Как влияет угол строповки на величину нагрузки на ветви стропа

Обновлено: 05.10.2024

Натяжение ветвей стропа зависит от угла, возникающего между противоположными углами при строповке груза, при этом натяжение ветвей стропа тем сильнее, чем больше угол. Для того чтобы определить эту зависимость сделаем расчет натяжения ветви стропа 2СК10 (РД 10-33-93)

Нагрузка в ветвях стропов рассчитывается по следующей формуле:

S – натяжение ветви;

Q – масса поднимаемого груза;

n – количество ветвей;

m – коэффициент, зависит от α., коэффициент в свою очередь рассчитывается по следующей формуле:

m = 1,15, при α = 30º;

m = 1,42, при α = 45º;

m = 2, при α = 60º

Подставляем значения в формулу: S=10/2×1,42=7,1тонны

Таким образом нагрузка на ветвь стропа зависит от угла между противоположными ветвями. И чем больше данный угол, тем больше нагрузка на ветвь стропа. Если двухветвевым стропом попытаться поднять груз, а угол между ветвями стропов будет 120 градусов, то на ветвь стропа придется нагрузка в 10 тонн, что в свою очередь может послужить причиной её обрыва и падению груза.

В обычной жизни вы часто сталкиваетесь с данным эффектом, например при переноске веёдер.

Практическая работа (10 мин.)

(Задание высылается по электронной почте индивидуально каждому обучающемуся)

Необходимо самостоятельно выполнить расчет нагрузки выданных вам видов стропов и сравните с значениями расчетных нагрузок на ветви данных стропов

Проверьте, правильно ли вы выполнили задание (по таблице на экране)

На таблице представлены общие расчеты различных стропов и становится очевидно, что ветви стропов имеют нагрузку превышающую расчетное значение натяжения ветвей.

Коэффициенты запаса прочности ветвей стропов

Мы познакомились с теорией расчёта нагрузки, но в нашем расчете не учитывался ряд факторов:

• ветровая нагрузка и т.п.

Поэтому для компенсации этих факторов во время эксплуатации, при изготовлении, учитывается коэффициент запаса прочности, который мы сейчас рассмотрим.

Коэффициент запаса прочности ветви – это отношение разрывного усилия ветви к рабочей нагрузке.

Для всех ветвей цепных стропов он должен быть больше 4,

для ветвей стальных канатов более 6;

для текстильных стропов изготовленных из полимерных материалов – более 7.

Расчёт длины ветви многоветвевого стропа

Расчет стропов из стальных канатов перед применением в эксплуатации должен выполняться с учетом числа ветвей канатов и угла наклона их к вертикали

Для стропа с числом ветвей более 3-х, воспринимающих расчетную нагрузку, учитывают в расчете не более трех ветвей.

При расчете стропов, предназначенных для транспортировки заранее известного груза, в качестве расчетных углов между ветвями стропов принимаются фактические углы.

Расчет длины ветвей стропов.

Как добиться того, чтобы угол между противоположными ветвями стропов не превышал допустимых 90˚? Очевидно, что этот угол напрямую зависит длины ветви, поэтому необходимо уметь её рассчитывать. Самым просты способом является следующий – необходимо измерить расстояние между противоположными точками крепления груза, минимально допустимая длина ветви стропа должна быть не менее ¾ измеренного расстояния. L≥3/4А , где L – длина ветви стропа, А – расстояние между противоположными точками крепления груза.

Сроки осмотров съёмных грузозахватных приспособлений

В процессе эксплуатации съемных грузозахватных приспособлений и тары эксплуатирующая организация в лице назначенного приказом специалиста должна периодически производить их осмотр не реже чем:

1.траверс, клещей, захватов и тары - каждый месяц;

2.стропов (за исключением редко используемых) - каждые 10 дней;

3.редко используемых съемных грузозахватных приспособлений - перед началом работ.

Стропальщики и крановщики (операторы) должны проводить осмотр грузозахватных приспособлений перед их применением.

Нормативные требования к осмотрам, техническим освидетельствованиям и ремонту стропов

В соответствии с требованиями ФНП по ПС «Осмотр съемных грузозахватных приспособлений и тары должен производиться по инструкции, утвержденной распорядительным актом эксплуатирующей организации (при отсутствии норматива или браковочных показателей изготовителя) и определяющей порядок и методы осмотра, браковочные показатели. Выявленные в процессе осмотра поврежденные съемные грузозахватные приспособления должны изыматься из работы.

Таким образом Правила устанавливают, что приоритетными нормами при браковке СГП являются нормы, установленные предприятием –изготовителем СГП, указанные в паспорте (руководстве по эксплуатации) соответствующего СГП. При отсутствии таких данных необходимо руководствоваться нормами браковки определенными в Приложении №4 и Приложении №7 ФНП по ПС.

