Как ни странно, но разрывное усилие в ветвях стропов может в несколько раз превысить вес поднимаемого с их помощью груза. Если задать такой казалось бы наивный вопрос стропальщикам, крановщикам, мастерам, то вряд ли большинство ответят правильно, хотя понимание ими этого вопроса является залогом безопасной работы.
В этой статье мы наглядно покажем, как при увеличении угла между двумя стропами в геометрической прогрессии 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, кратко коснемся 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. Хотя мы рассмотрим вариант только с двумя стропами, это можно отнести и к большему числу стропов. Просто в этом случае угол α/2 нужно брать между ветвью стропа и вертикалью, проходящей через крюк.
Схема строповки, о которой пойдет речь, изображена на рисунке.
Груз весом G с центром тяжести в точке C зацеплен за точки A и B двухветвевым стропом. Верхним кольцом строп надет на крюк крана. Угол между ветвями стропа – α. Требуется найти усилия в ветвях стропа T при различных углах α.
Усилие, возникающее в каждой из ветвей стропа T, в зависимости от веса поднимаемого груза G рассчитывается по формуле:
T = G / (2 · cos (α/2))
А усилие, возникающее в каждой из ветвей стропа T, в зависимости от угла между стропами α, выраженное в процентах от веса поднимаемого груза G показано на следующем графике:
На графике прекрасно видно быстрое нелинейное нарастание усилия в ветвях стропа при увеличении угла более 120°. Если при угле α равном 90° каждая ветвь стропа нагружена силой T равной 71% от веса груза G, то при угле α равном 120° усилие в каждой из ветвей T уже равно весу груза G, а при угле α равном 150° усилие в каждой из ветвей T достигнет почти двойного веса груза G!
Если число стропов больше двух, усилие, возникающее в каждой из ветвей стропа T, в зависимости от веса поднимаемого груза G рассчитывается по формуле:
где,
n — число ветвей стропов;
β — угол между стропом и вертикалью.
Подбирая строп, необходимо 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°. 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, чтобы угол между стропами не превышал 90° (или 45° 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°, а иногда большим 120°. 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).
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.
В большинстве промышленных отраслей применяются многоветвевые стропы. Они адаптированы для перемещения грузов при прочном креплении за несколько точек. Ключевым моментом при изготовлении считается усилие, которое должна выдержать каждая из ветвей под определённой нагрузкой.
Грузоподъёмность стропа должна соответствовать заявленным характеристикам. Все виды этих изделий обладают некоторым запасом прочности применительно к разрывной нагрузке. Например, для текстильных величина коэффициента запаса прочности — 7, для цепных — 4, для канатных — 6. Однотонным текстильным стропом нельзя поднимать 7-тонные грузы.
Не рекомендуется работать с грузами массой больше заявленной грузоподъёмности строп. Коэффициент запаса прочности нужен, чтобы исключить повреждение либо обрыв изделий при действии сильной динамической нагрузки. Её величина может многократно превышать статическую нагрузку (к примеру, при резком поднятии либо обрыве ветви многоветвевого стропа).
При длительной эксплуатации изделий накапливается усталость материала. Это следствие многократных подъёмно-транспортных операций. Они приводят к рыхлению материала, образованию трещин, смятий в области контакта с грузом.
Стальные и текстильные стропы имеют высокую вероятность повреждения различными сторонними предметами или частями грузов. Разрушение происходит постепенно, что позволяет обнаружить повреждение на ранней стадии. Выбирайте изделия с запасом по прочности, грузоподъёмности. Он должен быть достаточным для раннего обнаружения дефектов материала и последующего безопасного спуска груза.
Правильный подбор стропов производится с учётом:
- массогабаритных характеристик поднимаемого груза;
- применяемого способа строповки;
- особенностей груза (наличие смещённого центра тяжести, острых краёв и выступов).
При работе с грузами массой больше грузоподъёмности строп срок службы этих изделий значительно сокращается, возрастает вероятность частичного/полного разрушения, возможного разрыва.
© 2001-2019, ООО «Строп-Комплект» производство и поставка
грузозахватных приспособлений по всей России.
Отправить ответ