Расчет лебедки

                   Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

     Одесская государственная академия строительства и архитектуры

 

Кафедра подъемно-транспортных строительных и

дорожных машин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

По дисциплине «Строительная техника»

 

 

 

 

 

Выполнил:

 

студ. Кодацкая М.Н.

 

гр. ПГС - 227 т

 

Шифр: 11100

 

Дата: _________

 

Вариант №54

 

Проверил:

 

доц. Мацей Р.А.

 

 

 

 

 

 

 

Одесса 2012

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Лебедками называют грузоподъемные и грузоперемещающие машины у которых в качестве рабочего (исполнительного) механизма навиваемого на барабан лебедки используют гибкий элемент - стальной канат.

а)

б)

Рис. 1 - Реверсивная лебедка без полиспаста; а) - фото, 1-предохранительный кожух тормоза, 2 - редуктор, 3 - барабан лебедки, 4 - рама 5 - электродвигатель, 
6 - устройство управления; б) - принципиальная схема лебедки

 

При выполнении различных  монтажных и погрузочно-разгрузочных работ лебедки применяются как самостоятельно действующие машины или используются как составная часть крановых и других механизмов подъемно-транспортных машин.

 

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕДЛЯ ПРОЕКТИРОВОЧНОГО РАСЧЕТА ЛЕБЕДКИ

 

1.1 Расчетная схема  реверсивной лебедки, включает полиспаст с грузовым крюком, отклоняющие блоки, барабан, схему запасовки каната, редуктор, муфту-тормоз, электродвигатель и раму на которую установлены механизмы лебедки и устройство управления.

Вычерчиваем на листе формата А4 расчетную схему (рис. 1.2) полиспаста и схему запасовки стального каната.

 

1.2 Масса поднимаемого номинального (максимального) груза в т.ч. масса грузозахватных механизмов Q, кг.

При этом масса грузозахватных приспособлений для различных схем запасовки с кратностью полиспаста m = 2, 3, 4, 5 обычно принимается соответственно равной 0.025, 0.05, 0.075, 0.085 от массы поднимаемого груза, кг.

 

Q = 6300 кг

 

1.3 Скорость V_Q (м/с) подъема груза Q реверсивной лебедкой.

 

V_Q = 0,18 м/с

 

 

Рисунок 1.2 - Схема полиспаста

 

1.4 Канатоемкость барабана лебедки L (м), включающая в т.ч. 1.5…2 запасных витка каната, предусмотренных правилами Госгортехнадзора (ГГТН) для уменьшения нагрузки на заделку конца каната на барабане и 2…2.5 витка, занятых креплением конца стального каната на барабане.

 

L = 180 м

 

1.5 Количество слоев навивки К_s стального каната на барабане лебедки (рис. 4.1.)

 

К_s = 2

 

1.6 Силовой расчет лебедки выполним для случая полного использования грузоподъемности лебедки, т. е. при подъеме номинального (максимального) груза Q.

 

1.7 Режим работы лебедки

1.7.1 Теоретическая часть

В основе классификации  механизмов кранов по режиму работы лежат  два показателя: классы использования в зависимости от времени работы механизма за весь срок службы и классы уровня нагружения в зависимости от коэффициента нагрузки k [6].

 

Приближенное соответствие групп режимов работы механизмов приведено в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1 - Соответствие групп режима работы механизмов [7]

Группа режимов работы механизмов по ГОСТ 25835-83	1М	2М. 3М	4М	5М	6М
Режим работы согласно Правилам Госгортехнадзора	ручной	Л	С	Т	ВТ

 

1.7.2 Режим (интенсивность) работы лебедки согласно исходным данным

 

Режим – средний

 

1.8 Материал цилиндрической обечайки барабана лебедки (обечайка обычно изготавливается из стали или чугуна, см. п. 4.8).

 

Материал - чугун СЧ-32

 

1.9 Способ соединения торцевых стенок цилиндрической обечайки и ступицы барабана выполняется с помощью беззазорного болтового соединения.

