1 Розрахунок деталей підвіски для гака
Підвіску для гаку вибирають у залежності від номінальної вантажопідйомності крана, складності і кратності поліспаста.
Обрану гакову підвіску треба представити у виді схеми, аналогічно наведеної на рис. 4.
1.1 Вибір діаметра каната
Розрахункове зусилля в канаті:
,
де Gгр – вага вантажу, Н;
а – число гілок каната, що навиваються на барабан;
– коефіцієнт корисної дії блоку ( = 0,97–0,98 для підшипників кочення, = 0,95–0,96 для підшипників ковзання);
m – кратність поліспаста.
Розрахункове розривне зусилля каната:
SpSmax·nk,
де nk – коефіцієнт запасу міцності (табл. Б1, Додаток Б).
Для розрахованого Sp по таблиці (табл. Б4, додаток Б, чи [1], с.451) визначити діаметр каната dк.
Результати розрахунку каната варто навести у вигляді таблиці (табл.1).
Таблиця 1 – До розрахунку каната
Розрахун-кове зусилля в канаті, Smax, кН |
Розрахункове розривне зусилля в канаті, Sp, кН |
Розривне зу-силля в канаті за ДСТ, Sp табл, кН |
Маркірувальна група, МПа |
Діаметр каната, dк, мм |
Площа перетину каната, мм2 |
|
|
|
|
|
|
1.2 Вибір та перевірочний розрахунок гака
Матеріал, з якого виконаний гак – сталь 20, ДСТ 1050–85 (табл.Б2).
Для подальшого розрахунку слід визначити розміри гаку. Призначити необхідні розміри перетину гаку та його геометричних розмірів можливо двома засобами:
для розрахованого діаметра каната dк з таблиці (табл.Б6, додаток Б, чи [1], с.464), при D ≥ 2dk, призначити № гака і вибрати відповідні геометричні розміри елементів гака.
для заданої вантажопідйомності крана визначити (табл.Б5, додаток Б чи [1], с.464) номер заготовки гака, потім з таблиці (табл. Б6, рис.Б1, додаток Б) по № гака вибрати геометричні розміри елементів гака.
Перевірочний розрахунок гака (рис.3, рис. Б1, додаток Б) проводять для небезпечних перетинів:
А–А (працює на вигин та розтягування),
Б–Б (працює на вигин та зріз),
В–В (працює на розтягування).
Перетин А–А розраховують як кривий брус при ексцентричному навантаженні.
При наближених розрахунках, без обліку кривизни, найбільша сумарна напруга в крайніх крапках 1 і 2 дорівнює:
де
і
–
напруги вигину відповідно в крапках 1
і 2 від Миз;
D – діаметр зіву гака.
W1 і W2 – моменти опору перетину вигинові, що відповідають крапкам 1 і 2:
J – момент інерції перетину гака А – А:
горизонтальний перетин:
;вертикальний перетин:
;
h0, b1, b2 – висота, верхня і нижня підстави трапеції відповідно;
F – площа розглянутого перетину, для трапеції:
Напруга, що допускається по межі текучості σТ (табл.Б2, додаток Б):
,
де nТ – запас міцності по межі текучості σТ (табл.Б1, додаток Б).
Перетин Б–Б , максимальні напруження виникають у випадку, коли вантаж до гака кріпиться на двох стропах, розташованих під кутом 450.
Максимальні напруження вигину:
Дотичне напруження (зріз):
.
Сумарне напруження за III теорією міцності:
.
Перетин В–В, найменший за діаметром перетин хвостовика, працює на розтягування.
Максимальні напруги розтягування:
,
де dв – внутрішній діаметр різьблення (табл. Б6, додаток Б);
Напруга, що допускається по межи текучості σТ (табл.Б2, додаток Б):
.
n – коефіцієнт запасу матеріалу:
для легованих сталей n = 1,7–2;
для вуглецевих n = 2–2,5.
Результати розрахунку гака слід представити у вигляді схеми гака та епюр напружень, аналогічно показаному на рис.3.