Книга: Обеспечение безопасной эксплуатации механизмов подъема грузоподъемных машин
Навигация: Начало Оглавление | Другие книги | Отзывы: - 0
6.2. Методика проверочного прочностного расчета крюка
Наиболее распространенными грузозахватными органами, используемыми в ГПМ, являются однорогие крюки [5, 6, 9].
Исходные данные для расчета:
· Масса поднимаемого груза (грузоподъемность) – ;
· Режим работы крана – выбирается из паспортных данных (например М5÷М6);
· Материал крюка – стальная поковка;
· Тип привода грузоподъемной машины – машинный или ручной.
Расчет проводится в следующей последовательности:
· По заданной грузоподъемности крана Q, его режима работы и типа привода по таблицам 3.1 и П.1 выбирается номер заготовки крюка и его тип (с коротким хвостовиком Тип А, с удлиненным хвостовиком Тип Б, соответствующего исполнения 1 или 2);
· Для выбранного номера и типа крюка по таблице П.1 и рис. П.1 определяются его геометрические характеристики, необходимые для выполнения расчета:
- диаметр зева крюка – D;
- фактическая ширина наружной части сечения – b;
- фактическая высота профиля крюка – h;
- наружный диаметр резьбы хвостовика – d2.
· Крюк на прочность проверяется в сечениях I-I; А-А; А’-А’, расчетная схема представлена на рис. П.1:
- В сечении I-I крюк рассчитывается на растяжение, расчетное напряжение определяется
|
(6.8) |
где Q – приложенное усилие;
dв – диаметр впадин резьбы хвостовика с учетом параметров резьбообразующего инструмента:
dв @d – 1,227×t.
Затем проверяется условие прочности
sр£ [s]Р |
- Для упрощения выполнения проверочных расчетов, площади поперечных сечений зева крюка A-A и A’-A’ принимаются равными (рис. П.1).
В данных сечениях крюк рассчитывается как кривой брус, нагруженный эксцентрично приложенным усилием Q. Наибольшее напряжение растяжения внутренних волоков в указанных сечениях определяется:
|
(6.9) |
где F – площадь сечения (для упрощения расчетов криволинейный профиль крюка заменен равновеликой трапецией):
|
(6.10) |
где hр – расчетная высота трапеции, hр@0,94×h;
b1 – ширина нижнего основания трапеции, b1@0,32×b; b2 – ширина верхнего основания трапеции, b2@1,15×b;
е2 – расстояние от центра тяжести сечения до внутренних волокон:
|
(6.11) |
– коэффициент, зависящий от кривизны и формы сечения крюка, для проверочных расчетов можно принимать в пределах @ 0,1 ¸ 0,12.
После подстановки исходных величин е2 и F в формулу 6.9 и преобразований получим
|
(6.12) |
· Усилие, изгибающее крюк, в сечении А-А определяется из условия, что стропы, удерживающие груз на крюке, расположены под углом 450 к вертикали, тогда
|
(6.13) |
С учетом геометрических параметров площади поперечного сечения крюка F, касательное напряжение (на срез) в сечении А-А определяется
|
(6.14) |
Суммарное напряжение в сечении вычисляется
|
(6.15) |
- Затем проверяется условие прочности для сечений А-А и А’-А’
|
Пример расчета
Провести проверочный расчет крюка механизма подъема мостового крана, грузоподъемностью G = 12500 кг., полиспаст сдвоенный, режим работы механизма подъема М5 (средний).
Исходные данные для расчета:
· Тип привода механизма подъема – машинный;
· Вес поднимаемого груза Q = 125 кН (Q = g×G = 10 × 12500 = 125 кН);
· Материал крюка – Ст 20, ([s]Т= 250 МПа).
Для заданной максимальной грузоподъемности и режима работы крана и типа привода по таблицам 3.1 и П.1 определяем тип крюка и его основные параметры для выполнения расчета:
· тип крюка – однорогий, № 17 тип Б (с удлиненным хвостовиком);
· диаметр зева крюка, D – 12 см.;
· ширина наружной части сечения, b= 7,5 см.;
· наружный диаметр резьбы хвостовика, d2 = 6,4 см. (резьба метрическая, М64, шаг резьбы крупный t = 6 мм., табл. 6.1);
· высота профиля крюка, h = 11,5 см.;
· коэффициент k = 0,1.
- В сечении I-I расчетное растягивающее напряжение
|
|
|
|
Допускаемое растягивающее напряжение
|
Условие прочности выполняется
|
- В сечении А-А расчетное изгибающее напряжение определяется:
|
- Расчетное касательное напряжение (на срез) определяется
|
- Суммарное напряжение в сечении
|
Допустимое растягивающее напряжение для криволинейного профиля
|
- Условие прочности выполняется
|
- В сечении А’-А’ расчетное растягивающее напряжение
|
- Условие прочности выполняется:
|