|
Грузовые крюки. В
грузоподъемных машинах и механизмах находят применение кованые (штампованные)
и пластинчатые крюки. Кованые и штампованные крюки разделяют на однорогие и
двурогие.
Кованые крюки изготовляют в основном из стали 20 (ГОСТ
1050—74**) или из стали 20Г (ГОСТ 4543—71*). Кованые (штампованные) крюки
изготовляют на дорогостоящем и громоздком кузнечно-прессовом оборудовании.
Однако изготовление крюков литьем не нашло широкого распространения,
вследствие возможного появления раковин, трещин, шлаковых и других включений,
которые могут явиться причиной их поломки.
Крюки большой грузоподъемности в основном выполнены
пластинчатыми из отдельных элементов, вырезанных из листовой стали. Для более
равномерной загрузки пластин в зеве крюка закрепляют вкладыши из мягкой
стали, внешняя форма которых обеспечивает укладку строповых канатов с плавными
перегибами.
Грузовые крюки должны быть снабжены предохранительными
замками, предотвращающими самопроизвольное выпадение съемного грузозахватного
приспособления.
Допускается применение крюков без предохранительных замков
в портальных кранах, кранах, транспортирующих расплавленный металл или жидкий
шлак, а также при использовании гибких грузозахватных приспособлений. Кованые
однорогие (штампованные) крюки ( 6.1, а) (ГОСТ 6627—74) имеют
грузоподъемность 0,4— 20 т для машин и механизмов с ручным приводом; 0,32—100
т для машин и механизмов с машинным приводом при легком и среднем режимах
работы и 0,25—80 т при тяжелом и весьма тяжелом режимах.
Кованые (штампованные) двурогие крюки (ГОСТ 6628—73) имеют
грузоподъемность 8—20 т для машин с ручным приводом и 5—100 т для машин с
машинным приводом при тяжелом и весьма тяжелом режиме работы.
Пластинчатые крюки (ГОСТ 6619—75) изготовляют следующих
типов: 1 — однорогие ( 6.1, в) грузоподъемностью 40—315 т для литейных
кранов; 2 — двурогие ( 6.1, г) грузоподъемностью 80—320 т для кранов общего
назначения.
Каждый крюк должен выдерживать статическую нагрузку,
превышающую его грузоподъемную силу на 25 %.
Исходным размером при конструировании однорогого крюка
является диаметр зева D ( 6.2, а), который принимают с учетом условий
размещения в нем двух ветвей пенькового каната или свар
ной цепи. При выборе стандартизованного крюка по
грузоподъемности не требуется расчет его прочности.
При проектировании крюка, форма и размеры или
грузоподъемность которого не соответствуют стандартизованным, необходимо
провести расчет его прочности. Поскольку грузовые крюки по форме можно
отнести к брусьям большой кривизны, а формулы расчета иа прочность более
удобны для проверки напряжений в сечениях с принятыми размерами, чем для
непосредственного определения необходимых размеров сечений крюка, то при
проектировании новых крюков целесообразно сначала приближенно определить
размеры сечений крюка без учета кривизны, компенсируя допущенную неточность
уменьшением допускаемых напряжений, а затем произвести уточненный поверочный
расчет на прочность с учетом кривизны.
Для лучшего использования механических свойств материала
форму сечения крюка следует подбирать такой, чтобы суммарные напряжения в
точках 1 и 2 были одинаковыми по абсолютному значению. Симметричное сечение
крюка не может удовлетворить этому требованию, так как в этом случае всегда
будет больше о2, следовательно, они могут быть равны, если подобрать
соответствующие значения и Ws. Такие напряжения имеют место в крюке с
сечением в виде трапеции с скругленными углами.
Допускаемые нормальные напряжения в крюках для механизмов
с машинным приводом принимают не более 145 МПа, а для механизмов с ручным
приводом 160 МПа.
Для хвостовика крюков вследствие наличия возможного
изгиба, вызываемого раскачиванием груза и сопротивлением блоков — при
загрязнении подшипников, напряжения допускают 30—70 МПа.
При этом на допускаемые напряжения кранов большой
грузоподъемности концентраторы напряжений (резьба, заточки и др.) влияют
меньше.
Грузовые петли. В качестве универсальных
грузозахватных устройств используют также грузовые петли, имеющие меньший вес
по сравнению с крюками той же грузоподъемности, вследствие более
благоприятных условий нагружения. Однако при подвешивании грузов стропы
приходится пропускать в отверстие петли.
Грузовые петли выполняют цельноковаными ( 6.4, а) или
составными ( 6.4, б) из шарнирно-соединенных элементов. Грузовые петли
изготовляют обычно из стали 20 (ГОСТ 1050—74**). Вследствие более четкого
нагружения элементов составной петли расчет ее значительно проще, а
изготовление не требует прессового оборудования.
Поперечину петли следует рассматривать как криволинейную
статически определимую балку, нагруженную в среднем сечении сосредоточенной
нагрузкой, равной грузоподъемной силе петли G. Опорные реакции поперечины
известны по направлению и совпадают с продольными осями боковых тяг, так как
тяги по концам ограничены шарнирами.
