8.9.3 Розрахунок талрепів

Розрахунок натяжних пристроїв – талрепів починають з визначення поперечного перерізу гвинта.

Попередньо середній діаметр різьби визначають за формулою

, (8.86)

де – максимальне зусилля у линві.

Гвинт працює одночасно на розтяг і скручування, і тому зведені напруження повинні задовольняти умові

, (8.87)

де – напруження розтягу, що дорівнює

, (8.88)

де d₁ – внутрішній діаметр різьби гвинта; – площа перерізу внутрішнього діаметру різі гвинта; – напруження зсуву, зумовлене дією крутного моменту

, (8.89)

де – поперечний момент опору різьби гвинта.

Крутний момент визначається за формулою

, (8.90)

де – середній діаметр різі; S – крок різі; –приведений коефіцієнт тертя в різьбі, що визначається за формулою

, (8.91)

де – коефіцієнт тертя в різі: при роботі сталі по чавуну або бронзі з мастикою може бути прийнятий 0,08-0,1; – кут нахилу грані різьби до вісі гвинта; – розрахунковий опір матеріалу гвинта.

У стандартних трапецієвидних різях

.

Самотормозіння гвинта буде при , ( – кут підйому гвинтової лінії ); – приведений кут тертя в різьбі , тобто самотормозіння буде при умові

. (8.92)

Висоту гайки визначають з умови міцності витка різі на зріз, згинання і зминання і приймають найбільше з трьох умов:

1) з умови міцності витків різі на зріз висоту чайки (рис.8.18) визначають за формулою

, (8.93)

де – коефіцієнт заповнення висоти (для трапецієвидних різьб ); – розрахунковий опір зрізанню матеріалу гайки;

а – конструкція гвинтового стягування; б – розрахункова схема;

Рисунок 8.18 – Талрепи

2) з умови міцності витків різі на згин висота чайки визначається за формулою

, (8.94)

де – робоча висота витка; R розрахунковий опір металу чайки; b – товщина основного витка різі

, (8.95)

де – кут нахилу грані витка різьби до прямої, перпендикулярної до вісі гвинта (для трапецієвидних різьб );

3) з умови зминання різьби висоту чайки визначають за формулою:

, (8.96)

де – розрахунковий опір при місцевому зминанні; –діаметр гвинта.

Зварні шви, що з’єднують гайки талрепів з планками (коли талреп зварний), працюють на зріз від дії зусилля Z_мах і на розтяг від сил, що дорівнюють повній його довжині за вирахуванням 10 мм, визначають за формулою

, (8.97)

де п – кількість швів; h_ш – товщина кутового шва, що приймається рівною катету вписаного рівнобедреного трикутника; – розрахунковий опір кутового шва.

Болти у вузлах з’єднання гвинта талрепів з муфтою канату або з анкером берегового устою працюють на зріз під дією сили Z_мах.

Болти на зріз розраховують за формулою

, (8.98)

де – діаметр болта.

звідки необхідний діаметр болта

, (8.99)

де – число робочих зрізів; п – число болтів; - розрахунковий опір зрізанню матеріалу болта.

Розрахунок на зминання проводять за формулою

, (8.100)

звідки , (8.101)

де – найменша сумарна товщина елементів, що зминаються в одному напрямку; – розрахунковий опір зминанню матеріалу з’єднувальних болтів.

Поздовжні з’єднувальні планки талрепів навантажені розтягуючими зусиллями від натягу канатів і, крім того, повинні бути розраховані на поперечні сили, що виникають при загвинчуванні талрепа під час регулювання довжини каната.

Поздовжнє зусилля у планці талрепа дорівнює

, (8.102)

а поперечна сила

, (8.103)

де М_кр – крутний момент, що необхідний при загвинчуванні талрепа; – віддаль між точками при складанні сил до талрепа при його загвинчуванні.

Віддаль приймається конструктивно і повинна бути мінімальною, оскільки чим менше , тим менше зусилля, потрібне для загвинчування талрепа.

Крутний момент визначається за формулою

. (8.104)

Поперечна сила Р₃ не співпадає ні з одною з двох головних площин, що проходять через вісь планки. Значить, планка буде визначатись з умови:

.(8.105)

звідки товщина планки

. (8.106)

При регулюванні довжини линви шляхом загвинчування або розгвинчування талрепів, між з’єднувальними планками талрепа вставляють рукоятку. Величину сили, яку необхідно прикласти до рукоятки, можна визначити за формулою

при загвинчуванні

. (8.107)

при розгвинчуванні

, (8.108)

де Z – зусилля, що діє вздовж вісі талрепа в момент загвинчування; L – довжина рукоятки; – хід різьби гвинта; – середній діаметр різі; f – приведений коефіцієнт тертя в різі.