Браковочные показатели стропов общего назначения

Общие нормы браковки стропов

1. Отсутствие маркировки – отсутствует клеймо (бирка) или не читаются сведения о стропе, которые содержат информацию об изготовителе, грузоподъемности;;

2. Имеются признаки термического воздействия (эл. ток, пожар и т.п.);

3. Трещины любого размера и расположения;

4. Износ поверхности элементов или наличие местных вмятин, приводящих к уменьшению площади поперечного сечения на 10 процентов и более;

5. Наличие остаточных деформаций, приводящих к изменению первоначального размера элемента более чем на 3 процента;

Главные критерии, которыми надо руководствоваться при выборе строп – вес и размеры (габариты) поднимаемого груза. При расчетах предельных нагрузок важно учитывать прочность стропов, которая определяется показателем разрывного усилия, возникающего в ветвях стропа. Этот показатель может существенно превышать вес груза.

Строповка – необходимые расчетные параметры для безопасных грузоподъемных работ

Нагрузка, действующая на ветви стропов (I – оптимальное расположение строп, II – опасная зона)

При подборе типа, вида, материала строп для грузоподъемных работ учитывается комплекс критериев:

вес груза – если масса неизвестна, то строповка грузов запрещена;

расчет центра тяжести, обвязка (в случае применения нескольких типов обвязки показатели суммируются):

затяжка петлей – грузоподъемность снижается на 20 % от заявленной на бирке;
свободная укладка на две стропы – грузоподъемность повышается на 100%;
угол 45 0 – грузоподъемность снижается на 10%;
угол 90 0 – снижение грузоподъемности на 30%.

количество и расположение точек крепления строп к грузу;
регулировка натяжения в соответствии с предельными параметрами, заявленными изготовителем – для строп из текстиля, стального каната (указывается в спецификации);
определение материала стропы – канат из стали, цепь различного сортамента и грузоподъемности;
длина стропы — при короткой длине угол больше 90 0 , при большой — теряется допустимая высота для подъема груза, появляется вероятность кручения. Рекомендуемый безопасный размер угла между ветвями строп 60 – 90 0 ;
угол между ветвями строп.

Для обеспечения безопасности, предотвращения переворачивания, разворота, опрокидывания грузов важно рассчитать все заданные параметры.

Как рассчитать предельные нагрузки на стропы в зависимости от угла наклона

Схема расчета нагрузок приведена для двух ветвей строп, расположенных под углом к вертикали, но может применяться и для большего количества строп. При расчетах большего числа ветвей за вертикаль к углу α/2 принимается прямая, которая проходит через крюк.

Надо поднять груз массой G, с центром тяжести (как показано на рис.2) в точке С. Точки А и В – место крепления стропов. Угол между ветвями стропов – α.

Пример практического расчета усилий в ветвях стропа Т при изменении параметров угла α.

Усилие, в ветвях стропов T зависит от массы G груза и рассчитывается по формуле:

T = G / (2 · cos (α/2))

Но, величина усилия, возникающего в ветвях стропов будет меняться в процентном отношении к весу груза G, в зависимости от изменения угла α между ними.

График на рис.3 показывает, что усилие при увеличении угла между стропами выше 120 0 быстро и нелинейно растет.

При угле в 90° нагрузка на каждую ветвь стропа 71% от веса груза, при угле 120° усилие равно массе груза, при 150° усилие в каждой ветви превышает массу груза в два раза.

Для числа стропов более двух расчет усилий в ветвях выполняется по формуле:

T = G / (n · cos β)

n - число ветвей;
β - угол между стропом и вертикалью.

Выбирая строп для грузоподъемных работ важно знать массу груза и положение центра тяжести, чтобы правильно выбрать точки зацепа, регулировать одинаковое натяжение.

Таблица для расчетов рабочих нагрузок на строп с учетом выбранного способа крепления и угла между ветвями.

Проверку строп, с указанием номера на бирке, необходимо проводить раз в десять дней с занесением записей результатов осмотра в журнале регистрации. По регламенту технические испытания строп должны выполняться каждые полгода.

Выбор стропов начинают с определения массы груза и расположения его центра тяжести. Если на грузе таких обозначений нет, то необходимо уточнить эти параметры у лица, ответственного за производство грузоподъемных работ. Во всех случаях необходимо убедиться в том, что груз, подлежащий перемещению, может быть поднят имеющимися в вашем распоряжении грузоподъемными средствами. Определив массу поднимаемого груза и расположение центра тяжести, затем определяют число мест застропки и их расположение с таким расчетом, чтобы груз не мог опрокинуться или самостоятельно развернуться. Из этого расчета выбирают строп или подходящее грузозахватное приспособление. Одновременно следует учитывать длину выбираемого многоветвевого стропового грузозахватного приспособления.

