Грузоподъемные машины Александров (1004169), страница 30
Текст из файла (страница 30)
6.1, в) грузоподъемностью 40 — 315 т для литейных кранов; 2 — двурогие (рис. 6.1, г) грузоподъемностью 80 — 320 т для кранов общего назначения. Каждый крюк должен выдерживать статическую нагрузку, превышающую его грузоподъемную силу на 25 %. Исходным размером при конструировании однорогого крюка является диаметр зева 0 (рис. 6.2, а), который принимают с учетом условий размерцения в нем двух ветвей пенькового каната или свар- 142 ной цепи. При выборе стандартизованного крюка по грузоподъемности не требуется расчет его прочности. При проектировании крюка, форма и размеры или грузоподъемность которого не соответствуют стандартизованным, необходимо провести расчет его прочности.
Поскольку грузовые крюки по форме можно отнести к брусьям большой кривизны, а формулы расчета иа прочность более удобны для проверки напряжений в сечениях с принятыми размерами, чем для непосредственного определения необходимых размеров сечений крюка, то при проектировании новых крюков целесообразно сначала приближенно определить размеры сечений крюка без учета кривизны, компенсируя допущенную неточность уменьшением допускаемых напряжений, а затем произвести уточненный поверочный расчет на прочность с учетом кривизны. При проведении приближенного расчета для определения напряжений в произвольном сечении крюка (например (рис.
6.2, а) в этого сечения п противоположно лы, равные и п данной силе б. П ма снл состоит и иии А — А, созд е 'а Рве. б.в. Рвсчетквв схема однорогого кркжв: н — схема нэсруженнж  — сееенне т — В н эпжрм напряженнА ИЗ щий момент М, = бх (здесь х — плечо пари сил), и силы 6, которая, будучи разложенной на два взаимно перпендикулярных направления, дает нормальную силу 6 и касательную силу б„.
Наиболее опасным сечением крюка является сечение 1 — 2 (рис. 6.2, а), так как для этого сечения плечо х является наибольшим и, следовательно, изгибающий момент также является максимальным: М. =6( —,+1,). Для сечения 1 — 2 б = б, а 6 = О, следовательно, в сечении возникают напряжения растяжения и изгиба. При приближенном расчете без учета радиуса кривизны наибольшие суммарные напряжения в крайних точках 1 н 2 сечения (рис. 6.2, б): '( —:+") о! = Оввс+ пв = + р ~Р, 1 + Мам С ~ 2 в) О аа = Пава — Ор у р — Ф в в р в где и', н о„'вг — напряжения нагиба соответственно в точках 1 я 2 от действу- ющего момента Мявв; ов — напРЯженне РастЯжении от силы С; йгв = убв, йгв =.
= Л1в — моменты сопротнвлення сеченяя прн изгибе, соответствующне точкам 1 н 2; l — момент янерцнн сеченая 1 — 2 крюка; Р— площадь рассматрнааемого сечения. Для лучшего использования механических свойств материала форму сечения крюка следует подбирать такой, чтобы суммарные напряжения в точках 1 н 2 были одинаковыми по абсолютному значению. Симметричное сечение крюка не может удовлетворить этомУ тРебованию, так как в этом слУчае Пв всегда бУдет больше ов, следовательно, они могут быть равны, если подобрать соответству- ющке значения )уа и МГа. Такие напряжения имеют место в крюке с сечением в виде трапеции с скругленными углами.
На рис. 6.2, б изображено трапециевидное сечение крюка и эпюры напряжений в сечении 1 — 2. В большинстве случаев геометри- ческие соотношения размеров сечения крюков принимают !з ж Р; Ь т ЗЬх. При принятьгх геометрических параметрах расчетные напряже- ния о, и ов превьппают напряжение растяжения бр в 6 раз, т. е. напряжение изгиба а = 56/г" = бо .
Напряжения в сечениях изогнутой части крока с учетом кри- визны определяют по формуле о=о+а = — + —,+ —, О Мввг Мввг у а — р а в в — р рг ргй + где г — радиус крнвнвны лннян центров тяжестя сечений крюка рассматрнваемого сечения; у — рассгояняе рассматриваемой точхн сечения от ося, проходящей через центр тяжести сечения; ноордяната у счвтается положительной для волокон, 1И ° ели они расположены во внепнпою сторону от центра тяжести, и отряцательиой — Иля волокон, расположенных в сторону зева от центра тюкести сечения; и — расчетный козффициент, зависюций от форьпз сечения и кривизны крюка: з=г ° й — — ) — йс. 1 г у р " г+у Если сечения крюка представляют собой правильную геометрическую форму (прямоугольник, трапецию, круг, эллипс и т.
д.), то соответствующее значение коэффициента А можно определить путем аналитического интегрирования. При более сложной форме сечения крюка для получения значений коэффициента й используют графоаналитический способ, Изгибающий момент М „действующий в сечении, принимается положительным, если он стремится увеличить кривизну, и отрицательным — если он стремится уменьшить кривизну. Вычисление напряжений в сечениях криволинейной части крюка можно значительно упростить при расчете стандартных или аналогичных им крюков, где центр зева крюка практически совпадает с центром кривизны центральной оси сечений крюка.
