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鋼絲繩承載索設計:張力計算、選擇、安裝

作者: admin 編輯: admin 來源:admin 發布日期:2019-09-01 22:52
信息摘要:
依據《GB 50127-2007架空索道工程技術規范》和《GB 12141-2008貨運架空索道安全規范》,在索道的設計中,索道承載索必須選擇鋼絲繩制作。而從索道構架整體看,此承載索是一個柔性構件

依據《GB 50127-2007架空索道工程技術規范》和《GB 12141-2008貨運架空索道安全規范》,在索道的設計中,索道承載索必須選擇鋼絲繩制作。而從索道構架整體看,此承載索是一個柔性構件、而只承受拉力,其材料服從虎克定律。同時,在分析其受力時,把支架上承載索鉸點的變形忽略不計,由此可按拋物線理論對承載索受力進行分析計算,求解承載索的張力,垂度、切線傾角,曲率半徑及曲線長度,以解決……承載索的安裝長度問題……計算中其他有關參數等,重載最大垂度一般由用戶在任務書中提出。

鋼絲繩承載索設計:張力計算、選擇、安裝

承載索的設計計算,一般需要考慮既要達到集運貨物產量高、成本低、又要生產安全可靠,這就要進行多方案的設計計算。特別是多跨架空索道計算公式繁瑣復雜,計算工作量大,設計者頗感棘手。下面,以一個單索單跨往復式承載索設計實例,來說明快裝索道承載索及其應用:

 

用戶任務書:承載索長度220米(水平最大距離150米,高度最大150米),最大貨物載重量:1噸,線路坡度:0~45°,要求設計承載索安裝最快。

 

在本實例中,當垂度給定時,承載索對載貨小車支持力,主要受兩方面因素影響:一是隨小車滑行過程變化而變化;二是隨上下兩支點安裝高度差變化而變化,理論分析當小車滑行至跨中時,承載索產生最大撓度和最大張力。通過計算兩支點在水平安裝、和45°坡度安裝兩種情況下,承載索在跨中時的張力進行比較,得出,承載索在45°坡度安裝時,張力最大。下面給出45°坡度安裝時,承載索產生最大張力值的計算過程,如下圖1所示:

 

1撓度選擇

 

架空索道承載索的工作垂度ε(跨中最大撓度與水平跨度的比值)一般為0.05~0.07,最理想的垂度為0.055~0.06,(在周新年的《架空索道設計》一文中,給出的是0.04~0.06)如果我們選擇最小垂度0.055,計算跨中最大撓度f

 

f=εxL=150x0.055=8.25米。

 

但考慮到本索道使用的特殊性--即為了保證沿線0~45°地質情況,全部能夠通過障礙物,并綜合考慮支架架設高度,實際計算選擇最小撓度為4米。

 

即,在兩支點水平安裝時,根據索道支架高度8.4米,吊鉤長度0.4m,假設捆綁索延伸伸長1米計算,如果預留障礙點與被吊物底端間距為0.5米,當地形坡斜面與索道玄平行時,計算通過最大被吊物高度H:

 

H=8.4-0.4-1.0-0.5-4.0=2.9m

 

被吊物高度不得大于2.9米。

 

2承載索張力計算

 

根據力的平衡原則,當載荷集中在中點時,為簡化計算,承載索被完全看成是柔性構件,忽略承載索均載影響,則,

 

重力的水平分力;(T+t)sinα-Tsinβ=0

 

重力的垂直分力;(T+t)cosα-Tcosβ-1=0

 

其中,T為承載索張力t為牽引力α為載荷點牽引索上段與豎直線的夾角,β為載荷點牽引索下段與豎直線的夾角,1為所需支持力,

 

鋼絲繩承載索設計:張力計算、選擇、安裝

 

根據馳度計算,當h=4時,帶入計算得,T=12.89噸,t=0.71噸

 

在本實例中,當牽引索在中點駐留時,牽引索將被完全放開,被吊物依靠滑車與承載索的摩擦力停留,實際承載索上半段承受的最大張力將包含荷重分量,即承載索張力和牽引索牽引力,為:T+t=12.89+0.71=13.6噸

 

3承載索選擇及安裝

 

根據《GB12141-2008貨運架空索道安全規范》,鋼絲繩應選擇符合GB8918,或YB/T5295要求的鋼絲繩。為減少鋼絲繩重量,選用重要用途鋼絲繩,抗拉強度級別1870Mp,查表得承載索安全系數3.0。

 

計算鋼絲繩最小破斷拉力T0:T0=3.0X13.6=40.8噸力

 

選用強度級別1870級填充式鋼絲繩,鋼絲繩最小直徑Ø24mm。

 

查,直徑24mm鋼絲繩重量比約為230Kg/100米,計算220米(不考慮端部制作)鋼絲繩自重,得:G=230Kg/100X220=506Kg

 

在承載索安裝時,承載索選擇一端固定,另一端張緊的安裝方式。固定端制成環眼,由于承載索放繩時,可能僅需要使用承載索的一部分,依據通常方法,為了減少勞動量,只選擇對鋼絲繩環眼端直接放繩。放繩時,鋼絲繩質量較重,且不允許在地面摩擦,和沾染土石污染,一般情況,放繩采用牽引索,通過轉向滑輪牽引,進行有張力放繩(在本設計中,考慮到牽引機重量及搬運困,一般只把牽引機安裝到運輸車能夠方便卸貨的地方)。

 

在承載索張緊過程中,為了節約時間,本承載索的張緊不采用配重形式,借用周志剛在“往復式客運索道雙承載索兩端錨固裝置設計”中提到的張緊方法:在該方法中,為了使液壓缸行程盡可能的短,先通過手拉葫蘆逐漸收緊,使之達到一個預估的張緊力,然后,在張緊端采用多個繩卡固定,承載索通過兩組繩夾和兩根長螺桿及張緊架與錨固機架聯接,隨后,通過一個液壓系統張緊液壓缸,拉緊承載索,在承載索繩卡端,連接一個壓力傳感器,測定和顯示承載索實時拉力。

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