При выборе длины стропа следует исходить из того, что при малой длине угол между ветвями строп будет больше 90°, а при большой длине — теряется высота подъема груза и возникает возможность его кручения. Оптимальные углы между ветвями строп находятся в пределах 60 – 90° (рис.1).

При выборе строп следует также определить, из каких элементов должна состоять гибкая часть стропа (стальной канат или цепь, или другой вид жестких строп и т. п.) и какие концевые и захватные элементы целесообразнее использовать для подъема конкретного груза.

Рис.1. Схема распределения нагрузок на ветви стропа: I – рекомендуемая зона захвата груза; II – не рекомендуемая зона захвата груза

2. Выбор грузового стропа

Определив массу поднимаемого груза, далее необходимо правильно выбрать строп с учетом нагрузки, которая возникает в каждой его ветви. Нагрузка, приходящаяся на каждую ветвь, меняется в зависимости от числа мест зацепки груза, от его размеров, от угла между ветвями стропа, от длины его ветвей. Усилия, возникающие в ветвях стропа при подъеме груза, можно определять двумя способами (рис.2).

Рис.2. Схема натяжения стропа.

3. Способы расчета усилий в ветвях стропа

1. Нагрузку, приходящуюся на каждую ветвь стропа, можно определить по первому способу так
S = G•g/(k•n•cosα), (1)
где: S — Натяжение ветви стропа. H (кгс)
G – Вес груза. H (кгс)
g – ускорение свободного падения (g=9,8 м/с2 )
n – Число ветвей стропа.
α – Угол наклона ветви стропа (в градусах).
2. Заменив для простоты расчета ~1/cosα коэффициентом m, получим
S = m•G•g/(k•n), (2)
где: m – Коэффициент, зависящий от угла наклона ветви к вертикали;
при α = 0º — m = 1
при α = 30º — m = 1,15
при α = 45º — m = 1,41
при α = 60º — m = 2,0.

Канаты должны быть проверены на прочность расчётом: P/S ≥ k,
где: P – разрывное усилие каната в целом в H(кгс) по сертификату.
S – наибольшее натяжение ветви каната H(кгс).
k – должен соответствовать указанием таблицы — коэффициент запаса прочности:
для цепных = 5
для канатных = 6
для текстильных = 7.

Значения величин, применяемых в расчётной формуле (2), приведены в табл. №1:
Таблица.№ 1. Значения величин, применяемых в расчётной формуле (2).

n	1	2	4	8	–	–	–
k	1	1	0,75	0,75	–	–	–
αº	0º	15º	20º	30º	40º	45º	60º
m	1	1,04	1,06	1,16	1,31	1,41	2

4. Примеры.

При подъеме груза массой 1000 кг, числом ветвей стропа n = 4 и α = 45° имеем
S = 1,42•10 000•9,8/(4•0,75) = 46 390 Н,
Грузоподъемная сила, приходящаяся на одну ветвь стропа, равна ~50 кН.

При подсчете усилий в ветвях стропа вторым способом замеряем длину С ветвей (в нашем случае 3000 мм) и высоту А треугольника, образованного ветвями стропа (в нашем случае 2110 мм). Полученные значения подставляем в формулу
S = G•С•g/(А •n•k).
Нагрузка на одну ветвь стропа S = 10 000•3000•9,8/(2110•4•0,75) = 46 450 Н, т. е. также равна ~50 кН.

Нагрузка, приходящаяся на одну ветвь стропа, прямо пропорциональна углу между ветвями стропа и обратно пропорциональна числу ветвей. Таким образом, для подъема того или иного груза имеющимся стропом необходимо проверить, чтобы нагрузка на каждую ветвь стропа не превышала допустимой, указанной на бирке, клейме или в паспорте. В соответствии с действующими правилами Ростехнадзора грузоподъемность стропов, имеющих несколько ветвей, рассчитывают с учетом угла между ветвями 90°. Поэтому, работая групповыми стропами, необходимо лишь следить, чтобы угол α не превышал 45°.

Если груз обвязывается одноветвевыми стропами, например облегченными, рассчитанными на вертикальное положение (α = 0°), то возникает необходимость учитывать изменения утла и, следовательно, нагрузки на ветви стропа.

Нагрузки, действующие на одну ветвь стропа при различных углах между ветвями, приведены в табл. 2.

Таблица.№ 2. Нагрузки, действующие на ветвь стропа, кН.

