15 до 0,2 м.
При сооружении и монтаже машин используют различные виды передвижных монтажных кранов и устройств. Монтажные мачты применяют при недостаточной высоте и грузоподъемности или нерациональности использования стреловых кранов и при монтаже мостовых, башенных, портальных и мачтово-стреловых кранов. Мачты устанавливают вертикально и удерживают в рабочем положении тремя или четырьмя канатами, которые закрепляют одним концом к оголовку мачты, а другим к якорям. Мачты могут выполняться одно- и двухконсольными (на один или на два грузовых полиспаста), могут быть спаренными из двух усиленных мачт соединением неподвижного блока полиспаста с оголовком мачты при помощи серьги.
Монтажные стрелы применяют на производственных базах монтажных организаций и в цехах для подъема и перемещения грузов в радиусе стрелы. Грузоподъемность их составляет до 15 т, вылет стрелы – 10 – 25 м. Их закрепляют на металлоконструкциях, используют как внутри, так и снаружи зданий. Работа стрелы осуществляется двумя лебедками подъема груза и изменения угла наклона и двумя лебедками поворота.
Шевры применяют, когда невозможно разместить и закрепить боковые ванты мачты и в некоторых других случаях, обусловленных методами производства работ. Шевры часто используют в качестве «падающих» стрел, особенно при монтаже башенных кранов и монтажных мачт. В этом случае подъем грузов осуществляется при опускании шевра, который увлекает за собой поднимаемый груз.
Подъемники монтажные применяют при монтаже оборудования на междуэтажных перекрытиях в закрытых зданиях при отсутствии эксплуатационных грузоподъемных средств; в условиях, когда подъезд кранов к месту монтажных работ затруднен; при монтаже отдельных видов технологического оборудования сложной конфигурации (например, агломерационного) и т.д. по конструкции подъемники разделяют на двух- и четырехстоечные грузоподъемностью 10 – 15 т и портальные, грузоподъемность которых может достигать 1000 т.
Такелажной оснасткой называют следующее оборудование: канаты, стропы, траверсы, полиспасты, тали, тельферы, монтажные ручные лебедки, якори, домкраты. Неисправность или неправильное применение такелажной оснастки, используемой в любой операции при монтаже технологического оборудования, влечет за собой возможность травматизма. Поэтому для обеспечения безопасной работы монтажников необходимо исправное состояние такелажной оснастки и правильное ее применение. Канаты, применяемые при производстве монтажных работ, должны быть стальные, крестовой свивки, имеющие паспорт или свидетельство об испытании; характеристика их указывается в проекте.
Коэффициент запаса прочности при определении диаметра каната принимают в соответствии с правилами Госгортехнадзора. На рис. 7 приведена схема для определения усилия в канате, применяемом для строповки. В процессе эксплуатации канаты систематически проверяют. Негодными к дальнейшему использованию признаются канаты, имеющие число обрывов проволок на длине одного шага свивки (рис. 8), превышающее допускаемое. Если канат предназначен для использования при подъеме людей, то допускаемое число обрывов проволок уменьшается в 2 раза. Использование канатов в такелажной оснастке разнообразно. Наиболее распространенным видом такелажной оснастки являются стропы, имеющие на концах петли или крюки. Коуш в петле стропа предохраняет канат от истирания. Стропы являются самыми распространенными грузозахватными приспособлениями при производстве погрузочно-разгрузочных и монтажных работ. Применяют два вида стропов - универсальные и облегченные. Универсальный строп представляет собой отрезок стального каната диаметром 19,5...22 мм, свободные концы которого соединены путем сплетки или при помощи сжимов. Облегченный двух- или четырехветвевой строп может быть снабжен кольцами, петлями или крюками, снабженными, как правило, предохранительным замком. Применение стропов с полуавтоматическим замком допускает расстроповку поднятого груза на расстоянии без участия человека при выдергивании запорного штифта вручную или выдвижении при помощи электромагнита. При этом повышается безопасность работ, так как монтажнику не нужно подниматься к месту расстроповки.
Усилие в каждой ветви стропа (см. рис. 7) определяют по формуле
S = mQ/n,
где Q - вес поднимаемого груза, Н; n - число ветвей стропа; m - коэффициент, зависящий от угла наклона ветви стропа α; при α = 45° m= 1,42; при α = 60° т=2.