 

1.10 Материал торцовых стенок соединения обечайки и ступицы барабана лебедки (обычно изготавливаются из стали или чугуна).

 

Материал - чугун СЧ-32

 

1.11 Материал оси вращения  барабана (обычно изготавливается  из стали)

 

Материал - сталь 45

 

 

2 РАСЧЕТ И ВЫБОР  СТАЛЬНОГО КАНАТА

 

2.1 Определяем на схеме (рис.1.2) количество блоков полиспаста К_п.

 

К_п = 4

 

2.2 Определяем на схеме количество отклоняющих блоков К_о.

 

К_о = 1

 

2.3 Определяем на схеме  количество подвижных блоков  полиспаста К_подв.

 

К_подв = 2

 

2.4 Определяем на схеме  количество неподвижных блоков  полиспаста К_неподв.

 

К_неподв = 3

 

2.5 Определяем кратность полиспаста m. Кратностью полиспаста называется отношение количества ветвей стального каната на которых подвешен груз к количеству ветвей каната навиваемых на барабан лебедки (см. рис. 1.2, сечение А-А).

m = 4

 

2.6 Определяем КПД одного блока полиспаста η¹_б.п и одного отклоняющего блока η¹_о.б. из справочника или каталога. Если КПД блока полиспаста и отклоняющего блока не заданы в исходных данных, то принимаем их численные значения из интервала 0.95…0.98.

 

2.6.1 КПД блока полиспаста η¹_б.п = 0.97

 

2.6.2 КПД отклоняющего блока η¹_о.б. = 0,97

 

2.7 Определяем КПД механизма полиспаста.

2.7.1 Предварительно определяем количество всех ветвей каната τ, представляющее собой сумму всех ветвей полиспаста плюс тянущую ветвь, навиваемую на барабан лебедки

 

τ = 5

 

2.8 КПД простых полиспастов у которых тянущая ветвь, навиваемая на барабан лебедки сходит с верхнего неподвижного блока полиспаста определяется по формуле

 

η_пол. = [η¹_б.п. + (η¹_б.п.)² +……….+ (η¹_б.п.)^(τ-1)] / m (2.1)

 

η_пол. = 0.9272

 

2.9 КПД всех отклоняющих блоков равен произведению их КПД.

 

η_о.б = (η¹_о.б.)^Ко (2.2)

η_о.б = 0.97

 

2.10 Тяговое усилие Р_л в тянущей ветви стального каната, навиваемой на барабан лебедки

 

Р_л = Q × 9.81 / (m × η_пол. × η_о.б.), (2.3)

 

где Q - масса поднимаемого груза и в том числе грузозахватных устройств, кг

 

Р_л = 6300× 9.81 / (3 × 0.9412 ×0.9216) =17358.2 Н

 

2.11 Выбор типоразмера  стального каната.

2.11.1 Коэффициент запаса прочности К_з ветви стального каната навиваемой на барабан лебедки при действии на эту ветвь тягового усилия Р_л определяется в зависимости от режима работы лебедки по табл. 2.1 [2].

 

Таблица 2.1 - Соотношение режимов работы и коэффициентов запаса прочности, К_з

Режим работы лебедки	Коэффициент запаса прочности, Кз
Легкий (Л)	5
Средний (С)	5.5
Тяжелый (Т)	6.0

 

2.11.2 Коэффициент запаса  прочности К_з

 

К_з = 5,5

 

2.11.3 Разрывное усилие R в стальном канате, соответствующее тяговому усилию Р_л и режиму работы лебедки, Н

 

R = Р_л × К_з (2.4)

 

R = 17358.2 × 5.5 = 95470.1 Н

 

2.11.4 Диаметр стального каната d_к (мм), запасованого в блоки механизма полиспаста и навиваемого на барабан лебедки выбираем из таблицы А.1 [10] в соответствии с величиной разрывного усилия R каната в целом. Для этого по таблице А.1 [10] воспользуемся, например маркировочной группой стального каната - 1770 (180), Н/мм².

