Приклад рішення.

Виконати вибір та перевірочний розрахунок однорогого гака для наступних умов: номінальна вантажопідйомність крана Q = 125000Н, тип гаку Б подовжений № 17, режим роботи середній.

Гак виготовлений зі сталі 20 з межею міцності σ_В = 420 МН/м², межею плинності σ_Т = 250 МН/м², межею витривалості σ_-1 = 120 МН/м², різьблення шийки гака – метричне № 64 з внутрішній діаметром d_B = 56,2мм.(додаток 3)

На міцність гак перевіряємо в перетині 1-1,А¹-А¹та А-А.

Рисунок 4.2. Розрахункова схема однорогого гаку

В перетині 1-1 гак розраховуємо на розтягування

В перетині А¹-А¹гак розраховуємо як криволінійний брус, навантажений ексцентрично прикладеним зусиллям.

Найбільше напруження розтягання внутрішніх волокон перетину А¹-А¹:

,

де F – площа перетину А¹-А¹. Після заміни дійсного перетину рівновеликою трапецією маємо :

b₁= b/3; b₂ = 1,15b;

b₁= 75/3 = 25мм;

b₂ = 1,15×75 = 86,25мм

е₂ – відстань від центру тяжіння перетину до внутрішніх волокон:

k – коефіцієнт, який залежить від кривизни та форми перетину гака , k ≈ 0,1;

r – відстань від центру прикладення навантаження до центру тяжіння перетину :

;

D = 120мм – діаметр зіву ;

е₁ – відстань від центру тяжіння перетину до зовнішніх волокон:

е₁ = h – е₂ ;

е₁ = 10,8 – 4,41 = 6,39 см

Напруження в перетині А-А визначають за умови, коли стропи розташовані під кутом 45⁰ до вертикалі.

Напруження, яке розгинає гак :

Найбільше напруження розтягування внутрішніх волокон в перетині А-А

Значення параметрів F,D,e₂, k перетину А-А приймаємо такими ж, як для перетину А¹-А¹, тому що обидва перетини приблизно рівні між собою.

Дотичне напруження ( на зрізування) в перетині А-А.

τ = Q/F

τ = 125000/0,005994 = 20,85 МН/м²

Сумарне напруження в перетині А-А, згідно третій теорії міцності

Для сталі 20 допустиме напруження [σ] = 150 ÷ 160 МН/м² за умови рівності перетинів А¹-А¹ та А-А .

Порядок виконання роботи:

1.З таблиці варіантів завдання вибрати вихідні дані для розрахунку однорогого гака.

2. Розрахувати гак на розтягування .

3. Розрахувати найбільше напруження розтягання внутрішніх волокон.

4. Розрахувати сумарне напруження в перетині

5. Сформулювати висновок.

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 5

« Розрахунок механізму підйому крану »

Мета роботи : набути навички з розрахунку механізму підйому крану.

Завдання

Розрахувати привод механізму головного підйому візка та мостового крана вантажопідйомністю Q = ... т, якщо швидкість підйому вантажу υ_в =... м/хв., кратність поліспасту і_пол = ..; К.К.Д механізму η = ..; діаметр барабана D_Б = .... мм, час розгону двигуна t_р =...с.

Таблиця варіантів завдання

Варіант	Q, т	υв , м/хв	Dб,м	і	η	tр ,с
1	10	35	0,4	2	0,85	1,5
2	12	20	0,42	3	0,89	1,41
3	8	25	0,45	4	0,91	1,37
4	6	22	0,5	2	0,86	1,45
5	5	24	0,4	2	0,85	1,39
6	8	36	0,42	4	0,89	1,26
7	9	35	0,45	4	0,91	1,41
8	20	20	0,5	3	0,86	1,26
9	24	25	0,4	2	0,85	1,36
10	32	22	0,42	2	0,89	1,37
11	45	24	0,45	2	0,91	1,48
12	12	36	0,5	3	0,86	1,29
13	34	35	0,4	4	0,85	1,23
14	6	20	0,42	4	0,89	1,41
15	15	25	0,45	4	0,91	1,46
16	14	22	0,5	3	0,86	1,38

Продовження таблиці вибору варіантів

Варіант	Q, т	υв , м/хв	Dб,м	і	η	tр ,с
17	24	35	0,4	3	0,85	1,26
18	12	20	0,42	2	0,89	1,37
19	8	25	0,45	3	0,91	1,28
20	9	22	0,5	4	0,86	1,39

ВКАЗІВКИ

Теоретичні відомості.

Визначаємо потужність електродвигуна

,

де Q – вантажопідйомність крана, кг;

υ_В - швидкість підйому вантажу, м/хв.;

η – К.К.Д. механізму підйому.

Залежно від режиму роботи за каталогом обираємо електродвигун необхідної потужності.

Знаходимо швидкість барабана з рівняння :

,

де υ_В – обводова швидкість барабана, м/с;

D_Б – діаметр барабана, м.

Звідки

Замінюючи υ_В через і_пол υ_В ( і_пол – передаточне число поліспаста), отримаємо

Визначаємо передаточне число редуктора механізму підйому

і_п = n_дв / n_Б ;

У відповідності з потужністю та передаточним числом та режимом роботи, обираємо типовий редуктор.

При виконанні уточненого розрахунку механізму підйому вантажу необхідно враховувати динамічне навантаження та перевіряти двигун на пускові моменти. [1, с. 25 - 44].

Визначаємо динамічний момент двигуна, який витрачається на прискорення поступально обертових мас :

де t_р - час розгону двигуна ;

і_Р,і_ПОЛ - передаточне відношення редуктора та кратність поліспаста.

Визначаємо динамічний момент мас, які обертаються : (Н*м)

,

де δ – коефіцієнт, який враховує інерцію зубчастих коліс, барабанів, блоків;

δ = 1,1÷1,25;

GD² – приведений маховий момент ротора електродвигуна, муфти та гальма .

Статичний момент на валу електродвигуна : (Н×м)

;

Пусковий момент на валу двигуна:

М _ПУСК= М_ст+М_{ДИН.ПОСТ}+М_ДИН.ВР;

Перевантаження електродвигуна :

К = М _ПУСК / М_ст;