1.7.5. Вантажозахватні пристрої

До вантажозахватних пристроїв відносяться:

• стропи (канатні або ланцюгові);

• траверси;

• гакові підвіски;

• грейферні механізми;

• підйомні електромагніти;

• вакуумні захвати;

• контейнери;

• піддони і ін.

Тип захвату і спосіб керування значною мірою впливають на продуктивність кранів. Найбільш досконалі автоматичні та дистанційно керовані захватні пристрої, які дають змогу підвищити продуктивність машин і вивільнити багато обслуговуючого персоналу. До таких пристроїв належать грейфери, вакуумні захвати, підйомні електромагніти та різні конструкції спеціальних пристроїв.

Вимоги до вантажозахватних пристроїв:

• надійність і безпечність в роботі;

• простота конструкції;

• невеликі габарити;

• порівняно невисока вартість.

1.7.5.1. Гакові підвіски

Гакові підвіски являються універсальними вантажопідйомними пристроями. Гаки і скоби закріплюють у спеціальних підвісках, які підвішують на канатах поліспаста. Залежно від кількості блоків підвіски бувають одно- і багато блокові (рис. 1.10); від способів кріплення гака – нормальні (рис. 1.10, а, б) та укорочені (рис. 1.10, д).

У нормальних підвісках гак закріплюють гайкою, а в укорочених траверсу і вісь блоків суміщено.

Короткі підвіски застосовують лише при парній кількості блоків; вони більш компактні і в них краще використовується корисна висота підйому вантажу.

Під гайку встановлюють упорний підшипник, який дає змогу легко повертати гак навколо своєї осі при захвачуванні вантажу. Для запобігання відгвинчування гайки гака застосовують різні способи, але найбільш простим і надійним є закріплення планкою, що входить у пази гайки і гвинта, до якого вона прикріплюється шпильками.

Канатні блоки в кранах установлюють у підшипниках кочення, що забезпечує високий ККД і їхню довговічність. Передбачено ущільнення підшипників блоків і підшипників під вантажною гайкою гака. Змащування підшипників здійснюється за допомогою маслянок або набиванням.

Гакова підвіска (одноблокова) повинна вільно спускатися без вантажу під дією сили тяжіння від власної маси, яка повинна бути не менша, ніж 2...5% від маси вантажу; якщо ця сила недостатня, то на підвіску додають вантаж. Орієнтування гака на вантаж здійснюється поворотом відносно вертикальної і горизонтальної осей вручну або за допомогою спеціального механізму.

Гакові підвіски

а) б) в) г) д)

а, д – ; б – ; в – ; г –

Рис. 1.10

Гакові підвіски (рис. 1.10) складаються з рухомих робочих блоків, зрівняльних блоків, пластин (сережок), осі, поперечини (траверси) (нормальної підвіски) або поперечини, яка має на краях подовжені цапфи під блоки (укороченої підвіски), гайки, упорного кулькового підшипника, гака суцільно кованого нормального, або гака суцільно кованого подовженого.

1.7.5.2. Конструкція та розрахунок гака

Гаки – це найпоширеніші захватні пристрої. За конструкцією гаки поділяють на однорогі та дворогі. До гаків ставляться виключно високі вимоги міцності та надійності.

Існують такі способи виготовлення гаків: куванням, штампуванням і клепанням з листової сталі. Матеріалом для гаків є в’язка маловуглецева сталь 20, а також сталь 20Г.

Після виготовлення ковані гаки відпалюють для знімання внутрішніх напружень. Нові гаки випробовують на зусилля 1,25 номінального протягом не менше 10 хв.

Найбільш економічна форма робочого перерізу гака (рис. 1.11) – трапецієвидна із заокругленими краями, а для малих навантажень гаки можуть мати простий круглий переріз.

Раціональне співвідношення розмірів для стандартних гаків . На хвостовику гака нарізано різьбу.

Номер гака і його розміри вибирають в залежності від вантажопідйомності, режиму роботи та класифікації крана.

Перевірочний розрахунок гака на міцність зводиться до визначення напружень у небезпечних перерізах (рис. 1.11).

Гак

Рис. 1.11

Напруження розтягу в різьбі хвостовика (переріз І–І)

,

(1.37)

де – внутрішній діаметр різьби, мм;

.

Зігнуту частину гака розраховують як криволінійний брус напруження розтягу на внутрішній частині гака (переріз ІІ–ІІ, т.А) та напруження стиску на зовнішній частині (переріз ІІ–ІІ, т.В) відповідно будуть:

; ,

(1.38)

де – площа поперечного перерізу гака (ІІ–ІІ), мм²;

– діаметр зіву гака, мм;

– висота перерізу, мм;

і – відстань від центру тяжіння відповідно до внутрішніх та зовнішніх волокон гака, мм;

К – коефіцієнт кривизни для трапецієвидного перерізу.

Вертикальний переріз ІІІ–ІІІ розраховують на сумарне напруження згину та зрізу за третьою теорією міцності

,

(1.39)

де , , ;

– допустимий коефіцієнт запасу міцності;

– границя текучості, МПа.