 

2.11.5 Для этой маркировочной группы из таблицы А.1 [10] по величине разрывного усилия R (Н) каната в целом выбираем диаметр d_к (мм) стального каната.

 

d_к = 14.0 мм

 

 

3 РАСЧЕТ И ВЫБОР БЛОКОВ ПОЛИСПАСТА И ОТКЛОНЯЮЩИХ БЛОКОВ

 

3.1 Расчетный, наименьший, допустимый диаметр блоков полиспаста d^р_б.п. и отклоняющих блоков d^р_о.б. рассчитывается в зависимости от режима работы лебедки из соотношений, представленных в таблице 3.1 [2], мм.

 

Таблица 3.1 - Расчетные формулы для определения диаметров блоков

Режим работы лебедки	Расчетная формула диаметра блоков, мм
Легкий	dб.п. ≥ 16 × dк
Средний	dб.п ≥ 18 × dк
Тяжелый	dб.п ≥ 20 × dк

 

При этом принимаем d^р_о.б. = d^р_б.п.,

 

Режим - средний, тогда соответствующее уравнение из таблицы 3.1 определиться следующим численным выражением, мм

 

d^р_о.б. = d^р _б.п. = 18 × 14 = 252 мм

 

3.2. Диаметр блоков полиспаста и диаметр отклоняющих блоков выбираем ближайший больший по сравнению с расчетным из стандартных значений нормального ряда диаметров, мм.¹

 

d _б.п. = d_о.б. =280 мм

 

 

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ БАРАБАНА ЛЕБЕДКИ

 

4.1 Расчетный диаметр цилиндрической обечайки барабана лебедки [3], мм

 

D^р_б.л. = d^р _б.п. × 1.35, (4.1)

 

где 1.35 – эмпирический коэффициент

 

D^р_б.л = 252× 1.35 = 340.2 мм

4.2 Диаметр обечайки D_б.л. (рис. 4.1) барабана лебедки выбираем ближайший больший по сравнению с расчетным из стандартных значений нормального ряда диаметров, мм

 

D_б.л. = 360 мм

 

4.3 Стальной канат может навиваться на барабан в один или несколько слоев. Барабаны, на которые стальной канат укладывается (навивается) в один слой в большинстве своем бывают нарезные, а многослойные барабаны - гладкие (рис. 4.1).

 

4.4 Если количество слоев К_s в исходных данных для случая многослойной навивки не задано, то его необходимо определить методом подбора из уравнения, представленного в п. 4.7. При этом должно выполнятся условие ℓ^р_б.л. ≤ 3 × D_б.л.. Количество слоев каната при многослойной навивке обычно не должно превышать четырех слоев.

Для случая многослойной навивки каната на барабан выбираем гладкий (не нарезной) тип барабана.

 

4.5 Определяем расчетную рабочую длину ℓ^р_б.л (мм) гладкого барабана лебедки (рис. 4.1) для случая многослойной навивки каната на барабан при заданном количестве слоев К_s.

 

4.6 Предварительно определим условный средний диаметр расчетного условного слоя навивки каната на барабан лебедки (рис.4.1), мм

 

D_ср = D_б.л. + К_s × d_к, (4.2)

 

где D_б.л., d_к - диаметры, мм.

 

D_ср = 360 + 2 × 14 = 388 мм

 

4.7 Расчетная рабочая длина барабана, рассчитанная по условному среднему диаметру расчетного условного слоя навивки каната на барабан лебедки, мм.

 

ℓ^р_б.л. = (L × 10³ × d_к) / (π × D_ср × К_s), (4.3)

 

где L - канатоемкость барабана, м;

d_к и D_ср - диаметры,_. мм.

 

ℓ^р_б.л. = (180× 10³×14) / (π × 388×2) = 1034.2 мм

 

 

Рисунок 4.1 - Гладкий барабан лебедки для многослойной навивки каната

 

4.8 Цилиндрическая обечайка барабана лебедки (рис. 4.1) изготавливается из следующих материалов. Чугуны: СЧ 15, СЧ18, СЧ 24. Стали: низкоуглеродистые ВСт.3сп, Сталь 20; среднеуглеродистые 35Л, 55Л; низколегированные 09Г2, 09Г2С, 15ХСНД.

