![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
ПриложениеСтр 1 из 2Следующая ⇒
РАСЧЕТ ГРУЗОВОГО КРЮКА
Санкт - Петербург
Рецензент: кафедра подъемно-транспортных машин, канд. техн. наук, доц. В.В.Карпов
Изложено содержание практической работы, порядок ее выполнения и оформления отчета. Предназначены студентам факультета, обучающимся по направлению подготовки 190600.62 на дневном и заочном отделении.
© Государственный университет морского и речного флота адмирала имени С.О.Макарова, 2013
Лицензия №020952 от 27.12.94 г. Сдано в производство Подписано к печати Формат 60 х 84 1 / 16. Печать офсетная. Усл.-печ. л. Тираж экз. Уч.-изд. л. Зак. №
ИПЦ ГУМРФ 198035, Санкт-Петербург, Межевой канал, д.2 СОДЕРЖАНИЕ
Введение................................................. 3 1. Расчет статической прочности крюка.......................... 4 1.1 Расчет напряжений в трапецеидальном сечении крюка без учета кривизны его нейтрального слоя................................ 4 1.2 Расчет напряжений в трапецеидальном сечении крюка с учетом кривизны его нейтрального слоя..........................7 1.3 Расчет напряжений в резьбовой части крюка................... 8 1.4 Определение допускаемых напряжений и сравнение их с расчетными значениями....................................... 8 1.5 Построение эпюр нормальных напряжений.................... 9 2. Определение долговечности крюка............................ 11 2.1 Исходные положения...................................... 11 2.2 Расчет долговечности крюка по напряжениям, действующим в опасном сечении его криволинейной части....................... 16 2.3 Расчет долговечности крюка по напряжениям, действующим в цилиндрической резьбовой части............................... 18 Библиографический список.................................... 20 Приложение................................................. 21
ВВЕДЕНИЕ Цель выполнения задания - ознакомление студентов на примере крюка с методами расчета статической прочности и выносливости деталей грузоподъемных машин, а также с уточненным расчетом этого ответственного элемента. Задание выдается на бланке, где указывается грузоподъемность крюка, режим работы механизма подъема и вычерчен крюк. По этим данным по ГОСТ 6627-74, 6628-73 [ 1, с.303-304 ] определяются размеры крюка, геометрические характеристики его опасных сечений и выполняется проверочный расчет в такой последовательности: - расчет напряжений в опасном сечении крюка без учета кривизны его нейтрального слоя методом прямого бруса; - расчет напряжений в опасном сечении крюка с учетом кривизны его нейтрального слоя; - расчет напряжений в резьбовой части крюка; - определение допускаемых напряжений для элементов крюка и сравнение их с расчетными значениями; - построение эпюр нормальных напряжений; - определение долговечности крюка. Работа выполняется на сшитых листах формата А4 (297 ´ 210), оформленных по ЕСКД, на которых вычерчиваются грузовой крюк (отдельный лист), расчетные сечения, эпюры напряжений и приводится весь расчет.
1. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ КРЮКА 1.1 Расчет напряжений в трапецеидальном сечении крюка без учета кривизны его нейтрального слоя Для приближенного расчета крюка методом прямого бруса определяются продольная сила и изгибающий момент, которыми нагружено опасное сечение, и геометрические характеристики этого сечения [1, с.28]. Напряжения рассчитываются для крайних точек опасного сечения. 1.1.1.Расчет однородного крюка Размеры опасного сечения однорогого крюка, которое имеет трапецеидальную форму, приведены в стандарте [1, с303-304] (высота- Расстояние от наибольшего основания трапеции до ее центра тяжести определяется для однорогого крюка по формуле:
Расстояние от меньшего основания трапеции до ее центра тяжести
Момент инерции трапеции вычисляется по следующей зависимости:
Нормальные напряжения в опасном сечении однорогого крюка рассчитываются по формулам (22)[1, с.28]. 1.1.2. Расчет двурогого крюка. При расчете двурогого крюка высота
где Расстояние от наибольшего основания трапеции до ее центра тяжести определяется по формуле (1.1), расстояние от меньшего основания трапеции до ее центра тяжести определяется по формуле (1.2), момент инерции трапеции вычисляется по формуле (1.3).
