Визначення висоти гайки гака. Матеріалом гайки назначається вуглеводиста конструкційна сталь марки 45

Матеріалом гайки назначається вуглеводиста конструкційна сталь марки 45. Необхідну висоту визначають з умови міцності на зріз різьби шийки гака, виготовленого зі сталі марки 20.

Допустиме напруження на зріз

МПа,

де - допустиме напруження на розтягання в шийці гака зі сталі марки 20.

Необхідна висота гайки визначається по формулі

де d₁ = 57,5 мм – внутрішній діаметр різьби гвинта М 64;

k₁ = 0,87 – відношення висоти витка в перетині, що розраховується, до шагу для метричної різьби;

k_H – коефіцієнт, враховуючий нерівномірність розподілу навантаження між витками різьби, при d/S = 64/6 = 10,7 >9;k_H = 0,56.

Враховуючи необхідність розміщення стопорної планки висота гайки Н приймається рівною довжині різьби хвостовика Н₁ = 90 мм, її зовнішній діаметр

D₀ = 1,8d = 1,8 · 64 = 115 мм

Вибір підшипників блоків

Навантаження, яке приходиться на один підшипник, при підйомі номінального вантажу

,

де n = 3 – кількість блоків в гаковій підвісці;

2 – кількість підшипників в одному блоці.

Частота обертання блоку при прийнятому його діаметрі D_1бл і швидкості канату V_к

де

Розрахунок підшипників блоків робиться по динамічній вантажопідйомності, тому що n_бл > 10 об/хв.

Динамічна вантажопідйомність підшипника

С_{розрах.} = ,

де Р – еквівалентне навантаження, Н; L – номінальна довговічність млн. обертів;

р = 3 – для шарикових підшипників і 3,3 – для роликових.

Номінальна довговічність L і номінальна довговічність L_h, яка виражається в годинах, зв’язані залежністю

де L_h = 4000 ч, приймаємо по табл.. 1.9 для середнього режиму роботи,

де К_g – динамічний коефіцієнт (для кранових візків дорівнює 1,4);

К_Т = 1 – температурний коефіцієнт; Х, Y – коефіцієнти радіального і осьового навантаження; V = 1 – коефіцієнт обертання.

Приймаємо шарикові підшипники. Тому що осьове навантаження немає F_a = 0; Х = 1;

С_розрах = 29166,6 .

Тому що маточина блоку має діаметр під підшипник 100 мм, необхідно підібрати шариковий підшипник с D = 100мм і С ≥ 45792 Н.

У зв’язку з тим, що підшипника з такими параметрами немає, приймаємо підшипник важкої серії № 408 D = 110 мм, В = 27 мм, d = 40 мм, у зв’язку з чім необхідно подовшати маточину блока до Н = 60 мм і розточити її до d₁ = 110 мм.

Розрахунок вісі блоків

На підставі обраної схеми бакової підвіски з трьома блоками складемо розрахункову схему осі (рис. 3.7), представивши її як балку, опорами якої служать серги.

Рис. 3.7. Розрахункова схема осі

Довжина балки:

l = 3Н + 2С₁ + 2б/2 = 3 ·60 + 2·5 + 2·8 + 14 = 220 мм,

де Н = 60 мм – довжина маточини блоку;

С = 5 мм – ширина розпірного кільця між маточинами блоків;

С₁ = 8 мм – зазор між маточинами крайніх блоків і щоками;

б = 14 мм – товщина серги.

Навантаження від кожного блоку, яке передається на ось

де n = 3 – кількість блоків на осі.

У зв’язку з симетричним прикладанням навантаження, реакції опор

.

Вигинаючи моменти в точках С і Д будуть

Мu_c = R_B · a = 62500 · 45 = 25,125 · 10⁵ Н мм;

Мu_c = R_B(a + в) – F_бл · в = 62500 · 110 – 41667 · 65 = 41,77 · 10⁴ Н мм,

де а = .

Матеріал осі блоків – сталь марки45. Допустима напруга

де [S₀] –запас міцності, що допускається (табл..1.6);

k'₀ = 1,6 – коефіцієнт концентрації напружень для гладких сталевих деталей з поверхнею, що обробляється (табл. 1.7);

Діаметр осі блоків приймаємо рівним діаметру під ось підшипників блоків d = 40 мм.

Напруження в найбільш навантаженому перетині

.

Діаметр осі блоків по напруженням вигину підходить.

Розрахунок серги

Товщину серги вибираємо по табл. 1.10, з залежності від вантажопідйомності, вона дорівнює б = 14 мм.

Ширина серги знаходимо з розрахунку на розтягання в перетинах, ослаблених отворами під траверсу і ось блоків, діаметром d = 40 мм

відкіля

В

де [σ_р] = 60-70 МПа допустиме напруження на розтягання для матеріалу серги зв сталі марку 20.

Перевіримо міцність серги в місці установки траверси і осі блоків по формулі Ляме:

де [σ] = 100 МПа – допустиме напруження зминання для сталі марки 20 [1, с.85];

R = 55 мм – відстань від осі отвору під траверсу і ось блоків до зовнішніх зрізів серги;

r – радіус отворів під траверсу і ось блоків (рис. 3.8).

У зв’язку з тим, що в місці установки траверси і осі напруження перевищували допустимі в цих місцях, поставлені втулки довжиною 2б, приварені до серги (враховуються коефіцієнтом 2).

Рис. 3.8. Серга