Если материал обечайки не задан в исходных данных, то его выбираем из перечня материалов представленных выше.

 

Материал - чугун СЧ-32

 

4.9 Расчетная толщина цилиндрической обечайки δ^р₀ барабана определяется по эмпирическим формулам [2] и зависит от материала обечайки, мм.

 

4.10 Расчетная толщина δ^р₀ цилиндрической обечайки чугунного барабана определяется выражением, мм

 

δ^р₀ = 0.02 × D_б.л. + (6…10) мм, (4.4)

 

где D_б.л - диаметр барабана лебедки (рис. 4.1), мм

 

δ^р₀ = 0.02 × 360 + 8 = 15.2 мм

 

 

4.11 Округляем расчетную толщину δ^р_о цилиндрической стенки обечайки до ближайшего большего целого значения δ_о, мм.

 

δ₀ = 16 мм

 

4.12 Для барабанов, полученных способом отливки должно удовлетворятся технологическое ограничение δ_о ≥ 12 мм, [2].

 

δ₀ = 16 мм

 

 

5 ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ  ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБЕЧАЙКИ БАРАБАНА ЛЕБЕДКИ НА СЖАТИЕ

 

5.1 Для гладкого барабана (рис. 4.1) принимаем шаг навивки S_H равным диаметру стального каната d_k, мм

 

S_H = d_k = 14 мм

 

5.2 Определяем напряжение сжатия σ_сж цилиндрической поверхности обечайки, воспринимающей усилие давления со стороны боковой поверхности стального каната (решение задачи Лемэ) [1], МПа

 

σ_сж = Р_л / (δ₀ × s_н), (5.1)

 

где Р_л - тяговое усилие в ветви каната навиваемой на барабан лебедки, Н;

δ₀ - толщина цилиндрической обечайки барабана, мм;

s_н - шаг навивки каната на барабан лебедки, мм.

 

σ_сж = 17358,2 / (16×14) = 77.5 МПа

 

5.3 Численные значения допускаемых напряжений сжатия [σ_сж] для различных материалов с учетом различных режимов работы лебедки, представлены в таблице 5.1 [1], МПа.

 

[σ_сж] = 147 МПа

 

5.4 Записываем условие прочности при проверочном расчете цилиндрической поверхности обечайки барабана на сжатие, МПа

 

σ_сж ≤ [σ_сж] (5.2)

 

5.5 Проверяем условие прочности поверхности обечайки барабана лебедки при сжатии подставив расчетные и допускаемые численные значения в условие прочности (5.2), МПа. Если условие прочности (5.2) не выполняется необходимо увеличить толщину стенки цилиндрической обечайки.

 

77.5МПа ≤ 147МПа

Таблица 5.1 - Допускаемые напряжения сжатия для различных материалов, МПа

Материал обечайки барабана лебедки		Предел текучести. МПа σт	Предел прочности на изгиб, МПа σв.и.	Группа режимов работы механизма
				л легкий	с сред- ний	т тяже- лый	вт весьма тятелый
Стали:				Допускаемые напряжения сжатия [σсж], МПа
Содерж. углер.%	марка
0.17	ВСт3сп	245	-	196	167	147	108
0.20	20	245	-	206	177	157	118
0.35	35Л	275	-	226	206	167	118
0.55	55Л	343	-	255	226	196	137
Низколегиро-ванные	09Г2С	304	-	255	221	191	137
	15ХСНД	343	-	275	235	206	147
Чугуны:
СЧ15		-	314	108	98	88	-
СЧ18		-	353	128	113	98	-
СЧ24		-	432	167	147	128	98

 

 

6 РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ  СТЕНКИ ОБЕЧАЙКИ ПРИ СОВМЕСТНОМ ДЕЙСТВИИ ИЗГИБА И КРУЧЕНИЯ

 

6.1 Для случая когда расчетная рабочая длина обечайки барабана ℓ^р_б.л. > 2.8 × D_б.л., необходимо выполнить расчет цилиндрической стенки обечайки на прочность при совместном действии изгиба и кручения от тягового усилия Р_л. При этом обечайку барабана рассчитываем как полый вал кольцевого поперечного сечения.

 

1034.2 > (2.8 × 360 = 1008)

 

6.2 Определяем максимальный изгибающий момент (рис. 6.1), действующий на обечайку барабана лебедки создаваемый тяговым усилием Р_л приложенным на средине длины барабана в опасном сечении, Н×м.

 

М_и.max = Р_{л ×} ℓ^р_б.л. / 10³ / 4, (6.1)

 

где Р_л - тяговое усилие, Н;

ℓ^р_б.л. - рабочая длина, мм.

 

М_и.max = 17358,2 × 1034,2 / 10³ / 4 = 4487.96 Н·м

 

6.3 Определяем вращающий момент, действующий на обечайку барабана лебедки, создаваемый тяговым усилием Р_л на последнем слое навивки (см. расчетную схему (рис. 6.1), Н×м.

 

М_в = Р_л × [0.5 × D_б.л. / 10³ + d_k / 10³ × (К_s - 0.5)], (6.2)

 

где Р_л - тяговое усилие, Н;

D_б.л., d_к - диаметры, мм.

 

М_в = 17358,2 × [0.5 × 360 / 10³ + 14/ 10³ × (2 - 0.5)] = 3488.99 Н·м

 

6.4 Определяем приведенный момент (Н×м) от совместного действия на обечайку барабана изгиба и кручения. Используем 4-ю теорию прочности при условии, что М_кр. = М_в. (рис. 6.1).

 

М_пр.4 = (М²_и.max + 0.75 × М²_в)^1/2, (6.3)

 

где М_и.max, М_в – моменты, Н×м.

 

М_пр.4 = [(4487,96)² + 0.75 × (3488,99)²]^1/2 = 5410,32 Н·м

 

6.5 Для цилиндрической стенки (обечайки) барабана определяем отношение α ее внутреннего диаметра к наружному диаметру

 

α = (D_б.л – 2 × δ₀) / D_б.л, (6.4)

 

где D_б.л. - диаметр цилиндрической стенки обечайки, мм;

δ₀ - толщина цилиндрической стенки обечайки (рис. 4.2), мм.

 

α = (360– 2 × 16) / 360 = 0,91

 

6.6 Определяем осевой момент сопротивления изгибу кольцевого сечения цилиндрической обечайки барабана лебедки, м³

 

W = π × (D _б.л / 10³)³ × (1 - α⁴) / 32 = π × (360/ 10³)³ × (1 – 0,91⁴) / 32 = 1,42E-03 м³,

 

где D_б.л. - диаметр, мм.

 

6.7 Определяем расчетное эквивалентное напряжение по 4-й теории прочности, МПа

 

σ_экв. = М_пр.4 / W / 10⁶, (6.5)

 

где М_пр.4 - приведенный момент, Н×м;

W - момент сопротивления, м³.

 

σ_экв. = 5410,32 / 1,41E-03 / 10⁶ = 3,84 МПа

 

6.8 Допускаемое напряжение [σ_и] (МПа) на изгиб для чугунов определяем на основании таблицы 5.1 с учетом коэффициента запаса прочности [n]_ч = 10, [2].

 

[σ_и] = σ_в.и / [n]_ч (6.6)

 

[σ_и] = 432 / 10 =43.2

 

 

Рисунок 6.1 - Расчетная схема цилиндрической обечайки барабана для ее  
расчета на прочность при совместном действии изгиба и кручения

 

6.9 Для проверочного расчета записываем условие прочности цилиндрической стенки обечайки барабана при изгибе с кручением, МПа

 

σ_экв ≤ [σ_и] (6.7)

 

6.10 Проверяем условие прочности обечайки барабана лебедки при действии изгиба с кручением подставив расчетные и допускаемые численные значения напряжений в условие прочности (6.7), МПа. Если условие прочности (6.7) не выполняется необходимо увеличить толщину стенки обечайки.