Грузоподъемность стропа обычно указывается для угла между ветвями стропа, равного 90° (с вертикалью - 45°). При других углах нужно делать проверку по формуле
K
где К - коэффициент запаса прочности при применении стропов с обвязкой поднимаемого элемента или зацепкой его крюками. По нормам Госгортехнадзора К=6; Р - разрывное усилие применяемого каната (берется по сертификату); n - число ветвей стропа; m - коэффициент m=l/cosα (α - угол наклона стропа к вертикали):
Если принять разрывное усилие Р= 1 и угол α = 45°, то для четырехветвевого стропа коэффициент запаса прочности будет равен: К= (1 4)/(1,42 1) =4/1,42 =2,13, т.е. масса поднимаемого груза должна быть в 2,13 раза меньше разрывного усилия для каната стропа, указанного в сертификате. Применять канаты, не имеющие сертификата, не разрешается. Если ветвей стропа больше четырех, усилие, определенное по приведенной формуле, умножается на коэффициент неравномерности, равный 0,75. Большое распространение имеют стропы с полуавтоматическим замком, допускающим расстроповку груза с земли или рабочего места монтажника.
Строповку надо производить в местах, указанных в ППР.
Такелажные работы, машины, оборудование и оснастка
Такелажными работами, которые широко используются при ремонте теплотехнического оборудования, называют горизонтальные и вертикальные перемещения оборудования, выполняемые специальными грузоподъемными устройствами (такелажем).
При такелажных работах используют разнообразное оборудование: лебедки, блоки, полиспасты, домкраты, тали, краны, а также различную оснастку: канаты, стропы, коуши, зажимы, талрепы.
Лебедка служит для преобразования сравнительно небольших вращающих моментов на приводном валу в большие на ее барабане, за счет уменьшения частоты вращения барабана по сравнению с частотой вращения приводного вала (рукоятки). Чем больше вращающий момент на барабане, тем больше тяговое усилие на канате, навиваемом на барабан, и, следовательно, тем больше грузоподъемность.
Лебедка состоит из барабана, редуктора, привода и станины (рамы). Барабан лебедки соединяют с приводом зубчатой, червячной или ременной передачей. В зависимости от назначения лебедки изготовляют различной грузоподъемности. В системе редуктора имеется тормозное устройство, препятствующее самопроизвольному опусканию груза. Лебедки подразделяют на ручные и приводные.
При небольшом объеме такелажных работ, а также для вспомогательных операций (оттяжка грузов, натяжение расчалок и др.) применяют ручные лебедки.
Ручные лебедки оборудуются автоматически действующими тормозами, которые обеспечивают торможение барабана при спуске груза, а также мгновенную остановку его, когда рабочий внезапно выпустит рукоятку лебедки из рук.
Лебедки с электрическим приводом (рис. 2.6) изготовляют с зубчатыми редукторами 3 , 4 передачи вращения от вала электродвигателя 5 к барабану 2 .Эти лебедки имеют электромагнитные тормоза 6, действующие при выключении тока. Работа лебедок с электроприводом на одних ручных 8 или ножных тормозах запрещается.
Рис. 2.6. Лебедка с электрическим приводом:
1 – рама, 2 – барабан с тросом, 3 , 4 – редукторы, 5 – электродвигатель,
6 – электромагнит тормозного устройства, 7– контроллер, 8 – ручной тормоз
Электрические лебедки грузоподъемностью 0,5; 1,5; 3 и 5 т широко используют на ремонтных площадках как самостоятельный механизм для тягового усилия полиспастов, а также на кранах, лифтах, подъемниках.
Блоки служат для изменения направления и уменьшения тягового усилия, необходимого для перемещения или подъема груза (рис. 2.7). Они состоят из желобчатого ролика 3 ,его оси 7 , обойм 6 и крюка 1 .Максимальная грузоподъемность блока указывается заводом на его крюке 1 или серьге 9 .
Рис. 2.7. Блоки для стальных канатов:
а – полиспастный однороликовый, б – отводной с отъемным крюком;
1 – крюк, 2 – траверса, 3 – ролик, 4 – ушко, 5 – ось ушка, 6 – обойма,
7 – ось ролика, 8 – стяжной болт, 9 – серьга, 10 – гайка крюка, 11 – шип траверсы полиспастного ролика, 12 – откидная петля, 13 – шип траверсы с замком, 14 – ось откидной петли.
