Как влияет угол строповки на величину нагрузки на ветви стропа

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 19.09.2024

Грузоподъемность стропа должна соответствовать массе наибольшего поднимаемого груза с учетом количества ветвей стропа и угла наклона их к вертикали, а также коэффициента запаса прочности (рис. 2). Коэффициент запаса прочности стропа принимают не менее 6. Конструкция многоветве-вых стропов должна обеспечивать равномерное натяжение всех ветвей.

Грузоподъёмность двухветвевого стропа общего назначения указывают при угле между ветвями 90°, а специального (предназна-,. ченного для подъема определенного груза) - при угле между ветвями, принятом при расчете. Наибольшее усилие будет при угле 120°, наименьшее - при угле 60 °.

При известной массе груза Р натяжение S, возникающее в каждой ветви, определяют по формуле:

где коэффициент т при а-0, 30, 45° соответственно равен 1; 1,15; 1,42; п - количество ветвей.

При вертикальном расположении ветвей стропа нагрузка на каждую из них будет равна массе груза, поделенной на число ветвей. Если же ветви стропа занимают наклонное положение, то усилие в ветви будет тем больше, чем больше угол между вертикалью и направлением ветви. Если угол равен 30°, то усилие в ветви стропа возрастает в 1,15 раза, при угле, равном 45°,- в 1,42 раза, а при угле, равном 60 °,- в 2 раза.

В зависимости от массы и габаритов поднимаемого груза применяют стропы в 1, 2, 4, 6 и 8 ветвей. Для безопасности монтажа элементов надо применять стропы с полуавтоматическими захватами (замками), которые позволяют быстро осуществить строповку и расстроповку груза, не поднимаясь к месту его установки. Полуавтоматические стропы применяют для захвата деталей, не имеющих монтажных петель и скоб, а под поднимаемый груз устраивают инвентарные подкладки, которые надевают на стропы.

Каким требованиям должны соответствовать траверсы? Траверсы - это дополнительные промежуточные элементы между поднимаемой конструкцией и крюком крана. Основное назначение их - предохранять поднимаемые элементы от воздействия сжимающих усилий, которые возникают в зависимости от угла между ветвями стропов. Их конструкции должны быть такими, чтобы исключалась возможность самопроизвольного отцепления их и обеспечивалась устойчивость груза во время его подъема и перемещения.

Смотрите также:
Какие правила необходимо выполнять при эксплуатации съемных грузозахватных приспособлений?

Стропы и канаты являются основным средством для подъема груза

Выбор стропов начинают с определения массы груза и расположения его центра тяжести. Если на грузе таких обозначений нет, то необходимо уточнить эти параметры у мастера, бригадира или лица, ответственного за производство грузоподъемных работ. Во всех случаях стропальщик должен сам убедиться в том, что груз, подлежащий перемещению может быть поднят имеющимися в его распоряжении грузоподъемными средствами. Определив массу поднимаемого груза и расположение центра тяжести, стропальщик определяет 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, закрепленные за стропальщиком. 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, траверса или другой вид жестких строп и т. п.) и какие концевые и захватные элементы целесообразнее использовать для подъема конкретного груза. Перед работой следует тщательно проверить состояние крановой подвески с крюком и крюковой обоймы.

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

При обнаружении неисправности следует доложить об этом крановщику.

Выбор строп и канатов

Определив массу поднимаемого груза, стропальщик должен 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). Нагрузку, приходящуюся на каждую ветвь стропа, можно определить по первому способу так
S — Qg/nk cos а,
где Q — масса груза; n — число ветвей стропа; а — угол между вертикально опущенной осью и ветвью стропа; k- коэффициента неравномерности нагрузки стропа на каждую ветвь, зависящую от п; g — ускорение свободного падения 9,8 м/с2). Заменив для простоты расчета ~l/cosa коэффициентом m, получим S = mQg/nk. Значения величин, применяемых в формуле, приведены ниже:

n	… 1	2	4	8	—	—
k	… 1	1	0,75	0,75	—	—	—
а, град	… 0	15	20	30	40	45	60
m	… 1	1,04	1,06	1,16	I ,31	1 ,41	2