Вследствие этого радиус кривизны г центральной оси сечения 1 — 2 г = Р12 + 1х. Наибольшие по абсолютному значению напряжения будут в точках 1 и 2 сечения. Их определяют по формуле (6.1), подставляя в иее значения величин г и йт при у = — 1х П у П вЂ” 1, ох — — — — — —— + гй г+ у гй г — 1х Уй 11г2 ' при у = +1в й у б 1з а 1. Оя— гй г+ у г"й г+ 1з г"й Ргв+ й Для крюков с общепринятым соотношением геометрических параметров 1 ж 0,428; 1 ж 0,58Ь; Р ж Ь; й ж 0,1 напряжения соответственно в точках 1 и 2 пх ~ 8,40(Р; о ~ — 3,96/1г. Если сопоставить эти напряжения с напряжениями в этих же точках, но Рассчитанньгх без Учета кРивизны ) Пх~ = ~ пз ~ ж 60/Г, то получим в точке 1 увеличенные на 40 егй напряжения, а в точке 2 уменьшенные на 35 %, что указывает на необходимость учета кривизны при расчете крюка. Эпюра результирующих напряжений о, вычисленных по формуле (6.1), показана на рис.
6.2, б пунктирной линией. Кроме определения напряжений в горизонтальном сечении, следует также рассчитать напряжения в вертикальном сечении 3 — 4 (рис. 6.2, а). Прн подвеске груза на одном чалочном канате сила, 14о действующая на крюк в сечении 8 — 4 площадью г„вызывает на- пряжение среза чев = 61рт. Однако этот случай нагружения не является расчетным, так как в сечении крюка возникают более значительные напряжения прн подвеске груза на двух наклонных стропах, расположенных под углом к вертикали. В этом случае на крюк со стороны каждого стропа действуют силы 6, = 61(2соз у). В этой формуле угол наклона стропа у принимают равным 45'. Разложим силу 6а на горизонтальную 6а и вертикальную 6а составляющие: б 6а = 6а зш Т = 2 тв т'; б 6з = 6а соз Т = — ° к Составляющая сила 6е вызывает напряжение среза гор = 6а1лз.
Напряжения в сечении от силы 6а можно определить аналогично определению напряжений в сечении 1 — 2 — приведением действующей нагрузки к силе 6, и изгибающему моменту; Меаг= 6а( 2 +13) ° Напряжения в точках сечения с учетом кривизны крюка можно определить по уравнению, аналогичному уравнению [6.1): и = — + + Па гиааг ааааа у Еа Раг Гагат г+ У ' Наибольшие напряжения в крайних точках 8 и 4 определяют аналогично напряжениям в сечении 1 — 2: Па ~а . Оа ~а па= па = рд г1~ь г ра рр+д Наибольшее приведенное напряжение в точке 8 Кроме изогнутой части крюка, необходимо проверить напряжения в хвостовике, работающем на растяжение.
Напряжения в нарезанной части хвостовика 4О и = — к[о), яд[ где Иа — внутренннд диаметр резьбы квоетовнне. 146 Допускаемые нормальные напряжения в крюках для механизмов с машинным приводом принимают не более 145 МПа, а для механизмов с ручным приводом 160 МПа. Для хвостовика крюков вследствие наличия возможного изгиба, вызываемого раскачиванием груза и сопротивлением блоков — при загрязнении подшипников, напряжения допускают 30 — 70 МПа. При этом на допускаемые напряжения кранов большой грузоподъемности концентраторы напряжений (резьба, заточки и др.) влияют меньше. На кранах большой грузоподъемности, а также для подъема ддинномерных грузов часто применяют двурогие крюки (рис.
6.3). Прн расчете двурогих крюков на расчетную нагрузку при симметричном нх нагруженнн (рнс. 6.3, а) принимают усилие 6, от веса груза 6, передаваемое через строп на рог крюка, бг = сб/(2сгжу), где с = 1,2 — козффицнент нерааномерностн раснредеаеннн нагрузки между обо. нмн рогами крюка. Сечение 1 — 2 (рис. 6.3, а) рассчитывают на усилия 6, и бз, а сечение 8 — 4 — на усилия ба и б, аналогично расчету однорогого крюка. Стержень крюка при симметричном иагружении обоих рогов воспринимает только растягивающие усилия. Однако в практике при транспортировании небольших грузов иногда подвешивают груз на один рог (рис. 6.3, б). Для этого случая расчетное усилие принимают равным 6/2.
Расчетным сечением стержня является сечение б — б, имеющее площадь Р. Разложим усилие 6/2 на составляющие: бе = б/2созР1 бг = 6/2зГп0э з с) с/ рас. б.з. расчетные наемы днурогого крюка: а — неп спппетапенса нагргзпе: С вЂ” нзн пдпосгореннеа нагрузке !47 где р — угол наклона крюка, определяемый графически„для этого иа одной вертикали располагают центр окружности нагруженного зева крюка и центр пОворота крюковой обоймы (точка пересечения осей блоков и квостовика).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
