Вантажозахоплюючі пристрої
Навчальний елемент – НЕ.3
Загальні відомості і класифікація. Вантажозахоплюючі пристрої в вантажопідіймальних машинах застосовують для захвату, кріплення і утримання вантажу при його транспортуванні.
Ці пристрої діляться на універсальні і спеціальні. До універсальних відносять вантажні гаки і скоби. До спеціальних – грейфери, фрикційно-затискні захвати, вакуумні захвати, електромагніти і тд.
Вантажозахоплюючі пристрої взаємодіють з вантажем такими способами:
Зачепленням (вантажні гаки і скоби);
Затискуванням (кліщеві і ексцентрикові захвати);
Протягуванням (вакуумні захвати і електормагніти);
Зачерпуванням (грейфери і ковші).
По способу керування ВЗХП діляться на ручні,дистанційні і автоматичні.
Вантажні гаки і скоби. По своїй формі гаки поділяються на однорогі, рис.4.1,а, і дворогі, рис.4.1,в. Найбільш раціональною формою перерізу гака – є трапецієдальна з заокругленими краями, рис.4.1,б.
Рисунок 4.1 Вантажні гаки
Гаки виготовляються куванням, штампуванням і клепанням з листової сталі. Ковані і штамповані гаки виготовляються з в’язких маловуглецевих
сталей марок 20 або 20Г. Застосування високовуглецевих сталей і чавуну не допускається внаслідок можливості їх раптового руйнування.
Методика вибору гака. Визначається задана маса вантажу за формулою
(4.1)
де GB – задана вага вантажу.
В залежності від маси вантажу і режиму роботи по нормах Держнаглядохоронпраці вибирається номер стандартної заготовки гака, табл.4.1.
Таблиця 4.1. Номінальна вантажність кранових гаків по ГОСТ 6627-74 і 6628-73.
Однорогі гаки | Дворогі гаки
№
з-ки | Вантажність, т | №
з-ки | Вантажність, т | №
з-ки | Вантажність, т
Р | Л і С | В і ДВ | Р | Л і С | В і ДВ | Р | Л і С | В і ДВ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 | 0.4
0.5
0.63
0.8
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.3
8.0 | 0.32
0.4
0.5
0.63
0.8
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.3 | 0.25
0.32
0.4
0.5
0.63
0.8
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0 | 15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
-
- | 10.0
12.5
16.0
20.0
-
-
-
-
-
- | 8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
32.0
40.0
50.0
63.0
80.0
100
-
- | 6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
32.0
40.0
50.0
63.0
80.0
-
- | 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 | 8.0
10.0
12.5
16.5
20.0
-
-
-
-
-
-
-
-
- | 6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
32.0
40.0
50.0
63.0
80.0
100
- | 5.0
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
32.0
40.0
50.0
63.0
80.0
100
Умова вибору номера заготовки гака
(4.2)
де –номінальна(таблична) вантажність вибраного номера гака.
Тип хвостовика гака вибирають в залежності від конструкції гакової підвіски. В нормальній підвісці застосовують гаки з коротким хвостовиком – типу А, в укороченій – з довгим хвостовиком типу Б.
Перевірочний розрахунок вибраного гака. Перевірочний розрахунок проводиться для поперечних перерізів гака - , А – А, Б – Б, рис.4.1.
Напруження розтягу в різьбі хвостовика гака, переріз -
(4.3)
де GВ –вага вантажу;
d1 – внутрішній діаметр різьби хвостовика гака;
– допустиме напруження розтягу.
Для груп режимів роботи, по ГОСТ 25835-83, 3M і 4М - =70МПа, для груп режимів роботи 5М і 6М - =50МПа.
Зігнуту частину гака розраховують як криволінійний брус, перерізи А – А, Б – Б. У перерізі А-А виникають напруження розтягу і згину. Величина напружень згину на внутрішній стороні гака
(4.4)
де е1 – віддаль від центру ваги перерізу до внутрішних волокон гака;
К – коефіцієнт кривизни гака;
А – площа поперечного перерізу гака;
D – діаметр зіва гака.