Один неподвижный блок не дает какого-либо выигрыша в силе или во времени, однако он позволяет изменить направление приложенного к канату усилия. Например, при подъеме груза вверх (рис. 2.8)блок позволяет тянуть канат вниз, что значительно упрощает работу. При этом тяговое усилие Р равняется массе поднимаемого груза Q .
Рис. 2.8. Схемы подъема груза с одним неподвижным блоком (а ) c двумя и четырьмя роликовыми полиспастами (б, в ):
1 , 2 – подвижный и неподвижный блоки.
Для уменьшения тягового усилия Р при перемещении больших грузов Q широко применяют полиспасты , представляющие собой соединение с помощью каната двух однороликовых или многороликовых блоков. Принцип действия полиспастов заключается в уменьшении тягового усилия Р , необходимого для поднятия груза Q на высоту h за счет увеличения пути l (длины) вытягиваемого каната.
Соединение подвижного 1 и неподвижного 2 однороликовых блоков канатом по схеме рис.2.8, б распределяет массу груза Q на две ветви каната (тяговый конец каната не учитывается) и тяговое усилие Р будет в 2 раза меньше массы поднимаемого груза Q , а длина (путь) вытягиваемого каната в 2 раза больше высоты, на которую поднимается этот груз.
Соединение двух (подвижного 1 и неподвижного 2 )двухроликовых блоков по схеме рис. 2.8, в снижает тяговое усилие Р в 4 раза, а длина (путь) вытягиваемого каната увеличивается в 4 раза по сравнению с высотой, на которую поднимается этот груз.
В общем случае тяговое усилие P = Q / n ,а путь (длина вытягиваемого каната) l = hn (где п – суммарное число роликов в подвижном и неподвижном блоках или число рабочих ветвей каната).
В применяемых для монтажных и ремонтных работ полиспастах тяговый конец каната всегда сбегает с ролика неподвижного блока. Другой конец каната прикрепляется к ушку неподвижного блока, если число ниток полиспаста или суммарное число роликов подвижного и неподвижного блоков четное, или к ушку подвижного блока, если число ниток нечетное.
Таль представляет собой самостоятельный механизм, который изготовляется грузоподъемностью от 0,25 до 3 т. Тали грузоподъемностью более 3 т очень тяжелы и применяются крайне редко.
Таль с ручным приводом имеет червячную, шестеренчатую или рычажную передачу (рис. 2.9, а – в )и служит для подъема грузов на высоту до 3 м.
Рис. 2.9. Червячная (а ), шестеренчатая (б ) и рычажная (в )тали:
1 , 5 – грузовой крюк для подвешивания тали, 2 , 6 – звездочка крюка и ведущая звездочка, 3 , 8 – грузовая и тяговая цепи, 4 – приводной механизм, 7 – приводное (тяговое) колесо, 9 – рычаг
От червячных тали с шестеренчатой передачей отличаются тем, что вместо червяка и червячного колеса в них имеется система зубчатых колес, заключенных в коробку. Шестеренчатые тали легче червячных и их чаще применяют при ремонтах.
К каждой тали прикреплена металлическая табличка с указанием завода-изготовителя, грузоподъемности, заводского номера и даты очередного испытания.
Перед каждым подъемом предельного по массе груза таль осматривают, обязательно проверяют работу тормоза и устраняют обнаруженные неисправности. Безопасность работы с талями в основном зависит от исправности тормозного устройства рабочей цепи и рабочей звездочки.
Для ремонта оборудования в котельных цехах используют мостовые и козловые краны . Над котламиобычно устанавливают мостовые краны с двумя грузовыми тележками. Грузоподъемность большой тележки 30– 50 т, малой – 5– 10 т. Скорость подъема грузов лебедками, установленными на малой тележке, больше по сравнению с лебедками основной тележки. Подъем грузов и перемещение тележек вдоль фермы крана не зависят друг от друга.
Для ремонта дымососов и дутьевых вентиляторов используют мостовые или козловые краны грузоподъемностью 10– 20 т. Для монтажа и ремонта циклонов, сепараторов и пылепроводов краны устанавливают на верхнем перекрытии бункерной этажерки.