Нормальные напряжения в опасном сечении двурогого крюка вычисляются по формулам (22) [1, с.28], где вместо силы
где При расчетах угол 1.2 Расчет напряжений в трапецеидальном сечении крюка с учетом кривизны его нейтрального слоя Нормальные напряжения в крайних точках опасного сечения рассчитываются по формулам (26) [1, с.30]. Продольная сила
1.3 Расчет напряжений в резьбовой части крюка Прямолинейная часть крюка рассчитывается на растяжение от силы тяжести груза:
где 1.4 Определение допускаемых напряжений и сравнение их с расчетными значениями Допускаемые напряжения для криволинейной и прямолинейной частей крюка определяются в зависимости от вида деформации элемента и группы режима работы [3, табл.V.3.5, с.342]:
где При изготовлении кованых крюков используется сталь 20 (ГОСТ1050-74), предел текучести для которой Для криволинейной части крюка в качестве расчетных принимаются напряжения, полученные с учетом кривизны нейтрального слоя. Для стандартных крюков напряжения на внутренней стороне криволинейной части, рассчитанные с учетом и без учета кривизны нейтрального слоя (методом прямого бруса) отличаются до 40%. Последнее обстоятельство целесообразно использовать при проверке правильности выполнения расчетов.
1.5 Построение эпюр нормальных напряжений Построение эпюр выполняется на отдельном листе формата А4. Допускается использование миллиметровой бумаги. В верхней части листа вычерчивается в масштабе опасное сечение, проставляются его исходные и расчетные размеры, наносятся оси, соответствующие центру тяжести сечения и нейтральному слою. Расстояние между осями можно определить, разрешив выражение (25) [1, с.30] относительно Эпюры нормальных напряжений изображаются на чертеже под расчетным сечением в следующей последовательности: - эпюра от продольной силы; - эпюра от изгибающего момента, полученная при расчете методом прямого бруса; - суммарная эпюра от продольной силы и изгибающего момента; - эпюра напряжений, рассчитанная с учетом кривизны нейтрального слоя. Все эпюры строятся в одном масштабе. При построении последней эпюры рекомендуется определять с помощью формулы [1, (24), с.29] напряжения в расчетном сечении с радиусами кривизны
2.1 Исходные положения Нагрузка на крюк меняется в процессе работы крана. На рис.3.1 показан примерный график нагружения крюка и грузового каната за один подъем груза. На первом участке нагрузка увеличивается от нуля до величины, соответствующей силе тяжести груза. В начале второго участка груз отрывается от опоры. В канате и крюке возникают затухающие упругие колебания, вызванные взаимодействием сил инерции массы груза и упругости каната при подъеме груза, а затем при торможении поднимающегося груза и при разгоне его на спуск. На третьем участке груз устанавливается на опору. Опыт и расчеты показывают, что обычно амплитуды упругих колебаний
где В крюке, находящемся под действием многократно повторяющихся пульсирующих нагрузок, постепенно накапливаются повреждения усталостного характера. Этот процесс протекает наиболее интенсивно в резьбовой цилиндрической части крюка, где имеет место максимальная концентрация напряжений, и в опасном сечении криволинейной части, в котором действуют максимальные нормальные напряжения. Кран перегружает различные по весу грузы и величина Зная график нагружения, можно провести расчет долговечности крюка. Расчетная долговечность в годах будет определяться по формуле:
где Суммарное число подъемов груза, выдерживаемых рассчитываемым сечением крюка до разрушения:
где
2.2 Расчет долговечности крюка по напряжениям, действующим в опасном сечении его криволинейной части Предел выносливости с учетом размеров сечения и концентрации напряжений определяется по формуле:
где Если выполняется условие:
где то дальнейший расчет долговечности теряет смысл, так как крюк будет служить с точки зрения циклической прочности неограниченно долго. При не выполнении условия (2.5) следует найти продольную силу, которая вызывает в расчетном сечении напряжения, равные пределу усталости
где Суммарное количество циклов нагружения, выдерживаемое рассчитываемым сечением до разрушения, вычисляется по формуле (2.3), в которой нагрузка
Базовое число циклов нагружения и показатель степени кривой усталости принимаются соответственно
2.3 Расчет долговечности крюка по напряжениям, действующим в цилиндрической резьбовой части Предел выносливости с учетом размеров сечения и концентрации напряжений определяется по формуле (2.4), в которой коэффициент, учитывающий уменьшение предела усталости в связи с особенностями обработки поверхности крюка принимается равным При проверке условия (2.5) вместо Суммарное количество циклов нагружения, выдерживаемое резьбовым хвостовиком крюка до разрушения, вычисляется по формуле (2.3). Нагрузка
Базовое число циклов нагружения и показатель степени кривой усталости принимаются соответственно
Библиографический список
1.Гаранин И.П., Брауде В.И., Артемьев П.П.. Грузоподъемные машины на речном транспорте. М., Транспорт, 1991, 319 с. 2.Справочник по кранам. Под редакцией М.М.Гохберга. Л., Машиностроение, 1988, т.1, 336 с. 3.Справочник по кранам. Под редакцией М.М.Гохберга. Л., Машиностроение, 1988, т.2, 599 с.
Приложение
|