При подъеме груза массой 1000 кг, числом ветвей стропа п = 4 и а = 45° имеем

Рис. 2. Схема строповки грузов четырехветвевым стропом
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 = QCg/Ank.
Нагрузка на одну ветвь стропа 5= 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 стропальщик должен проверить, чтобы нагрузка на каждую ветвь стропа не превышала допустимой, указанной на бирке, клейме или надписи. В соответствии с действующими правилами Госгортехнадзора грузоподъемность стропов, имеющих несколько ветвей, рассчитывают с учетом угла между ветвями 90°. Поэтому, работая групповыми стропами, нужно лишь следить, чтобы угол а не превышал 45°. Если груз обвязывается одноветвевыми стропами, например облегченными, рассчитанными на вертикальное положение (а = 0°), то возникает необходимость учитывать изменения угла и, следовательно, нагрузки на ветви стропа.
Нагрузки, действующие на одну ветвь стропа при различных углах между ветвями, приведены в табл.
НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ВЕТВЬ СТРОПА, кН

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

Если Вы затрудняетесь в подборе строп и канатов, просто свяжитесь с нашими менеджерами, которые профессионально подберут для Вас оптимальный вариант!

Может ли разрывное усилие в ветвях стропов превысить вес поднимаемого с их помощью груза? Задайте этот наивный вопрос стропальщикам, крановщикам, мастерам. Вряд ли большинство ответят правильно, хотя понимание ими этого вопроса является залогом безопасной работы.

Непонимание реально может угрожать здоровью, и даже жизни, как самого стропальщика, так и окружающих его людей.

В этой маленькой статье я покажу на диаграмме Excel, как при увеличении угла между двумя стропами лавиной нарастает действующее в них разрывное усилие . Все это элементарно просто и на первый взгляд не заслуживает особого внимания, но из-за значительной важности понимания этого вопроса я решился кратко коснуться темы расчета стропов с ветвями, работающими под углом к вертикали. Для всех, кто связан с погрузо-разгрузочными работами – это очередное и, думаю, нелишнее напоминание о важности знания и соблюдения правил строповки грузов!

Расчет в Excel усилий в ветвях стропа.

Схема строповки, о которой пойдет речь, изображена на рисунке, размещенном чуть ниже этого текста.

Условия задачи:

Груз весом G с центром тяжести в точке C зацеплен за точки A и B двухветвевым стропом. Верхним кольцом строп надет на крюк крана (на рисунке не показан). Угол между ветвями стропа – α . Требуется найти усилия в ветвях стропа T при различных углах α .

Загружаем MS Excel или OOo Calc и начинаем расчет стропов!

Исходные данные:

1. Угол между ветвями стропа α в градусах вписываем

в ячейку C15: 30

Расчет усилий в ветвях стропа:

2. Усилие, возникающее в каждой из ветвей стропаT , выраженное в процентах от веса поднимаемого груза G рассчитываем

в ячейке C16: =½/COS (C15/2*ПИ()/180) =52%

T = 1/(2* cos (α /2))

На графике прекрасно видно быстрое нелинейное нарастание усилия в ветвях стропа (о котором мы говорили в самом начале статьи) при увеличении угла более 120 градусов! Если при угле α равном 90 градусов каждая ветвь стропа нагружена силой T равной 71% от веса груза G , то при угле α равном 120 градусов усилие в каждой из ветвей T уже равно весу груза G , а при угле α равном 150 градусов усилие в каждой из ветвей T достигнет почти двойного веса груза G !

Подбирая строп, следует знать вес груза и понимать местоположение центра тяжести для грамотного определения точек зацепов.

Важно правильно выбрать длину ветвей стропа! Правильно – это когда угол между стропами находится в диапазоне от 60 до 90 градусов. При таком угле груз наиболее устойчив от произвольных разворотов и переворотов. При этом, как правило, еще не слишком теряется высота подъема.

Исходя из вышесказанного, рекомендуется стропальщику (и крановщику, и мастеру) следить, что бы угол между стропами не превышал 90 градусов (или 45 градусов к вертикали)! Конечно, строп должен быть подобран с ветвями соответствующей грузоподъемности и необходимой длины.

Чаще всего нарушения озвученного выше правила происходят при небольшом выборе стропов или при недостаточной высоте подъема. Тогда приходится производить строповку груза с углом между ветвями большим 90 градусов, а иногда большим 120 градусов. В таком случае нужно быть трижды внимательным и перепроверить расчетом прочность ветвей стропа, не смотря на то, что они изготавливаются со значительным коэффициентом запаса прочности (5 — для цепных стропов, 6 – для канатных стропов, 7 – для текстильных стропов)!

Ответственные за безопасное производство работ, не забывайте проводить освидетельствование стропов каждые 10 дней и делать соответствующие записи в журнале регистрации грузозахватных приспособлений! Испытывать стропа необходимо через каждые полгода эксплуатации.