Для такелажных работ вне зоны установки постоянных кранов используют передвижные краны – автомобильные и гусеничные.
Канаты при такелажных работах применяют для оснастки кранов, лебедок и полиспастов, крепления грузоподъемных устройств и оборудования, обвязки грузов и для оттяжек. Канаты, применяемые для подъема грузов, называются грузовыми, подъема стрел кранов – стреловыми, расчалки (раскрепления) монтажных стрел и мачт – вантовыми, обвязки грузов и крепления их к крюкам – чалочными. В соответствии с назначением к каждой конструкции каната предъявляют особые требования. Канаты бывают пеньковые и стальные.
Пеньковые канаты служат для обвязки, подъема и оттяжки грузов с небольшой массой и подразделяются на смольные и бельные. Смольные канаты тяжелее бельных на 15– 20 % и менее прочны примерно на 10 %, но они лучше противостоят воздействию воды и сырости, срок их службы значительно больше. Однако чаще применяют бельные канаты.
При ремонтных работах пеньковые канаты используют для подъема кипятильных и экранных труб, змеевиков пароперегревателей и экономайзеров, трубопроводной арматуры, обмуровочных и теплоизоляционных материалов. Достоинствами пеньковых канатов являются их малая масса, гибкость и быстрота вязки узлов. Каждый канат состоит из трех-четырех свитых прядей, которые в свою очередь свиты из отдельных шнуров, а шнуры – из волокон пеньки.
Стальные канаты, применяемые для монтажных работ, свивают обычно из шести прядей с одним сердечником из пенькового волокна. Пряди в свою очередь свивают из различного количества проволок в зависимости от назначения каната. Сердечник способствует смягчению неравномерной нагрузки, увеличивает гибкость каната и улучшает условия смазки проволок.
Гибкость каната зависит главным образом от числа проволок и их диаметра. При одном и том же диаметре более гибким будет тот канат, у которого свито в прядь больше проволок и, следовательно, меньше их диаметр. Канаты выбирают по таблицам в зависимости от их назначения и допускаемой нагрузки.
Расчалки стрел, мачт и других устройств (вантовые канаты) мало подвергаются изгибу и поэтому изготовляются из относительно жесткого каната, состоящего из шести прядей по 19 проволок. Грузовые канаты изгибаются при огибании роликов блоков и барабана лебедки и изготовляются из более гибкого каната, состоящего из шести прядей по 37 проволок. Наиболее гибкими должны быть канаты, применяемые для обвязки грузов и крепления их к крюку. Поэтому чалочные канаты и стропы изготовляют обычно из тросов, состоящих из шести прядей по 61 проволоке.
Допускаемая нагрузка на канат определяется по разрывному усилию и коэффициенту запаса прочности. Разрывное усилие каната приведено в таблицах, а также в сертификате, прикладываемом на заводе-изготовителе к каждому канату. В сертификате указана конструкция каната и результаты заводских испытаний, а также его действительное разрывное усилие. Кроме того, к каждому канату прикреплена бирка с указанием его диаметра и разрывного усилия.
Стропы – отрезки канатов, концы которых заделаны коушами или петлями, применяют для застроповки или зачалки (обвязки) грузов и крепления их к крюку блока.
В ремонтной практике применяют одинарные стропы, одинарные стропы с одной петлей, двумя петлями и кольцевые (рис. 2.10, а – г ).Наиболее удобны одинарные стропы с двумя петлями и кольцевые, позволяющие осуществлять быструю застроповку груза без вязки узлов.
Рис. 2.10. Типыстропов:
а – одинарный, б – одинарный с одной петлей, в – одинарный с двумя петлями, г – кольцевой
Петли одинарного стропа и кольцевой строп изготовляют, вплетая пряди каната. В петли стропов устанавливают коуши, более просто изготовить стропы с коушами, заделанными с помощью зажимов (рис. 2.11, а ). Кроме того, можно крепить стропы шланговым узлом (рис. 2.11, б ). При диаметре каната до 21,5 мм устанавливают не менее трех зажимов, при 22– 28 мм – не менее четырех, выше 30 мм – не менее пяти. Расстояния между зажимами и от последнего зажима до короткого конца каната должны быть равны пяти – семи диаметрам каната.