(4.5)
де b1, b2, h – розміри перерізу.А – А.
(4.6)
Коефіцієнт кривизни К, для перерізу в формі трапеції, визначається за формулою
(4.7)
де r- радіус кривизни перерізу в центрі ваги;
e2 – віддаль від центра перерізу до зовнішніх волокон гака.
(4.8)
(4.9)
Величина напружень на зовнішній стороні гака
(4.10)
Розрахункове значення коефіцієнту запасу міцності відносно границі текучості
(4.11)
де У – границя текучості матеріалу гака;
Р- розрахункове значення напружень згину, яке вибирається з умови Р=МАХ1;2;
КМ- коефіцієнт, який враховує розміри січення.
Значення КМ визначається по таблиці 4.2 в залежності від величини приведеного діаметра dПР, який визначається за формулою
(4.13)
Таблиця 4.2 – Значення масштабного коефіцієнта КМ
dПР, мм | 20 | 30 | 40 | 50 | 75 | 100 | 150 | 200
KM | 0,92 | 0,85 | 0,83 | 0,81 | 0,78 | 0,77 | 0,74 | 0,72
Умова статичної міцності має вид
(4.14)
Допустиме значення коефіцієнту запасу міцності при розрахунку на статичну міцність вибирається з таблиці 2.5.
При визначенні еквівалентних напружень в перерізі А-А напруженнями розтягу, із-за незначної їх величини, нехтуємо.
В перерізі Б-Б (рис.4.1,б) виникають деформації згину і зрізу. Найбільші напруження виникають коли стропи знаходяться під кутом =450. В цьому випадку горизонтальна складова ваги вантажу становить -
Величина напружень згину для внутрішніх і зовнішніх волокон гака
(4.15)
(4.16)
Величина розрахункового значення напружень згину Р визначається з умови
Р=МАХ{1;2}. (4.17)
Величина напружень згину визначається за формулою
(4.18)
Розрахункове значення коефіцієнту запасу міцності відносно границі текучості
(4.19)
Еквівалентні напруження визначається за формулою
(4.20)
Умова статичної міцності -
Вантажні скоби. Вантажні скоби застосовують для великої вантажності (більше 100т). Скоби виготовляють з сталі 20. Конструктивно їх виконують суцільними кованими, рисунок.4.2,a, і складеними, рисунок 4.2,б.
Суцільні ковані скоби є статично невизначеними системами, елементи якої (тяги і поперечка) працюють на згин. Розрахунок цих елементів виконується наближеним способом.
Величина згинаючого моменту в поперечці скоби
(4.21)
Розтягуючі зусилля в бокових тягах
(4.22)
В шарнірних скобах, рисунок 4.2,б, розтягуючі зусилля F визначаються за формулою (4.22). Величина згинаючого моменту поперечки рівна
(4.23)
Напруження всередині поперечки з врахуванням кривизни
(4.24)
де А – площа поперечного перерізу;
К – коефіцієнт кривизни перерізу;
r - радіус кривизни перерізу;
у – віддаль від нейтральної осі перерізу до найбільш напруженого волокна.
Рисунок 4.2 Вантажні скоби
Навчальний елемент – НЕ3.2
Гакові підвіски. Загальні відомості і конструкція. Гаки і скоби закріплюють в спеціальних пристроях, яких підвішують на канатах поліспаста. Ці пристрої називаються гаковими підвісками.
Підвіски класифікують за такими ознаками:
за кількістю блоків – одно – і багатоблокові;
за типом гака – нормальні і укорочені;
за кратністю поліспаста – з постійною і змінною кратністю;
за способом підвішування – вільно висячі (на канатах) і з жорстким підвісом;
за серійністю виготовлення – серійні і індивідуальні.
В укороченних гакових підвісках траверсу і блочну вісь суміщено. В нормальних підвісках застосовують гаки з хвостовиком типу А, в