Чтобы получать информацию о выходе новых статей прошу Вас подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или в окне вверху страницы.

Прошу уважающих труд автора скачивать файл после подписки на анонсы статей!

Эффективность и безопасность работы с многоветвевыми стропами напрямую зависит от умения грамотно распределить нагрузку между ветвями. Неискушенному в работе с такелажным оборудованием человеку может показаться, что решение этого вопроса лежит на поверхности: нужно просто разделить грузоподъемность на количество составляющих. А вот опытные стропальщики знают, насколько ошибочно это мнение, ведь успех зависит от ряда сопутствующих факторов. От каких же?

4 ключевых фактора, от которых зависит нагрузка на каждую ветвь

Количество мест зацепки.
Размер и масса грузового места.
Длина каждой составляющей.
Угол между ними.

Для расчета натяжения каждой единицы (S) предложено несколько способов. Один из них реализован в следующей формуле: S=Q/(n cos a), где Q – это масса объекта, n – количество ветвей, а – угол их наклона к вертикали (для подсчета берется его косинус).

Рассмотрим пример

Предположим, стоит задача перевезти 16-тоннажный объект при помощи четырехветвевого стропа при условии соблюдения 45°. Натяжение рассчитывается по такой формуле: 16 т/(4 х cos45) = 5,66 т. Таким образом, каждая часть выдерживает 5,66 т, а отнюдь не 4, как могло бы показаться с первого взгляда (если 16 тонн разделить на 4). На основе этой цифры и подбираются грузозахватывающие устройства, например крюки.

Почему так важно отслеживать угол между стропами?

Из формулы видно, что натяжение увеличивается не только с ростом массы, но и с расширением угла за счет растягивающих усилий. Законы физики указывают на то, что критичной может стать отметка в 120°, при достижении которой в случае в двухветвевым приспособлением нагрузка превысит допустимый показатель. Это справедливо для текстильных модификаций: к цепным и канатным требования еще более жесткие.

Следить за величиной этого параметра необходимо еще и потому, что не только возрастает вероятность разрыва такелажа, но и увеличивается сжимающая сила, действующая на груз. А это может привести к его разрушению. Оптимальные показатели – 60-90°.

О чем позаботились некоторые производители

Это, конечно, не снимает ответственности с такелажников, скорее, даже наоборот. В случае с подъемом крупного груза расслабляться нельзя, и эксперты в этой отрасли никогда не посоветуют новичкам самостоятельно рассчитывать эти показатели, основываясь на теории из учебников. Гораздо правильнее – довериться профессионалам.

Главные критерии выбора стропов – масса и размеры груза. Угол между ветвями стропа ни при каких условиях не должен превышать 90 градусов. Усилия в могут быть распределены по-разному. Определяющим фактором распределения усилий является угол наклона ветвей стропа. Зависимость такова: при уменьшении угла наклона усилие возрастает. Поэтому, если угол наклона будет чрезмерно большим (более 120 градусов), строп может разрушиться. То же самое произойдет и при уменьшении угла наклона к горизонту. Этот угол должен составлять не менее 30 градусов.

Оптимальными для работы стропа считаются следующие условия: угол между ветвями не превышает 90 градусов, угол наклона к горизонту – 45 градусов и более.
Если необходимо уменьшить нагрузку на ветви стропа, обычно увеличивают их длину. Нужно понимать, что при увеличении длины стропов соответственно увеличивается и высота строповки, а, значит, высота подъема, за счет потери высоты подъема крюка, снизится. Важно обеспечивать равномерность натяжения всех ветвей стропов. Только при этом условии груз считается надежно закрепленным, а равнодействующая силы натяжения проецируется строго в центр тяжести груза.

Стропы должны иметь регистрационный номер, который указывается на прикрепленной к нему бирке. Помимо инвентарного номера, бирка должна содержать информацию о грузоподъемности стропа с указанием даты проведения испытаний. Для строп общего назначения грузоподъемность указывается для случая, когда угол между ветвями строп составляет 90 градусов. Расчет грузоподъемности строп для подъема конкретных грузов производится, исходя из специфики каждого груза.