Рис. 2.11. Изготовление петли одинарного стропа коушом и зажимами (а ),шланговым узлом (б ).
Диаметр стропа выбирают в зависимости от массы груза, числа ветвей стропа, их наклона к вертикали и прочностной характеристики каната, из которого сделан строп.
Застроповка грузов является ответственной операцией, поручаемой при монтаже оборудования опытным рабочим – стропальщикам. Слесарю-ремонтнику также нужно хорошо усвоить способы вязки канатов в узлы и петли. Каждое крепление должно быть надежным при перемещении груза и в то же время легко сниматься после окончания работы. Чтобы узлы не развязывались самопроизвольно, длина свободного конца каната должна составлять не менее 15 его диаметров. Узлы туго затягивают, вставляя в петли куски дерева. Оснастку стальных канатов производят коушами , зажимами и талрепами .
Желобчатую проушину, изготовленную из стальной полосы толщиной 2– 3 мм, вокруг которой огибают и закрепляют конец каната, называют коушами . Коушами снабжают концы канатов, предназначенных для увязки грузов и крепления их к крюку. Коуши предохраняют канаты от раскрутки и преждевременного износа и увеличивают срок их службы.
Зажимы применяют для крепления короткого конца стального каната после завязки узла, конца каната к блоку полиспаста, при установке коуша.
Винтовая стяжка, предназначенная для натяжения каната, называется талрепом . Талрепы применяют для натяжения расчалок монтажных стрел, мачт и в вантах дымовых труб.
Канаты и грузозахватные приспособления
Канаты в зависимости от материала подразделяются па стальные (тросы), пеньковые и хлопчатобумажные. Стальные канаты изготовляются одинарной свивки, когда канат свивается непосредственно из проволок, и двойной свивки, когда проволоки свиваются в пряди, а пряди в канат. По виду свивки проволок и прядей стальные канаты бывают крестовой свивки, при которой направления свивания проволок в пряди и прядей в канат противоположны друг другу, и односторонней, при которой эти направления совпадают. Тросы крестовой свивки менее подвержены раскручиванию, чем тросы односторонней свивки.
Стальные канаты обладают по сравнению с пеньковыми и хлопчатобумажными большей надежностью и долговечностью и поэтому находят преимущественное применение в грузоподъемных и грузозахватных устройствах. Пеньковые и хлопчатобумажные канаты используются только для оттяжек или для подъема небольших грузов (подача инструментов и приспособлений, подъем гирлянд при монтаже ошиновки ОРУ и др.).
К недостаткам стальных тросов относится их сравнительно малая эластичность (гибкость). Гибкость канатов зависит от диаметра проволок: чем меньше диаметр проволок в прядях каната, тем больше гибкость каната. Канат, изготовленный из более тонких проволок, изнашивается быстрее и стоит дороже. Поэтому выбор канатов должен производиться в зависимости от их назначения.
Стальные канаты хранятся в бухтах или на барабанах в закрытых сухих помещениях на деревянных подкладках. Каждый канат должен быть снабжен биркой, на которой указываются тип, диаметр, длина и масса каната. Канаты, находящиеся в эксплуатации, должны смазываться канатной мазью в следующие сроки: грузовые (полиспастные) - 1 раз в 2 мес, чалочные и стропы - 1 раз в 1,5 мес, расчалки - 1 раз в 3 мес. Канаты, хранящиеся на складе, смазываются 1 раз в 6 мес.
Выбор канатов для грузоподъемных механизмов и грузозахватных устройств производится по значению действительного разрывного усилия каната в Н (та нагрузка, при которой образец каната рвется при испытании на разрывной машине). Это усилие обычно приводится в паспорте (акте-сертификате) каната. Если в паспорте указано не действительное разрывное усилие, а суммарное разрывное усилие всех отдельных проволок (Рсум), то следует действительное разрывное усилие принять равным 0,83 Рсум.
При эксплуатации канатов необходимо следить за степенью износа и выбраковывать канаты, имеющие опасный износ. Опасный износ каната определяется по количеству оборванных проволок на шаге свивки (длина каната, на протяжении которой прядь делает полный оборот вокруг его оси). На участке каната, на котором обнаружено наибольшее число оборванных проволок, отмечают шаг свивки и подсчитывают на нем число обрывов.
