Теоретическая часть

Для подъема грузов при погрузочно-разгрузочных операциях применяют различные грузовые органы, которые делят на универсальные и специальные. К универсальным грузовым органам относят крюки и грузовые петли. В качестве специальных грузовых органов используют клещевые, эксцентриковые захваты, грейферы и электромагниты, траверсы с различными захватами.

Грузовые крюки применяют однорогие и двурогие. Крюки изготовляют ковкой ( штамповкой) или собирают из отдельных пластин. Материал для крюков служит сталь 20 или сталь 20Г. Кованые ( штампованные) однорогие крюки имеют грузоподъемность 0,4…20 т для кранов с ручным приводом и 5…100 т для машинного привода. Однорогие крюки кранов общего назначения должны быть оборудованы предохранительными замками.

Пластинчатые крюки изготовляют двух типов: однорогие - грузоподъемностью 40…315 т для литейных кранов, двурогие – грузоподъемностью 80…320 т для кранов общего назначения.

Пластинчатые крюки выполнены из отдельных элементов, вырезанных из листовой стали. Толщина пластин не должна быть менее 20 мм и пластины соединяют заклепками. Пластинчатые крюки проще кованых в изготовлении и более надежны, так как разрушение всех пластин не может произойти одновременно, но они тяжелее.

Изготовляют их из листов стали 20, 16МС или ВСт3сп. После изготовления все крюки испытывают при статической нагрузке, составляющей 1,25 номинальной грузоподъемности. Для предохранения пластин от износа в зев крюка вставляется сменный вкладыш.

В металлургических цехах получили распространение крюки однорогие – кованые и пластинчатые. Однорогие кованые крюки применяют на механизмах с машинным приводом грузоподъемностью 0,25-75 т, а пластинчатые- на механизмах грузоподъемностью 37,5-175 т. Однорогие пластинчатые крюки грузоподъемностью 37,5-175 т и выше, как правило, работают попарно и применяются в литейных кранах для транспортирования ковшей с жидким металлом. Двурогие пластинчатые крюки грузоподъемностью 100-350 т применяют для кранов общего назначения с подъемом груза за стропальные приспособления.

Верхняя часть кованого крюка представляет собой цилиндрический стержень с винтовой нарезкой. Изогнутая часть крюка в поперечном сечении имеет форму трапеции.

Проверочный расчет однорогого крюка сводится к проверке на прочность опасных сечений ( рисунок 1 ).

1 этап – проверка сечения I – I : в сечении возникают напряжения растяжения от действия грузоподъемной силы Q.

Ϭ_р=4Q/πd₁²≤ [ Ϭ_р ] ,

где Q – грузоподъемность, кН

d₁ – внутренний диаметр резьбы хвостовика крюка , мм

[ Ϭ_р ] – допускаемое напряжение при растяжении, принимается равным 50-70 МПа.

2 этап – проверка сечения II - II : в сечении возникают напряжения изгиба и растяжения. Определяется суммарное напряжение:

Ϭ_с=2Ql₁/аАк≤ [ Ϭ_и ] ,

где l₁ – расстояние от центра тяжести сечения до внутренней стенки крюка, мм;

[ Ϭ_и ] – допускаемое напряжение при изгибе, принимается равным 150-170 МПа;

а – величина зева крюка, мм;

А – площадь сечения, мм²;

к – коэффициент кривизны, который принимается равным от 0,08 до 0,13.

l₁=(h/3)·((в₁+2в₂)/(в₁+в₂)), мм

где h – высота сечения, мм

в₁ и в₂ – стороны сечения;

А=((в₁ + в₂)/2)·h, мм²

3 этап – проверка сечения III-III : в данном сечении возникают напряжения изгиба и среза. Определяется суммарное напряжение:

,

Напряжение изгиба определяется:

Ϭ_и =(Ql₁)/ (а·А·к) ,

Напряжение среза определяется:

τ_ср=Q/А, МПа

Крюк буден пригоден к эксплуатации, если по всем проверяемым

сечениям удовлетворит условиям прочности.