ГРУЗОЗАХВАТНЫЕ УСТРОЙСТВА И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Крюковая блочная обойма.Наиболее распространенными грузозахватными устройствами грузоподъемных машин являются одно- и двурогие грузовые крюки и грузовые скобы.

Размеры и формы крюков, а также требования к качеству их изготовления, приводятся в ГОСТ 6627–74, 6628–73 и 6619–75.

На основании данных, приведенных в табл. 4.1, в зависимости от режима работы и грузоподъемности выбирают основные размеры крюка (рис. 4.1, а). В случае необходимости их можно проверить расчетом на прочность.

Рис. 5.1 Крюк однорогий

а – общий вид; б – поперечное сечение

Напряжение в стержне крюка

где Q = mg – сила, действующая на крюк;

т – грузоподъемность крюка;

g – ускорение силы тяжести;

– площадь ослабленного сечения стержня,

где – внутренний диаметр резьбы;

– допускаемое напряжение на растяжение резьбового стержня крюка из стали 20 ( =55 МПа).

Таблица 4.1

Крюки однорогие, мм (по ГОСТ 6627-14)

Продолжение табл. 4.1

Окончание табл. 4.1

Примечание: крюки типа А – короткие, типа Б – длинные.

Минимальная высота гайки крюка

(5.1)

где t – шаг резьбы стержня крюка;

d₀ – наружный диаметр резьбы;

р – допускаемое удельное давление (для стали по стали р=15–25 МПа).

Напряжения в теле крюка в сечениях определяются по формулам

;

где F – площадь поперечного сечения;

e₁ – расстояние от центра тяжести сечения до наиболее растянутых волокон;

е₂ – расстояние от центра тяжести сечения до более сжатых волокон;

r = 0,5D + е₁ – радиус кривизны нейтральной оси крюка.

При трапецеидальной форме поперечного сечения (рис. 4.1,б)

;

;

,

где k – коэффициент, учитывающий форму сечения (трапеция, круг, прямоугольник).

При трапецеидальной форме сечения и соотношении b/b' = 2–2,5 значение k следует принимать в пределах 0,8–0,12.

Крюковая блочная обойма (рис. 4.2) состоит из ограждающих листов 1с серьгами 6, блоков 2, установленных на оси 3, и поперечины (траверсы) 5, на которой с помощью гайки 4закреплен крюк. Нагрузка от грузового крюка через упорный шарикоподшипник 7 передается на траверсу.

Рис.4.2. Грузовая обойма

Размеры поперечного сечения траверсы (рис. 4.3, а) определяют расчетом на изгиб

σ_u=M_u/W_u≤[ σ_u],

W_u – момент сопротивления при изгибе среднего сечения траверсы.

Допускаемое напряжение на изгиб при расчете траверсы [σ_u]=80–120 МПа.

Диаметр шипа траверсы

где изгибающий момент, действующий на шип

– ширина серьги;

S – толщина серьги.

Для сечения Б – Б

= .

Ось блока проверяют на изгиб

,

где l_р – расчетная длина оси.

Пример 4.1.Определить основные параметры грузовой крюковой обоймы автомобильного крана грузоподъемностью 6,3 т. Диаметр каната 17,5 мм. Режим работы средний ПВ=25%.

Решение.По табл. 4.1 подбираем крюк № 14. Для этого крюка D=85мм, b=54 мм, h=82 мм, d_o=48 мм. Внутренний диаметр резьбы М48, d_вн =41,5 мм. Площадь поперечного сечения стержня Fo=13,25 см², шаг резьбы t=5 мм.

Напряжение в стержне крюка

Минимальная высота гайки крюка

Размеры сечения

b=54 мм = 0,054 м, b= (2–2,5)b'; принимаем b=2b'.

b' =

Площадь сечения

.

Расстояние от центра тяжести сечения до наиболее растянутых волокон

Расстояние от центра тяжести сечения до наиболее сжатых волокон

Радиус кривизны нейтральной оси крюка

Принимаем коэффициент, учитывающий трапецеидальную форму сечения, к=0,12.

Наибольшее напряжение в сечении:

для растянутых волокон

для сжатых волокон

Найденные значениянапряжений необходимо сравнить с допускаемыми. Если они окажутся больше допускаемых, то необходимо принять крюк следующего номера по табл. 4.1.

Минимальный диаметр блока

Принимаем блок диаметром для канатов диаметром 14–18 мм. Наружный диаметр D₁ =380 мм. Внутренний диаметр ступицы d=100 мм. Ширина обода B₁=50 мм. Длина ступицы Н=50 мм. Диаметр ступицы d₁=150 мм. Масса 23 кг. Длину оси блока и траверсы принимают в зависимости от размеров блока, крюка и упорного подшипника.

На стержень крюка диаметром d₁=50 мм может быть установлен однорядный упорный подшипник легкой серии 8210, наружный диаметр которого 78 мм. Диаметр отверстия в траверсе (рис. 4.3, a) d₂=52 мм.

Диаметр углубления для установки подшипника d₃=80 мм. Расстояние между ограждающими листами предварительно принимаем 120 мм, а расчетную длину траверсы = 140 мм.

Максимальный изгибающий момент

Приняв допускаемое напряжение на изгиб траверсы [ ]=80 МПа, определим момент сопротивления поперечного сечения на изгиб.

Принимая ширину траверсы , можно определить высоту поперечного сечения траверсы

Окончательно принимаем ширину траверсы b=110 мм, высоту h=50 мм.

Диаметр шипов траверсы

d_ш =0,8·h = 0,8–50=40 мм.

Толщина ограждающих листов S₁ = 4 мм, толщина серьги S=12 мм, ширина серьги b₁ = 100 мм.

Изгибающий момент, действующий на шип траверсы,

Момент сопротивления поперечного сечения шипа

Напряжение изгиба у основания шипа

Удельное давление на шип траверсы

Напряжение растяжения в ослабленном поперечном сечении серьги

В ступицу блока могут быть вставлены два радиальных однорядных шарикоподшипника средней серии 309 с наружным диаметром, равным диаметру расточки в ступице блока d=100 мм с внутренним диаметром 45 мм. В этом случае диаметр оси блока d_o=45 мм.

Изгибающий момент, действующий на ось блока,

Момент сопротивления при изгибе поперечного сечения оси блока

Напряжение изгиба в оси блока