Масса груза, кг	Угол между ветвями стропа
0°	0°	60°	60°	90°	90°	120°	120°
2	4	2	4	2	4	2	4
530	2,5	1,25	3	1,5	3,5	1,75	5	2,5
630	3,15	1,57	3,78	1,89	4,45	2,22	6,3	3,15
800	4,2	2,1	4,5	2,25	5,75	2,88	8	4
1000	5	2,5	5,75	2,78	7,6	3,8	10	5
1250	0,25	3,13	7,25	3,63	9	4,5	12,5	6,25
1600	8	4	9,6	4,8	11,28	5,64	16	8
2000	10	5	11,5	5,75	14,25	7,13	20	10
2500	12,5	6,25	14,5	7,25	17,75	8,88	25,6	12,8
3200	16	8	19,2	9,6	22,56	11,28	32	16
4000	20	10	23	11,5	28,5	14,25	40	20
5000	25	12,5	28,75	14,38	35,5	17,75	50	25
6300	31,5	15,75	37,8	18,9	44,42	22,21	63	31,5
8000	40	20	46	23	56,75	28,33	80	40
10000	50	25	52,5	28,75	71	35,5	100	50
12500	62,5	31,25	72,5	36,25	90	45	125	62,5
16000	80	40	96	48	119,8	56,4	160	80
20000	100	50	115	57,5	142,5	71,25	200	100

При строповке груза групповым стропом нагрузка на его ветви, если их более трех, в большинстве случаев распределяется неравномерно, поэтому необходимо стремиться, так зацепить груз, чтобы все ветви стропа после зацепления и натяжения имели по возможности одинаковую длину, симметричность расположения и одинаковое натяжение.

5. Техническое освидетельствование грузозахватных средств

Техническое состояние грузозахватных приспособлений проверяют осмотром и испытанием. Освидетельствованию они подлежат (табл. 3) перед вводом в эксплуатацию и периодически во время работы.

Таблица.№ 3. Нормы и сроки освидетельствования грузозахватных средств.

Грузозахватные приспособления можно не испытывать, если они новые, испытаны заводом-изготовителем и не имеют внешних дефектов. При осмотре грузозахватного приспособления проверяют его общее состояние и степень износа зажимов, гаек, шплинтов, заплеток, сварных соединений, брони и т. п. Если грузозахватные приспособления не забракованы при внешнем осмотре, то их испытывают под нагрузкой. Для этого по паспорту, журналу или расчетом определяют предельную рабочую нагрузку. По рабочей нагрузке подбирается испытательная, равная 1,25 рабочей нагрузки.

Во время испытания тарированный груз захватывают испытуемым приспособлением, приподнимают краном на высоту 200 – 300 мм от уровня пола и выдерживают на весу 10 мин. На многих заводах существуют стационарные испытательные стенды.

Если после испытания на приспособлении не обнаруживается повреждений, обрывов, трещин, остаточных деформаций, то оно считается годным. Остаточные деформации, определяют сопоставлением номинальных размеров элементов грузозахватного приспособления до испытания с фактическими размерами после испытания.

Если детали приспособления получили недопустимые по нормам остаточные деформации, то к эксплуатации оно допускается только после тщательного осмотра и пересчета на новую грузоподъемность, а также после последующего испытания. К испытанному приспособлению прикрепляют бирку, на которой указывают номер, грузоподъемность, дату испытания.

Результаты освидетельствования заносят в журнал регистрации грузозахватных средств. Журнал содержит полные сведения о каждом приспособлении: порядковый номер, назначение, техническая характеристика, наименование завода-изготовителя, дату изготовления, заключение ОТК о результатах испытания.

На каждом предприятии, строительстве, базе, где имеются грузоподъемные краны, назначают специалиста, инженера или техника-механика, ответственного за безопасную эксплуатацию кранов, грузозахватных средств и техническое освидетельствование их. В крупных организациях инженер по надзору может быть наделен правами инспектора Ростехнадзора России.

Факторы, влияющие на рабочую нагрузку строп из стального каната

На рабочую нагрузку строп из стального каната влияет угол между ветвями стропа, а также радиус изгоба стропа. Подъём запрещен, если угол между ветвями выше 120 о. На рис. 1 зависимость влияния угла на грузоподъемность. Малые радиусы изгиба стропа увеличивают нагрузку на участок изгиба. Если например диаметр изгиба равен диаметру стропа, то грузоподъёмность уменьшается на 50% ( см. рис.2). К тому же строп меняет первоначальную форму. По этим причинам рекомендуется петли стропа защищать коушами, а острые углы поднимаумого груза защищать угловыми предохранителями.

Читайте также: