Сергей Гаврилов - Клещи, расчеты и чертежи

Инженер конструктор отдела гл. механика Механического завода Гаврилов Сергей Федорович написал эту книгу для студентов механиков и цеховых конструкторов. Данная книга содержит расчет клещевого грузоподъемного захвата и эскизы деталей клещей. Расчет серьги и крюка – восьмерки. Расчет и чертежи коробки под поковки и площадки для осмотра вагонов. Расчет и эскизы приведены для действующего уже несколько лет оборудования. Алгоритм расчета клещей с числовыми примерами – облегчает прочностные, геометрические и силовые расчеты при проектировании подобных захватов. В книге приведены справочные материалы, используемые в подобных проектах. Все проекты разработаны самим автором. Как автор не возражаю против копирования и применения чертежей в производстве.

Примечание: При преобразовании текста из Ворда в электронную книгу – теряются все знаки степеней. Поэтому все значения температуры считаем температурой в градусах по Цельсию, все площади в квадратных единицах, моменты сопротивлений в кубических единицах, моменты инерции в единицах в четвертой степени. Все угловые единицы в градусах. Например: Момент сопротивления W = 24 см – следует понимать как W = 24 сантиметра в кубе.

Определение допускаемых напряжений.

По рекомендациям пункт 2.3.3 Таблица 3. Ударная вязкость металла деталей клещей при температуре минус 40 С должна быть не менее 30 Дж / кв.см. По требованию заказчика проектируются клещи минимального веса. Поэтому для деталей клещей выбираем прочную и вязкую сталь 38 ХГН ГОСТ 4543-71 с закалкой с 850 С в масло и отпуском с 600 С. С контролем механических характеристик по образцам свидетелям после термообработки. Сталь 38 ХГН ГОСТ 4543-71 после термообработки имеет предел текучести не менее 660 Н / кв.мм. Предел прочности не менее 950 Н / кв.мм. и ударную вязкость при температуре минус 40 С более 80 Дж / кв.см . Для Стали 38 ХГН ГОСТ 4543-71 допустимое касательное напряжение не более 369 Н / кв.мм.

Для планок, по технологическим соображениям, выбираем сталь Ст 3 сп 5 ГОСТ 380-88 – с нормализацией. Учитывается возможность работы клещей при температуре до минус 20 градусов С. Сталь Ст 3 сп 5 после нормализации имеет предел текучести не менее 175 Н / кв.мм. Предел прочности не менее 353 Н / кв.мм. и ударную вязкость при температуре минус 20 С при продольном расположении волокон ( прокат ) не менее 49 Дж / кв.см. Согласно РД 10-33-93. Нестандартные элементы грузозахватных приспособлений рассчитываются на напряжения растяжения и изгиба с обеспечением запасов прочности не менее: При расчете рабочей части крюка – запас прочности должен быть не менее 1,2 от предела текучести. При расчете ветвей головки крюка с проушиной на растяжение – запас прочности должен быть не менее 1,5 от предела текучести. пункт 2.1.6. При расчете петель стропов: Прямолинейные участки рассчитываются на растяжение – запас прочности должен быть не менее 5 от предела прочности. пункт 2.1.7. Криволинейные участки ( с учетом кривизны ) – запас прочности для внутренней стороны сечения должен быть не менее 1,1 от предела текучести. – На внешней стороне запас прочности должен быть не менее 1,3 от предела прочности. пункт 2.1.7.. .. 2.1.5 При расчете канатов и цепей на действие номинальной нагрузки запас прочности по отношению к разрушающей нагрузке указанной в сертификате должен быть не менее 5 . для цепей и не менее 6 – для канатов. пункт 2.1.5.

Коэффициент надежности удержания груза как отношение закрывающего клещи момента к моменту размыкания под весом груза должен быть не менее 1,25.

Рабочий профиль схвата клещей очерчен внутренней и внешней кривыми построенными по координатам из таблицы координат. Таблица координат построена путем многократных прорисовок при разных диаметрах заготовок.

Концы схвата оканчиваются бобышками в виде дисков. Бобышки позволяют точно рассчитать положение центра тяжести захваченной круглой заготовки. Точное положение центра тяжести захваченной заготовки обусловлено тремя точками контакта с поверхностью заготовки. Две точки обеспечивают бобышки и одна точка – центр клешней.

При захвате заготовки диаметром меньше максимального – положение заготовки зафиксировано четырьмя точками контакта с рычагами захвата , а именно : по две верхние точки на внутреннем радиусе сопряжения нижней части рычага захвата и по две нижние точки контакта с бобышками на нижних концах рычагов. Все точки контакта расположены симметричны относительно оси отвеса.