Существуют стропы, которые получили название полуавтоматических. Особенность таких строп – в наличии специального устройства для расстроповки груза без непосредственного участия человека. Использование полуавтоматических строп повышает производительность грузоподъемных механизмов, сокращает время, затрачиваемое на подъем груза, и делает работу стропальщика более безопасной. Полуавтоматические стропы часто применяются при монтаже конструкций из железобетона и стали, при строительстве трубопроводов и при проведении многих других работ. Конструкция полуавтоматических стропов может быть различной. Например, максимально быструю строповку и расстроповку грузов обеспечивает полуавтоматический строп с замком.
Замок для стропа изготавливается из стальной заготовки полукруглой формы в которую вваривается распорка. Для запирания замка используется запорный штифт, который крепится в проушинах скобы. Также, к проушине крепится и пружинная обойма. Расстроповка груза происходит в том случае, если при ослабленном грузовом канате, при помощи дополнительного, или тягового каната, запорный штифт переводится в крайнее правое положение.

Стропы должны быть надежными и прочными. Существует ряд критериев для отбраковки строп. Среди них: большая деформация стропа; превышающее установленные нормативы количество оборванных проволочек; коррозия или износ более 40%; трещины на крюках стропы; износ зева стропа.

4 ключевых фактора, от которых зависит нагрузка на каждую ветвь

Количество мест зацепки.
Размер и масса грузового места.
Длина каждой составляющей.
Угол между ними.

Рассмотрим пример

Почему так важно отслеживать угол между стропами?

О чем позаботились некоторые производители

Стропы — одни из популярных приспособлений для подъема грузов. Их используют при подъеме и перемещении разнообразных по форме и тяжести грузов, в различных температурных условиях. Рассмотрим основные вопросы выбора и эксплуатации двух типов грузоподъемных стропов: канатных и цепных.

Стальные канатные стропы активно используются в строительстве при грузоподъемных работах, благодаря универсальности, простоте и практичности, высокой степени надежности и износоустойчивости и безопасности. У стальных стропов прекрасные эксплуатационные качества, долгий срок эксплуатации и весьма демократичная цена по сравнению с цепными вариантами. Специалистов привлекает их прочность, а также легкая визуальная фиксация дефектов. Также стальные канаты выдерживают резкие и динамические нагрузки.

Недостатками стропов из стальных канатов являются:

возможность пораниться порванными проволоками внешних прядей;

при подъеме и перемещении твердых грузов смогут возникать деформации проволок, что приводит к выбраковке стропа.

ограниченные температурные режимы применения стропов: не выше 100 °С.

Основной альтернативой канатных являются цепные стропы, применение которых часто уместно в агрессивных средах, при больших нагрузках. Цепные стропы чаще всего используются в металлургии в высоких температурных режимах.

Преимущества цепных стропов:

долговечности (до 10 лет)

безопасность в работе

удобства хранения и транспортировки.

Грузоподъемность стропов

Актуальная допустимая масса груза зависит от ряда факторов:

диаметр цепи или троса;

класс прочности стали;

углы отклонения цепных ветвей от вертикали;

Таблица расчета коэффициента рабочей нагрузки при углах наклона

Также важно понимать, что коэффициент запаса прочности не означает возможность подъема груза в 7 тонн однотонным стропом. Данная цифра показывает возможность стропа выдержать и не оборваться при динамических нагрузках при резком подъеме или обрыве одной из ветви.

Эксплуатация стропов

Общие правила строповки грузов.

1. Зацеплять груз следует только в соответствии со схемой строповки.

2. Зацепление захватных приспособлений стропа за проушины груза. Если груз не имеет штатных проушин, то ввинчиванием или электросваркой к грузу можно присоединить съемные скобы для строповки.

3. Применение вспомогательных цепных элементов – обвязки, за которую цепляют грузозахватные элементы стропа.

4. Крюк должен свободно заходить в зев петли.

5. При строповке груза многоветвевым стропом, ветви стропа должны иметь одинаковое натяжение, и угол между ними не должен превышать 90 градусов.

6. Строп накладывается без узлов и перекруток.

7. Неиспользованные концы многоветвевого стропа закрепляют так, что бы они не задевали встречающиеся на пути предметы при перемещении груза.

8. Снимать стропы с груза или крюка можно только после того, как груз прочно установлен, а при необходимости и закреплен.

9. перемещение грузов со свободной укладкой их на петлевые стропы допускается только при наличии на грузе элементов, надежно предотвращающих его от смещения в продольном направлении

Схемы строповки

Технологические регламенты четко прописывают схемы строповки конкретных грузов для максимальной безопасности и надежного перемещения. В случаях отсутствия нужной схемы допускается транспортировка груза только в присутствии лица, ответственного за безопасное производство работ.

