Грузозахватные устройства строительных кранов

При проектировании крюка, форма, размеры или грузоподъемность которого не соответствуют стандартизованным, обязательно производят расчет его прочности. Грузовые крюки по форме сложно отнести к брусьям большой кривизны. Формулы расчета на прочность более удобны для проверки напряжений в сечениях с принятыми размерами, чем для непосредственного определения необходимых размеров сечений крюка. В связи с этим при разработке новых крюков строительных кранов целесообразно сначала приближенно определить размеры сечений крюка без учета кривизны, компенсируя допущенную неточность уменьшением допускаемых напряжений, а затем произвести уточненный проверочный расчет на прочность с учетом кривизны. При проведении приближенного расчета для определения напряжений в произвольном сечении крюка в центре тяжести этого сечения прикладывают две противоположно направленные силы, равные и параллельные заданной силе. Для лучшего использования механических свойств материала форму сечения крюка следует подбирать такой, чтобы суммарные напряжения в критических точках были одинаковыми по абсолютному значению. Симметричное сечение крюка не может удовлетворить этому требованию. Такие напряжения имеют место в крюке с сечением в виде трапеции с скругленными углами.

 

Если сечения крюка представляют собой правильную геометрическую форму (прямоугольник, трапецию, круг, эллипс и т. д.), то соответствующее значение коэффициента можно определить путем аналитического интегрирования. При более сложной форме сечения крюка для получения значений коэффициента используют графоаналитический способ. Изгибающий момент, действующий в сечении, принимается положительным, если он стремится увеличить кривизну, и отрицательным - если он стремится уменьшить кривизну. Вычисление напряжений в сечениях криволинейной части крюка можно значительно упростить при расчете стандартных или аналогичных им крюков, где центр зева крюка практически совпадает с центром кривизны центральной оси сечений крюка. Допускаемые нормальные напряжения в крюках для механизмов, таких как у крана Пионер, то есть с электрическим приводом, принимают не более 145 МПа, а для механизмов с ручным приводом - 160 МПа. Стержень крюка при симметричном нагружении обоих рогов воспринимает только растягивающие усилия. Однако в практике при транспортировании небольших грузов иногда подвешивают груз на один рог.

 

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 или составными из шарнирно-соединенных элементов. Грузовые петли изготовляют обычно из стали 20. Вследствие более четкого нагружения элементов составной петли расчет ее значительно проще, а изготовление не требует прессового строительного оборудования. Поперечину петли следует рассматривать как криволинейную статически определимую балку, нагруженную в среднем сечении сосредоточенной нагрузкой, равной грузоподъемной силе петли. Опорные реакции поперечины известны по направлению и совпадают с продольными осями боковых тяг, так как тяги по концам ограничены шарнирами. Следовательно, боковые тяги составной петли воспринимают только растягивающую нагрузку. Оси шарниров рассчитывают на напряжение изгиба и допустимое напряжения смятия в зонах их сопряжения с боковыми тягами и поперечиной. 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 шарнирно соединенными. Однако при этом допускаемые напряжения для тяг следует понизить на 20 - 25 %, а для поперечины повысить на 10—15 %.