 

3,84 ≤ 43.2

 

 

7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ РЕБОРД БАРАБАНА И  
ВЫСТУПАЮЩЕЙ ЧАСТИ

 

7.1 Барабаны с многослойной навивкой (рис. 4.1) имеют реборды (от французкого слова rebord  -  приподнятый край, борт, круговой выступ), предотвращающие соскальзывание витков каната с рабочей длины цилиндрической поверхности обечайки на торцах барабана.

 

7.2 Расчетная толщина реборд барабана δ_р принимается конструктивно равной диаметру каната d_к, округленному до ближайшего большего целого значения, но не больше толщины δ₀ стенки цилиндрической обечайки барабана, мм.

 

7.3 Расчетная толщина реборд  барабана δ_р

 

δ_р = d_k ≤ δ₀ = 14 мм

 

7.4 Толщина реборд после округления

 

δ₀ = 14 мм

 

При этом если обечайка барабана совместно с ребордами литые, то толщина реборд с учетом технологических ограничений должна быть не менее δ_р ≥ 12 мм.

 

δ₀ = 14 мм

 

7.5 Диаметры окружностей вершин реборд должны выступать над последним слоем навивки каната на величину h_р, равную не менее 2…2.5 диаметра каната d_к [1] (рис.4.1).

Расчетная высота выступающей части реборды над последним слоем навивки каната рассчитывается по эмпирической формуле, мм

 

h^р_р = (2…2.5) × d_к, (7.1)

 

где d_к - диаметр каната, мм.

 

h^р_р = 2.2 ×14 = 30,8 мм

 

7.6 Округляем высоту h^р_р до ближайшего большего целого значения

 

h_р = 31 мм

 

 

8 РАСЧЕТ БЕЗЗАЗОРНОГО  БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ОБЕЧАЙКИ  
И СТУПИЦЫ БАРАБАНА

 

8.1 Разъемное соединение торцевых стенок обечайки и ступицы барабана (рис.8.1) выполняем болтами для отверстий из под развертки по ДСТУ (ГОСТ 7817-80). При этом выбираем материал болтов – сталь 45 (σ_т = 353 МПа) [1].

 

8.2 Определяем предварительный диаметр D^п₀ межосевого расстояния на торцовой стенке барабана (рис.8.1) на котором устанавливаются крепежные болты разъемного болтового соединения обечайки и ступицы барабана, мм.

 

D^п₀ = D_б.л. - 5 × δ₀, (8.1)

 

где D_б.л - диаметр обечайки барабана, мм;

δ₀ - толщина цилиндрической стенки обечайки барабана, мм.

 

D^п₀ = 450 - 5 × 17 = 365

 

 

Рисунок 8.1 - Принципиальная схема барабана лебедки и разъемного 
болтового соединения торцевой стенки обечайки со ступицей барабана.

 

8.3 Ведем относительный безразмерный параметр, q^п

 

q^п = D_б.л. / D^п₀, (8.2)

 

где D_б.л., D^п₀ - диаметры, мм

 

q^п = 450 / 365 = 1.2329

 

8.4 Определяем окружное срезающее усилие, действующее на все болты болтового соединения, Н

 

Р₀ = Р_л × q^п, (8.3)

 

где Р_л - тяговое усилие, Н.

 

Р₀ = 23750.2 × 1.2329 = 29281.12

 

8.5 Для определения допускаемого напряжения среза [τ]_ср одного болта задаемся коэффициентом безопасности К₁ и коэффициентом нагрузки К₂.

Для механизмов подъема  кранов, работающих с крюком [1].

 

К₁ = 1.3

 

Коэффициент нагрузки К₂ выбираем в зависимости от заданной в исходных данных группы режимов работы лебедки из табл. 8.1 [1].

 

Таблица 8.1 - Коэффициент нагрузки, К₂

Коэффициент нагрузки. К2	Группы режимов работы лебедки
	1М, 2М, 3М	4М	5М
	1.0	1.1	1.2

 

8.5.1 Коэффициент нагрузки

 

К₂ = 1.2

 

8.6 Определяем допускаемое напряжение растяжения [ σ_р ] крепежного болта [1], Мпа.