В настоящей статье коснёмся вопроса зависимости рабочей нагрузки стропов от схемы строповки груза.

Очень часто наши клиенты при заказе стропов требуют довольно большую грузоподъёмность изделий. Поскольку стропы большой грузоподъёмности относительно дорого стоят, наши менеджеры всегда уточняют, на самом ли деле требуется такая большая грузоподъёмность. Практически всегда выясняется, что заказчик пытается приобрести стропы с рабочей нагрузкой, равной весу груза, который необходимо поднять и переместить. В таких случаях приходится разъяснять, что номинальная грузоподъёмность стропа, указанная в паспорте и на бирке, действительна только для прямого подъёма груза. В других случаях, в зависимости от схемы строповки, рабочая нагрузка стропа принимается с определённым коэффициентом к номинальной. В таблице, приведённой ниже, указаны коэффициенты для различных схем строповки:

Качество и безопасность проведения грузоподъемных и погрузочно-разгрузочных работ зависит от правильной оценки возможностей грузоподъемных оборудований и съемных приспособлений.

Строповка, в том числе, требует определенных знаний и навыков. Для безопасного перемещения грузов с помощью стропов самым важным фактором является определение нужной грузоподъемности. Канатные, текстильные и цепные стропы могут иметь разные грузоподъемности, зависящие от их особенностей. На бирке стропа производитель, как правило, указывает допускаемую грузоподъемность, но этот показатель относится только к прямой строповке груза. По мере изменения схемы строповки грузоподъемность стропа меняется. В этой статье мы расскажем, как определить нужную грузоподъемность стропов и их ветвей, и от чего зависят грузоподъемности канатных, текстильных и цепных стропов.

Определение грузоподъемности стропа

Грузоподъемные работы со стропами должны проводиться квалифицированными стропальщиками. Это ответственная работа, требующая определенных знаний по расчету грузоподъемности и длины стропов. Для определения последних важно учитывать следующие показатели:

вес груза;
центр тяжести;
число мест креплений и их расстояние;
угол наклона ветвей к вертикали и их длина.

В зависимости от схемы строповки нагрузка на строп может снизиться. Поэтому для определения рабочей грузоподъемности используются определенные коэффициенты. Ниже представляем таблицу, в которой указаны коэффициенты и грузоподъемности при разных схемах строповки.

Из таблицы понятно, что, например, при параллельной схеме строповки рабочая грузоподъемность стропа с прямой грузоподъемностью в 500 кг составит 1000 кг и так далее.

Грузоподъемность стропов меняется также при разных количествах ветвей. Для выбора не только стропа, но и захватных приспособлений нужно оценить нагрузку на каждую ветвь. Для определения нагрузки используется следующая формула:

, где
S – нагрузка на ветвь;
G ‒ вес груза;
m ‒ число ветвей;
k – коэффициент распределения массы груза на ветви;
b – угол наклона ветвей к вертикали;
9.8 – ускорение свободного падения (g=9.8).

Коэффициент распределения массы груза на ветви (k) определяется по числу ветвей.

Расчет нагрузки на ветвь дает возможность рассчитать разрывное усилие стропа по следующей формуле:

, где kзап – это коэффициент запаса прочности.

Этот коэффициент показывает, во сколько раз натяжение на ветвь должно быть меньше разрывного усилия стропа, указанного в паспорте изделия. У стропов из разных материалов он может отличаться.

Канатные стропы изготавливаются из стальных проволок по техническим требованиям специальных ГОСТов. Грузоподъемность стропа определяется по большей части диаметром изделия. Чем больше толщина каната, тем выше его грузоподъемность. У канатных стропов запас прочности должен быть не менее 6:1.

Грузоподъемность цепных стропов отличается в зависимости от параметров звеньев. Чем больше диаметр и длина звеньев, тем выше грузоподъемность стропа. Разрывное усилие указывается на бирке. Запас прочности цепных стропов должен быть не менее 4:1.

Текстильные стропы изготавливаются из текстильных волокон в соответствии с правилами РД 24-СЗК-01-01. Грузоподъемность стропов зависит от ширины ленты. Чем шире лента, тем выше нагрузки может она выдержать. По требованиям безопасности текстильных стропов коэффициент запаса прочности у них должен быть не менее 7:1.

Текстильные стропы разных грузоподъемностей также красятся в разные цвета. Это помогает быстрее определиться с нужной грузоподъемностью и не перепутать изделия.

Читайте также: