1.2.13.2. Усилив прижатия каната накладками

F=K •0,85•S_H/C= 1,25*0,85*3696/0,35 = 11220 H

где К = 1,25 - коэффициент запаса;

=0,65 - коэффициент, учитывавший уменьшение натяжения каната вследствие обхвата барабана крепежными витками;

С = 0,35 - коэффициент сопротивления выскальзыванию каната из-под накладки с полукруглыми канавками.

1.2.13.3. Суммарное усилие крепежных болтов (рис. 1,5)

N =2F = 2•11220 = 22440 Н.

1.2.13.4. Допускаемое усилие растяжения одного болта

По нормали (1. приложение 9) для каната диаметром 11,5 мм выбрана накладка с шагом ка­навок р = 13,5 ми и болтом М12 с внутренним диаметром резьбы d₁ = 10,11 мм.

Тогда допускаемое усилие одного болта из стали марки СтЗ составит

H

где [б_р] - допускаемое напряжение растяжения

МПа

Здесь [б_r] = 250 МПа - предел текучести стали марки СтЗ;

N = 2,5 - запас прочности.

Рис1.5.Усилия в креплении

конца каната на барабане

1.2.13.5. Необходимое количество накладок на одном конце каната.

z=N/N_o =22440/8000= 2,8

Принято z =3

1.3. Расчет элементов крюковой подвески

1.3. Расчет элементов крюковой подвески

1.3.1 Расчетные нагрузки

1.3.1.1Номинальная подъемная сила

Q = 1000 m g = 1000 · 5 · 9,81 = 49050 Н,

где g=9,81 м/с²- ускорение силы тяжести.

Принято Q = 49000 Н.

1.3.1.2 Максимальная рабочая нагрузка

Q_max = K_П Q = 1,1 · 49000 = 53900 Н,

где К_П – коэффициент перегрузки; для механизма подъема груза К_П = 1,1.

Принято Q_max = 54000 Н,

1.3.1.3 Эквивалентная нагрузка

Q_экв = К_д Q

где К_д – коэффициент долговечности

К_д = K_G K_T K_TP

где K_G – коэффициент, учитывающий переменность нагрузки во времени. Для группы классификации механизма М6 K_G = 0,83.

K_T - коэффициент срока службы детали.По табл.3,3 принято K_T = 0,794

K_TP – коэффициент тренировки. Для крюковых подвесок K_TP = 1.

К_д = 0,83 · 0,794 · 1 = 0,659

Q_экв = 0,659 · 49000 = 32300 Н.

1.3.2 Выбор крюка

По ГОСТ 6627-74(Приложение 1) для подвески принимается однорогий кованый крюк №13 типа Б исполнения 1 (без прилива). Условное обозначения крюка:

«Крюк № 13 Б-1 ГОСТ 6627-74»

Основные и расчетные размеры крюка (Приложение 4):

D = 75, b = 48, h = 75, d₁ = 45, d₂ = М42×4,5, p = 4,5, d_b = 37,1, L = 410, l₁ = 105, l₂ = 60,

r₂ = r₄ = 10 мм.

Материал крюка ………………………сталь марки 20

Масса крюка, кг ………………………70

1.3.3 Расчет крюка

Рис.3.1.Крюк

1.3.3.1 Параметры сечений А-А и Б-Б

Действительное сечение трансформируется в расчетное, представляющее собой трапецию с основаниями b и b₁(сеч. А-А).

Ширина малого основания:

b₁ = 2 · r₄ = 2 · 10 = 20 мм.

Площадь сечения

мм².

Расстояние от центра тяжести до крайнего внутреннего волокна

мм.

Расстояние от центра тяжести до крайнего внешнего волокна

e₂ = h – e₁ = 75 – 32,35 = 42,65 мм.

Радиус кривизны оси, проходящей через центр тяжести сечения

мм.

Коэффициент формы сечения

.

1.3.3.2 Наибольшее нормальное напряжение в точке 1 сечения А-А

где Q_max = 54000 Н- максимальная рабочая нагрузка;

[σ_А] = 210 МПа - допускаемое напряжение для сечения А-А(см.табл.3.8).

1.3.3.3 Нормальное напряжение в точке 2 сечения А-А

1.3.3.4 Нормальное напряжение в точке 3 сечения Б-Б

1.3.3.5 Напряжение среза в сечении Б-Б

1.3.3.6 Эквивалентные напряжения в точке 3

где [σ_Б] = 110 МПа - допускаемое напряжение для сечения Б-Б (см.табл.3.8).

1.3.3.7 Напряжения растяжения в хвостовике (сечение В-В)

где d_b = 37,1 мм – внутренний диаметр резьбы;

[σ_В] = 65 МПа – допускаемое напряжение растяжения (см.табл.3.8).