При уменьшении диаметра проволок каната в результате поверхностного износа или коррозии более чем на 40% первоначальной величины канат бракуется.
Канаты стальные, пеньковые и хлопчатобумажные, стропы всех типов и грузозахватные приспособления должны подвергаться в процессе эксплуатации периодическим осмотрам лицом, на которое возложено их обслуживание, а также проходить испытания статической нагрузкой.
Стропы служат для крепления груза к крюку подъемного механизма. Стропы изготовляются из стальных канатов. В зависимости от назначения стропов и от подлежащих подъему и монтажу элементов электрооборудования применяются стропы различных конструкций. Соединение свободного конца троса с основной ветвью для образования петли стропа производится заплеткой. Заплетка тросов является сложной операцией, требующей высокой квалификации исполнителей, и должна выполняться специальными заплетчиками.
Выбор типоразмера стропа производится в зависимости от массы, конфигурации и мест строповки оборудования и грузов. Нагрузка, приходящаяся на одну ветвь стропа, определяется по формуле S = Q/(n х cosα) ,
где S - нагрузка, приходящаяся на одну ветвь стропа, кг, Q - масса поднимаемого груза, кг, n
- число ветвей стропа, α
- угол между вертикально опущенной осью и ветвью стропа (рис. 1).
Рис. 1. Схемы строповки грузов: а - одноветвевым стропом, б - двухветвевым стропом.
Стропы должны выбираться такой длины, чтобы угол между ветвями стропа и вертикалью не превысил 45°. При подъеме элементы электрооборудования должны подвешиваться за специально предназначенные для этой цели детали (рамы, скобы, монтажные петли). В случае, когда техническими условиями или заводскими инструкциями запрещается подвергать грузозахватные устройства (рымы) тяжению стропом под углом, подъем должен производиться с применением траверс (рис. 2).
Рис. 2. Траверса для подъема электротехнического оборудования грузоподъемностью до 10 т. 1 - труба, 2 - муфта, 3 - строп с двумя петлями, 4 - подвеска разъемная (паук), 5 - штырь, 6 - скоба прямая.
Каждый строп должен быть снабжен жетоном, на который наносятся марка стропа и дата его испытания. Жетоны крепятся вплеткой в прядь троса при изготовлении стропа.
К работам по строповке и подъему оборудования и других грузов могут допускаться только такелажники и электромонтеры, прошедшие специальное обучение и имеющие удостоверение на допуск к производству стропальных работ. Подъем ответственных тяжелых грузов должен производиться под непосредственным руководством мастера или производителя работ.
Блоки и полиспасты
Блоки применяются при выполнении такелажных работ для изменения направления тяговых канатов (отводные блоки) или в составе полиспастов. Отводные блоки изготовляются преимущественно с откидной щекой, так как в этом случае отпадает необходимость протаскивания каната через блок.
Выбор отводного блока производится по формуле Q = PK,
где Q - грузоподъемность ного блока, Н, Р - усилие, действующее на канат, Н, К - коэффициент, зависящий от угла между направлениями каната (рис. 3).
Рис. 3. Усилия, действующие на отводной блок
Величина коэффициента К принимается в зависимости от угла α: 0 о - 2, 30 о - 1,94, 45 о - 1,84, 60 о - 1,73, 90 о - 1,41
Рис. 4. Блоки
Полиспаст служит для подъема или горизонтального перемещения грузов, когда необходимое для подъема или перемещения тяговое усилие превышает грузоподъемность тягового механизма. Полиспаст состоит из двух блоков, подвижного и неподвижного, соединенных между собой канатом, который крепится к ушку одного из блоков, последовательно огибает ролики обоих блоков и другим - сбегающим концом крепится к тяговому механизму.
Величина усилия в сбегающем конце каната полиспаста определяется по формуле S = 9,8Q/(ηn)
где S - величина усилия, Н, Q - масса поднимаемого груза, кг, η - к. п. д. полиспаста, n - число ниток полиспаста. Величина тягового усилия S не должна превышать грузоподъемность тягового механизма. Выбор схемы полиспаста в зависимости от массы поднимаемого груза и грузоподъемности тягового механизма (трактора, лебедки) может производиться по таблице 1.