Цельнокованая петля представляет собой жесткую
раму, которую следует рассчитывать как статически неопределимую систему с
учетом ее жесткости. Ориентировочный расчет такой петли можно произвести
условно, приняв элементы петли выполненными шар- нирно соединенными. Однако
при этом допускаемые напряжения для тяг следует понизить на 20—25 %, а для
поперечины повысить на 10—15 %.
Крюковые подвески. Крюковые подвески служат для
соединения грузового крюка с подъемным канатом. Конструкция крюковой подвески
зависит от числа ветвей каната, на которых подвешена подвеска, схемы
запасовки грузового каната, числа и относительного расположения блоков,
конструкции крюка и т. п.
Наиболее простыми крюковыми подвесками являются подвески
для одной ветви каната. В этом случае один конец каната выполнен с коушем (
6.5, а) или закреплен в конической втулке с заливкой ее металлом. К втулке с
проушиной прикрепляют нестандартный крюк с кольцом в хвостовой части. В тех
случаях, когда масса крюка и свисающей части каната будет недостаточной для
опускания крюка без груза при работе подъемного механизма на опускание груза,
крюковую подвеску снабжают специальным грузом ( 6.5, б), при этом для
удобства соединения каната с крюком вводится промежуточный элемент в виде
сварной цепи. Недостатком таких соединений крюка и каната является вращение
конца каната относительно собственной продольной оси, что вызывает вращение
груза.
Для использования стандартного крюка в подвеске для одной
ветви каната часто используют так называемый вертлюг, выполненный в виде
треугольной рамы ( 6.5, в). Нижняя горизонтальная часть вертлюга имеет
утолщение, в котором предусмотрено вертикальное отверстие со сферической
поверхностью под гайку. Стандартный крюк фиксируется в вертлюге с помощью
гайки, нижняя поверхность которой выполнена также сферической. Наличие
сферических поверхностей позволяет крюку с грузом самоустанавливаться по
вертикали, что исключает наличие изгибающего момента в хвостовой части крюка.
Вертлюг подвешивают к канату с помощью кольца, цепи
и коуша или с помощью конической втулки с проушиной.
Большое применение находят подвески груза на нескольких
ветвях грузового каната, когда усилие со стороны грузового крюка на канат
передается через блоки. Различают два типа крюковых подвесок: нормальные (
6.6, а, б) и укороченные ( 6.6, в).
Укороченная подвеска имеет меньший размер по высоте,
поэтому можно осуществлять подъем груза на несколько большую высоту по
сравнению с нормальной подвеской. Следует заметить, что укороченную подвеску
можно применять только при четной кратности полиспаста.
Крюки при нагрузках более 30 кН должны быть выполнены
вращающимися на шариковых закрытых опорах. В нормальной крюковой подвеске
крюк 1 с гайкой 5 на хвостовике с помощью упорного шарикоподшипника 4 со
сферическими шайбами 2 опирается на траверсу 3, которая шарнирно закреплена в
отверстиях серег 6 и защитных щитках 7. В верхней части серег и щитков
имеются отверстия, в которых неподвижно закреплена ось 8 с опирающимися на
нее посредством подшипников 9 блоками 10. Шарнирное крепление траверсы 3 в
серьгах необходимо для того, чтобы крюк вместе с траверсой можно было
повернуть относительно продольной горизонтальной оси траверсы, тем самым
облегчая зачаливание груза. Между щитками 7 размещен согнутый из листовой
стали кожух 14, который предназначен для предотвращения выпадания
ослабленного каната из ручья блока. Зазор h между кожухом и наружным
диаметром блока составляет 0,15—0,3 диаметра каната.
Крепление траверсы в серьгах осуществляется с помощью осе-
держателей (см. 6.6, а, б), входящих в кольцевые проточки на цапфах
траверсы. При нечетной кратности сдвоенного полиспаста крюковые подвески на
оси блоков имеют уравнительный блок Е (см. 6.6, б). Крюковые подвески без
уравнительного блока могут быть использованы при простых и сдвоенных
полиспастах. Например, крюковую подвеску (см. 6.6, а) можно применять при
четырехкратном или сдвоенном двукратном полиспасте, а подвеску (см. 6.6, б)
— только при сдвоенном пятикратном полиспасте.
Кожух 14 либо закреплен с помощью болтов 13, огибая их
своими концевыми частями (см. 6.6, а) и выполняя при этом функции распорной
втулки, необходимой для соединения щитков между собой, либо приварен к щитку
(см. 6.6, б). Расстояние между щитками определяется при одном блоке в подвеске
из условия размещения гайки 5 грузового крюка с упорным подшипником 4, а при
нескольких блоках — из условия размещения блоков с радиальными подшипниками.
В большинстве случаев блоки установлены на подшипниках
качения. Так как при подъеме и опускании груза блоки подвески вращаются с
различными скоростями, в торцовой части ступиц между блоками предусмотрены
специальные кольца 11, а со стороны свободного торца — шайба 12. Кольца 11 и
шайба 12 удерживают смазку в полости подшипников блоков.
Для предотвращения отвинчивания гайку 5 фиксируют торцовой
планкой 15 (см. 6.6, а), которую закрепляют в пазах на торцах гайки и
хвостовика крюка. Стопорение гайки посредством штифтов, шплинтов и стопорного
болта не допускается.
|