1.3.3.8 Напряжения смятия в резьбе

Н = l₂ = 60 мм – высота гайки крюка;

[σ_см] = 35 МПа – допускаемое напряжение смятия (см.табл.3.8).

1.3.4 Выбор упорного подшипника для крюка

По ГОСТ 6874-75 (Приложение 3) выбираем упорный одинарный шарикоподшипник 8209, имеющий следующие параметры:

• внутренний диаметр посадочного кольца, мм ……………………d = 45

• наружный диаметр, мм ……………………………………………..D = 73

• высота, мм ……………………………………………………………H = 20

• статическая грузоподъемность, Н ………………………………….[C₀] =90500

Расчетная статическая грузоподъемность подшипника

C₀ = f_s P₀ = 1,2·54000 = 64800< [C₀] = 90500 H,

где Р₀ – эквивалентная статическая нагрузка;

для упорного подшипника

P₀ = F_a = Q_max;

f_s – коэффициент надежности при статическом нагружении. Для нормальных требований к легкости вращения f_s = 0,8-1,2.

На динамическую грузоподъемность подшипник не проверяется, поскольку крюк совершает редкие качательные движения.

Рис.3.2.Упорный подшипник для крюка

1.3.5 Размеры блоков

1.3.5.1 Расчетный диаметр основных блоков

D_бл ≥ d_k · (h₂ – 1) = 11,5 · (22,4 – 1) = 246 мм.

где d_k – диаметр каната;

h₂ – коэффициент диаметра основного блока (табл.4.1); для группы классификации механизма М6 h₂ = 22,4 .

1.3.5.2 Расчетный диаметр уравнительного блока

D_у ≥ d_k · (h₃ – 1) = 11,5 · (16 – 1) = 173 мм.

где h₃ – коэффициент диаметра уравнительного блока (табл.4.1); для группы классификации механизма М6 h₃ = 16.

1.3.5.3 Размер основных блоков

По нормали (Приложение 8) принимаем основные блоки со следующими параметрами:

• рабочий диаметр, мм ………………………………D_бл = 320

• наружный диаметр, мм ……………………………D₁ = 364

• длина ступицы, мм …………………………………l_ст = 60

• материал …………………………………………….сталь 35ЛII

1.3.5.4 Размер уравнительного блока

По нормали (Приложение 8) принимаем следующие размеры уравнительного блока:

• рабочий диаметр, мм ………………………………D_бл = 250

• наружный диаметр, мм ……………………………D₁ = 294

• длина ступицы, мм …………………………………l_ст = 50

• материал …………………………………………….сталь 35ЛII

Рис.3.3.Блок

1.3.6 Расчет траверсы

Траверсу представляют как балку, опорами которой служат серьги. Нагрузка Q_max ,передавае-

мая гайкой крюка через упорный подшипник, принимается сосредоточенной в центре траверсы.

Траверса имеет два опасных сечения: центральное Б-Б, ослабленное отверстием d, для пропуска шейки крюка, и сечение Г-Г- место перехода цапфы d_ц в тело траверсы. Такая расчётная схема типична для траверс нормальных и облегчённых крюковых подвесок.

1.3.6.1.Исходные данные к расчету траверсы

• материал ……………………………..…………………… сталь 45

• предел прочности, МПа (табл.3.2) …………………………….σ_в = 610

• предел текучести, МПа (там же). ……………...……………...σ_т = 360

• предел выносливости при изгибе, МПа (там же) ………….…σ_-1и = 290

• линейные размеры, мм ………………………………δ₁ = 4, δ₂ = 10, d₁ = 45

1.3.6.2 Ширина траверсы

b = D + (20…35) = 73 + (20…35) = 93…108 мм,

где D – наружный диаметр упорного подшипника для крюка.

Принято b = 100 мм.

1.3.6.3 Расстояние между защитными листами

l₀ = D + (30…50) мм,

где D- наружный диаметр упорного подшипника крюка.

l₀ = 73+(30…50)=103…123 мм

Принято l₀ = 110 мм.

1.3.6.4 Пролет траверсы

l_т = l₀ + 2l₁,

где l₁- расстояние от опорной реакции до корня цапфы сечении Г-Г;

для двухблочной подвески

l₁ = δ₁ + а₁ + = 4 + 8 + = 42 мм

l_Т = 110 + 42 = 152 мм

1.3.6.5 Высота траверсы

Высота траверсы определяется из условия прочности сечения Б-Б на изгиб. Ввиду симметричного расположения нагрузки Q_max относительно серег, опорные реакции

Изгибающий момент в сечении Б-Б

Допускаемое напряжение для сечения Б-Б

где К_σ – коэффициент концентрации напряжений (см.табл.3.13); для сечения траверсы, ослабленного отверстием, К_σ = 2,6;

[S] – запас прочности (см.табл.3.12); для группы классификации механизма М6 [S] = 1,6