Расчет нестандартных двурогих крюков методом криволинейного бруса Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.86

РАСЧЕТ НЕСТАНДАРТНЫХ ДВУРОГИХ КРЮКОВ МЕТОДОМ КРИВОЛИНЕЙНОГО БРУСА

Д. А. Ткаченко, Н. В. Шмарин Научный руководитель - И. В. Кухар, В. Г. Межов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Предлагается методика расчета нестандартных крюков устройств для погрузочных работ. Расчет проводится по теории изгиба криволинейного бруса.

Ключевые слова: крюк, погрузка, брус.

THE CALCULATION OF THE CUSTOM HOOKS METHOD DOUBLE

CURVED TIMBER

D. A. Tkachenko, N. V. Shmarin Scientific Supervisor - I. V. Kukhar, V. G. Mezhov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: [email protected]

The technique of account of non-standard hooks of devices for loading works is offered. The account will be carried out(spent) under the theory of a bend of a curve - linear bar.

Keywords: hook, loading, lumber.

Размеры большинства крюков стандартизированы и приведены в соответствующих ГОСТах. При применении стандартного крюка расчет сечений крюка производить не требуется. Размеры крюков устройств для погрузо-трелевочных работ не нормализованы, их определяют при конструировании в соответствии с условиями применения. При использовании крюка, отличающегося размерами или формой от стандартного, расчет крюка обязателен [1; 2].

В этом случае предлагается расчет проводить по теории изгиба криволинейного бруса, предложенную А. В. Гадолиным и Х. С. Головиным [3; 4]. Сечения двурогих кованых или штампованных крюков имеют трапецеидальную форму с широким основанием, обращенным к зеву крюка, что приближает центр его тяжести к зеву и способствует уменьшению изгибающего момента. Трапецеидальное сечение с закругленными краями при расчетах заменяют сечением в виде равнобедренной трапеции с основаниями b1 и b2 и высотой h.

Криволинейную часть двурогих кованых и штампованных крюков рассчитывают по формулам, которые имеют следующий вид:

нормальные напряжения о

N • C1 N • C1

а =-—+M-L (1)

F • r • D j • r

касательные напряжения тср

Тср = T / 2F, (2)

где N - нормальная составляющая силы P, которая находится для сечения А-А по формуле

N = G • sin у / (2cos а), (3)

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1

T - составляющая силы P, действующая в продольном сечении, которая находится для сечения А-А по формуле

Т = G • cos у / (2cos а), (4)

где G = 9,8Q - вес груза; Q - масса груза; F - площадь сечения; r - радиус кривизны нейтральной оси, зависящий от формы сечения.

M - изгибающий момент действующий в сечении, который находится для сечения А-А по формуле

G

M = P• í =--( + 0.5 • D)-sin у (5)

2•cos а

3 - момент инерции сечения, для трапеции находится по формуле

6/у + 6Ь, \Ь2 -Ь) + (Ь2 -Ьх)2

J = h •

(6)

36-(Ь, + Ь2)

Для сечения Б-Б тогда формулы (3) — (5) будут иметь следующий вид

N = 0/2 и Т = 0/2, М = Р ■ I (см. рисунок).

При подвешивании груза на двурогие крюки чалочные канаты и цепи должны накладываться так, чтобы нагрузка на оба рога крюка распределялись равномерно. Поэтому при расчете обычно принимается предположение, что на каждый рог действует нагрузка от 0/2, направленная под углом а = 45° к вертикали.

Расчетная схема двурогого крюка [5]

Прямолинейную цилиндрическую часть крюка рассчитывают по формуле

о = 40 / (п ■ й2) < [о], (7)

где й - наименьший диаметр хвостовой части крюка; [о] - допускаемое напряжение при растяжении, принимаемое для расчета прямолинейной части крюка по таблице.

Допускаемые напряжения [а] при расчете кованых и штампованных крюков

Часть крюка Виды напряжений Допускаемые напряжения п ри режимах

1М 2М, 3М, 4М 5М, 6М

Криволинейная Изгиб от / 1,05 ст/ 1,3 от /1,65

Прямолинейная Растяжение ст /5

от - предел текучести, для стали 20 от = 430 МПа и от.= 390 МПа, для проката до 100 мм и от 101 до 300 мм соответственно.

Для оптимизации расчетов рекомендуется использовать прикладные программы, созданные в 1111 Excel.

Библиографические ссылки

1. Гохберг М. М. Справочник по кранам : в 2 т. Т. 2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их детали и узлы. Техническая эксплуатация кранов. М. : Машиностроение, 1988. 559 с.

2. Коршун В. Н., Кухар И. В., Карнаухов А. И. Математическая модель режима пуска технологической машины // Проблемы и достижения в науке и технике : сб. науч. тр. по итогам Ме-ждунар. науч.-практ. конф. / ИЦРОН Омск, 2016. № 3. С. 63-66.

3. Вайнсон А. А., Андреев А. Ф. Крановые грузозахватные устройства : справ. М. : Машиностроение, 1982. 304 с.

4. Расчеты крановых механизмов и их деталей / С. А. Казак, В. И. Котов, П. З. Петухов и др. // Сб. науч. тр. ВНИИПТмаш. 3-е изд. М. : Машиностроение, 1971. 496 с.

5. Коршун В. Н., Кухар И. В. Подъемно-транспортные и погрузочные машины. Грузозахватные рабочие органы : учеб. пособие для студ. спец. 171100 напр. 653200 очн. формы обуч. / Сиб. гос. технолгич. ун-т. Красноярск, 2005. 164 с.

© Ткаченко Д. А., Шмарин Н. В., 2017