 

[σ_р ] = σ_т / (К₁ × К₂), (8.4)

 

где σ_т - предел текучести материала болта, МПа.

 

[σ_р ] = 353 / (1.3 × 1.2) = 226.28

 

8.7 Определяем допускаемое напряжение среза [τ_ср] крепежного болта [1], МПа

[τ_ср] ≈ 0.6 × [σ_р], (8.5)

 

где [σ_р] - допускаемое напряжение материала болта при растяжении, МПа.

 

[τ_ср] = 0.6 × 226.28 = 135.77

 

8.8 Задаемся количеством установленных болтов m_σ, (обычно 8).

 

m_σ = 8

 

8.9 Определяем расчетное количество болтов m^р_σ [1].

 

m^р_σ = 0.75 × m_σ (8.6)

 

m^р_σ = 0.75 × 8 =6

 

8.10 Введем обозначение с_к, приняв для материала болтов допускаемое касательное напряжение [τ_ср]_, рассчитанное по формуле (8.5).

Определим относительный  параметр с_к., мм².

 

с_к = 4 × Р_л. / (π × m^р_σ × [τ_ср]), (8.7)

 

где составляющие Р_л., Н, [τ]_ср, МПа

 

с_к = 4 × 23750.2/ (π × 6 × 135.77) = 37.122

 

8.11 Определяем предварительный расчетный диаметр болта, мм

 

d^п_б = ( q^п × с_к)^½, (8.8)

 

где с_к - параметр, мм²

 

d^п_б = (1.2329 ×37.122)^1/2 = 6.8

 

8.12 Из конструктивных соображений с учетом результатов расчета п. 8.2 и стандартных размеров болтов (табл. 8.2), определяем окончательный диаметр D₀ (рис. 8.1) на котором устанавливаются крепежные болты, мм.

 

D₀ = 360

 

8.13 Введем и определим окончательный относительный параметр q для рассчитанного в п. 8.12. диаметра D_0.

 

q = D_б.л. / D₀, (8.9)

 

где D_б.л, D₀ - диаметры, мм.

 

q = 450 / 360 =1.25

 

8.14 Определяем расчетный диаметр стержня крепежных болтов (мм), установленных на диаметре D₀ соединения торцевых стенок ступицы и обечайки барабана, удовлетворяющих условию прочности на срез.

 

d^р_б = [ (d^п_б)² × q / q^п]^1/2, (8.10)

 

где d^п_б - диаметр, мм.

 

d^р_б = [(6.8)² × 1.25 / 1.2329]^1/2 = 6.8

 

8.15 Выбираем окончательный типоразмер крепежного болта из табл. 8.2 с диаметром стержня, ближайшим большим к расчетному d^р_б. Длина стержня болта регламентируется толщиной торцевых стенок соединения ступицы и обечайки барабана лебедки, рассчитываемых в п.10.

Стандартные размеры болта ДСТУ ГОСТ 7817-80 - Болты с шестигранной уменьшенной головкой класса точности А для отверстий из под развертки, представлены в табл. 8.2 и на рис. 10.1.

 

8.16 Стандартный диаметр крепежного болта d₁, ближайший больший к расчетному d^р_б, мм

d₁ = 7

 

Таблица 8.2 - Стандартные размеры болтов с шестигранной уменьшенной головкой класса точности А

Номинальный диаметр резьбы d		б	8	10	12	(14)	16	(18)	20	(22)	24	(27)	30	36	42	48
Шаг резьбы	крупный	1	1.25	1.5	1.75	2		2.5			3		3.5	4	4.5	5
	мелкий	-	1	1.25		1.5					2			3
Диаметр стержня d1. предельные отклонения для исполнения 1 - h9 для исполнения 2 - k6		7	9	11	13	15	17	19	21	23	25	28	32	38	44	50
Высота головки k		4.0	5.5	7.0	8.0	9.0	10	12	13	14	15	17	19	23	26	30