6 Приклад розрахунку деталей вузла підйому вантжа

6.1 Розрахунок деталей підвіски для гака

Таблиця 6.1 – Вихідні дані для розрахунку

Вантажопідйомність, т	Висота підйому, м	Проліт, м	Кратність поліспаста m	Швидкість підйому вантажу, м/хв	Група режиму роботи	Число гілок каната, що навиваються на барабан, а
5	10	12	3	12	3М 3К	2

У залежності від номінальної вантажопідйомності крана Q = 5 т, складності а = 2 і кратності m = 3 поліспаста вибираємо нормальну гакову підвіску (рис.4,а).

Вибір діаметра каната

Розрахункове зусилля в канаті, при G_гр = 5 · 9,81 = 49,05 кН; а = 2;  = 0,97; m = 3:

Розрахункове розривне зусилля каната, при n_k = 5, дорівнює:

S_p = S_max · n_k, = 8,59 · 5 = 42,95 ≈ 43кН.

Для розрахованого S_p по таблиці (табл. Б4, додаток Б) призначаємо діаметр каната, d_к = 9,7 мм

Результати розрахунку каната занесено у табл.6.2.

Таблиця 6.2 – До розрахунку каната

Розрахункове зусилля в канаті, Smax, кН	Розрахункове розривне зусилля в канаті, Sp, кН	Розривне зусилля в канаті за ДСТ, Sp табл, кН	Маркірувальна група, МПа	Діаметр каната, dк, мм	Площа перетину каната, мм2
8,6	43	46,4	160	9,7	34,14

Вибір та перевірочний розрахунок гака

Матеріал, з якого виконаний гак - сталь 20, ДСТ 1050 – 85.

За розрахованим діаметром каната d_к з таблиці (табл.Б5, додаток Б), призначили № заготовки гака та вибрали відповідні геометричні розміри його елементів (табл..6.3).

Таблица 6.3 – Розміри гака

Номер заготовки крюка	D	S	L	b	d	d1	dв	Резьба	h
13	75	55	250	48	52	45	40,9	М42	75

Перетин А–А

Найбільша сумарна напруга в крайніх крапках 1 і 2 дорівнює:

де D = 75 мм; h = 75 мм; b = 48мм; b₁ = b/3,4 = 48 / 3,4 = 14,1мм;

l₁ = 0,42 · h = 0,42 = 31,5 мм; l₂ = 0,58·h = 0,58·75 = 43,5 мм.

Площа перетину F дорівнює:

Напруга, що допускається по межі текучості, при n_Т = 1,2, дорівнює:

,

Перетин Б–Б, максимальні напруження виникають, коли вантаж до гака кріпиться на двох стропах, розташованих під кутом 45⁰.

Максимальні напруження вигину дорівнюють:

Дотичне напруження зрізу дорівнює:

Сумарне напруження за III теорією міцності визначається за формулою:

,

,

.

Перетин В–В, найменший за діаметром перетин різьбової частини хвостовика При d_в = 40,9мм, n = 2,5, максимальні напруги розтягування дорівнюють:

,

де

Схема гака та епюри напружень показані на рис.3.

Вибір гайки гака

Висота гайки визначається за формулою:

Н = 1,2d₁ = 1,2 · 45 = 54 мм.

Зовнішній діаметр гайки визначається за формулою:

D^Г_Н  = 1,8d₁ = 1,8 · 45 = 81 мм.

Вибір упорного підшипника

Розрахункова вантажопідйомність упорного підшипника при k_ = 1,2 дорівнює:

G_p = k_ · G_ГР = 1,2 · 49,05 = 60 кН.

Підшипник вибираємо, дотримуючи вимоги G_p  C₀ та рівності діаметрів отвору підшипника та шийки хвостовика гака Результати вибору підшипника наведено у табл. 6.3

Таблиця 6.3 – До вибору підшипника

Розрахункова вантажопідйомність, кН	Статична вантажопідйомність підшипника за ДСТ,С0, кН	Умовне позначення підшипника	Основні розміри підшипника, мм
			d	D	H	d1	r	d2	D2	D1	a
60	90,5	8209	45	73	20	45,2	1,5	67	56	73,5	3,5

Розрахунок траверси

Розрахунок виконаємо для укороченої траверси з отвором під хвостовик крюка у центрі (див. рис. 5). Матеріал, з якого виконана траверса –сталь 45, ДСТ 1050–85. Коефіцієнт запасу [n] = 3.

Перетин А–А. Максимальний згинальний момент для здвоєних поліспастів, при b = 125мм (табл.. Б8, додаток Б) дорівнює:

Момент опору середнього перетину траверси при _-1 = 250 Н/мм²; [n] = 1,6; k = 2,4 дорівнює:

де

Висота траверси при:

d₃ = d₁ + (2–5) = 45,2 + 4,8 = 50 мм,

b₁ = D₁ + (10–20) = 73,5 + 11,5 = 85 мм,

дорівнює:

Приймаємо h = 55мм.

Перетин Б–Б. Згинальний момент при:

l = D₁ + (25–35) = 73,5 + 26,5 = 100 мм,

дорівнює:

Мінімальний діаметр цапфи під підшипник:

Приймаємо d = 35мм.

Результати розрахунку траверси наведено у табл.6.4.

Таблиця 6.4 – До розрахунку траверси

Ширина траверси, b1, мм	Висота траверси, h, мм	Довжина траверси, l, мм	Діаметр цапфи, d, мм
85	55	1020	35