Лебедки и тали
При эксплуатации лебедок и талей должны быть обеспечены постоянный надзор за их состоянием и исправностью всех деталей, периодические профилактические осмотры с устранением замеченных неисправностей и отметкой ответственного за состояние лебедок или талей лица в специальном журнале, а также периодическое их испытание не реже 1 раза в год на специальном испытательном стенде или на монтажной площадке статической нагрузкой, превышающей номинальную на 25%. Данные испытаний должны быть зафиксированы протоколом, хранящимся в паспорте механизма.
К лебедке или тали должна быть прикреплена табличка с указанием даты проведенного испытания и срока последующего испытания. Лебедки и тали, не прошедшие своевременного очередного испытания, должны быть изъяты из эксплуатации впредь до проведения испытаний.
Лебедки находят широкое применение при погрузо-разгрузочных работах, такелаже трансформаторов, выключателей и другого оборудования ЗРУ, панелей щитов и ошиновки ОРУ. В зависимости от рода привода применяемые на электромонтаже лебедки подразделяются на ручные, электрические и унифицированные. Ручные лебедки применяются при производстве электромонтажных работ в основном двух видов - барабанные и рычажные.
Преимущественное применение находят лебедки барабанные облегченные и лебедки с рычажным приводом в связи с их малыми габаритами и сравнительно небольшой их массой. Лебедки с ручным приводом рекомендуются к применению грузоподъемностью не выше 3 т в связи с громоздкостью, большой массой и значительными усилиями на рукоятке ручных лебедок грузоподъемностью более 3 т.
Лебедки ручные рычажные работают на принципе протягивания рабочего тягового каната чего каната имеется обойма. Рукоятка переднего хода насажена на конец вала поводка, представляющего собой двуплечий рычаг с осью вращения посередине. Для заправки каната в тяговый механизм отодвигают оттяжку в сторону рукоятки. При этом обе пары сжимов разойдутся и дадут возможность протолкнуть конец тягового каната через отверстие штуцера до выхода его через отверстие крепежа.
Рис. 5. Рычажная ручная лебедка
Ручные лебедки рекомендуются к применению при выполнении небольших объемов работ, при отсутствии источника электроэнергии и при отсутствии на площадке механизированных подъемных устройств (автопогрузчики, краны, электролебедки).
Лебедка электрическая состоит из следующих основных узлов: рамы, барабана, редуктора, тормозного устройства и электродвигателя. Напряжение двигателя 380/220 В. Рама служит для размещения на ней всех узлов лебедки. Тормозное устройство с электромагнитным приводом сблокировано с электродвигателем лебедки и действует автоматически при отключении последнего. Крутящий момент передается от двигателя к барабану лебедки через редуктор. Сцепление барабана с валом редуктора осуществляется зубчатой или кулачковой муфтой.
Кинематическая схема электрической лебедки приведена на рис. 6.
Рис. 6. Кинематическая схема электрической лебедки: 1 - барабан, 2 - 7 - шестерни редуктора, 8 - 10 - валы редуктора, 11 - тормозное устройство, 12 - электродвигатель.
Талью называется подъемник подвесного типа с ручным или электрическим приводом. Тали ручные изготовляются с червячной и шестеренчатой передачей, используются при монтаже реакторов в ячейках ЗРУ, при ревизии и разборке электродвигателей и др. Таль ручная червячная состоит из верхнего и нижнего узлов, соединенных между собой грузовой цепью. Верхний узел содержит корпус, червячную пару, включающую колесо с грузовой звездочкой и червяк с тормозным устройством, тяговое колесо с бесконечной цепью и верхний подвесной крюк. Нижний узел состоит из обоймы, грузового ролика и нижнего крюка.
Таль подвешивается к неподвижной опоре за верхний крюк. При вращении тягового колеса при помощи цепи вращается червяк, вал которого жестко связан с тяговым колесом. Червяк приводит в движение червячное колесо с грузовой звездочкой, выбирая при этом грузовую цепь и вызывая подъем или опускание нижнего крюка и подвешенного к нему груза. Тали ручные с шестеренчатой передачей изготовляются грузоподъемностью до 5 т.
Таль электрическая предназначена для вертикального подъема и опускания, а также для горизонтального перемещения грузов вдоль однорельсового пути, по которому передвигается таль. Электроталь типа ТЭ состоит из двух основных узлов: грузоподъемного механизма и ходовой тележки, к которой подвешивается грузоподъемный механизм.
Грузоподъмный механизм состоит из корпуса с барабаном и встроенным в него электродвигателем, редуктора, электромагнитного тормоза и подвесного устройства (блока с крюком). Тормоз включается автоматически при отключении электродвигателя и отключается при включении двигателя.
Рис. 7. Электрическая таль типа ТЭ
Ходовая тележка состоит из двух щек, к одной из которых крепятся две оси со свободно вращающимися колесами, а к другой - два ведущих колеса, на ребордах которых нарезаны зубчатые венцы. Пуск двигателей талей осуществляется реверсивными магнитными пускателями. Управление подъемом, спуском и горизонтальным передвижением вправо или влево прои Наибольшее применение электрические тали находят в помещениях укрупнительной сборки деталей оборудования в блоки и узлы, а также для ревизии частей выключателей (камер отделителей, гасительных камер) и другого оборудования в передвижных инвентарных помещениях и устройствах. Электрические тали типа ТЭ изготовляются для высоты подъема груза 6, 12 и 18 м.
Домкраты
Домкраты применяются в основном при такелаже и монтаже силовых трансформаторов, синхронных компенсаторов и другого тяжеловесного оборудования, когда эти работы не могут быть выполнены кранами.
Домкраты по конструкции разделяются на реечные, винтовые и гидравлические. Реечный домкрат состоит из неподвижного основания 1 с приваренной вертикальной зубчатой рейкой 4, подъемного корпуса 3 с редуктором и рукоятки 2. Подъем груза производится на верхней центральной головке или на нижней лапе.
Рис. 8. Реечный домкрат
Наличие нижней лапы выгодно отличает реечный домкрат от других конструкций, так как позволяет производить подъем грузов с низким расположением опорных поверхностей. Для подъема груза вращают рукоятку домкрата по часовой стрелке. При этом вращение передается шестерне, которая, накатываясь по рейке 4, поднимает вместе с собой редуктор и корпус домкрата с грузом.
При ослаблении вращающего усилия на рукоятке специальная собачка удерживает через храповой диск рукоятку от обратного вращения под давлением груза и, таким образом, предотвращает падение груза. Однако в целях безопасности запрещается снимать руку с рукоятки во время подъема или опускания груза, а также пока груз остается в поднятом положении.
Винтовой домкрат (рис. 9) состоит из корпуса 1, грузового винта 2 и рукоятки 3 с храповиком, собачкой и фиксирующим стержнем с пружиной. Подъем груза осуществляется вращением рукоятки в направлении против часовой стрелки. При этом происходит вращение грузового винта 2 в неподвижном внутреннем винте и подъем подвижного винта с головкой домкрата и опирающимся на головку грузом. При опускании груза следует переключить фиксатор собачки и вращать рукоятку в обратную сторону.
Рис. 9. Винтовой домкрат
Гидравлический домкрат (рис. 10) состоит из корпуса 1, резервуара 2 и насоса 3. В герметически закрытом резервуаре 2 смонтированы насос 3 и кулачковый вал 6. Кулачок 10 приводит в движение плунжер 9. При этом происходит всасывание жидкости через клапан 7 или нагнетание через клапан 8 в корпус под поршень 4. Поршень, поднимаясь, производит подъем груза. Для опускания груза перепускают жидкость обратно в резервуар. Заполнение жидкости производится через пробку 11, а слив - через пробку 5. Для заполнения резервуара 2 используется масло индустриальное.
Рис. 10. Гидравлический домкрат
Телескопические вышки и гидравлические подъемники
Телескопические вышки используются в основном при выполнении работ по ошиновке ОРУ. Телескопические вышки обеспечивают безопасные условия работ при подъеме рабочих с инструментами, приспособлениями и грузами для производства работ на высоте, а также обеспечивают благоприятные условия для высокопроизводительной работы при монтаже гирлянд, проводов и арматуры.
Гидравлические подъемники с шарнирной стрелой обладают по сравнению с телескопическими вышками тем большим преимуществом, что их конструкция позволяет благодаря наличию шарнирной стрелы перемещать люльку с грузом в поднятом состоянии в любую сторону без перемещения подъемника.
