Шарнирные соединения

Под шарнирными соединениями будем здесь подразуме­вать соединения элементов конструкции, которые в процес­се работы крана совершают весьма малые относительные перемещения, возникающие из-за упругих деформаций, из­менения условий опирания, неточности путей и пр. Такие соединения выполняются с помощью осей без подшипни­ков и применяются для опирания конструкции на балансирные тележки, шарнирной связи пролетного строения коз­лового крана с гибкой ногой, крепления стационарных от­тяжек и пр. Рассматриваемые здесь шарниры не предназ­начены для восприятия знакопеременных нагрузок.

Рис.12.1. Схемы шарнирных узлов.

Опорные шарниры выполняют с помощью опорных ва­ликов, которые размещают между верхним и нижним кор­пусами (рис. 12.1, а). Валик подвергают термической об­работке и шлифуют. Для страховки шарнира от разъеди­нения ставят торцевые крышки.

Другой вид шарнирного соединения применяют для пе­редачи как растягивающих, так и сжимающих усилий. Эти шарниры состоят из подвижных и неподвижных проушин и оси, которая их соединяет (рис. 12.1, б). Зазор между проушинами 8 должен быть минимальным, чтобы ось мень­ше изгибалась. Оседержатель ставится вдоль направления усилия для того, чтобы на него не передавалась попереч­ная нагрузка. При компоновке такого шарнира следует создать надежное закрепление проушин в конструкции, обес­печив прочность не только сварных швов, но и элементов, на которые передается усилие.

Расчет контакта между осью и корпусами или проуши­нами выполняется по условию

(12.1)

где — нагрузка на шарнир, которая вычисляется при наиболее неблагоприятных условиях нагружения (положе­ния тележки, стрелы и т. п.); d и I — диаметр опорного валика и длина опорной площадки.

Если перемещения элементов в шарнире пренебрежимо малы, не приводят к существенному износу и не влияют на работоспособность конструкции, то условие (12.1) явля­ется расчетом на смятие. При этом , где — предел текучести менее прочного из материалов кор­пуса и оси. Если же перемещения регулярны, могут выз­вать износ, а заедание может привести к нарушению рабо­ты конструкции, то узел должен быть обеспечен смазкой. В этом случае расчет (12.1) проводится по условию невы­давливания смазки. Для контакта стали со сталью МПа, при использовании бронзовых или латунных вту­лок МПа, вкладыши из синтетических матери­алов допускают МПа в зависимости от свойств материала.

Ось рассчитывается на прочность как изгибаемая бал­ка (рис. 13.1, б) по условию (12.1). Смятие кромок отверстия в проушине проверяется по условию:

, (13.2)

где — меньшая суммарная толщина кромок, сдвигае­мых в одном направлении.

Наибольшие напряжения в растянутой проушине воз­никают в поперечном сечении — в точке А к в продоль­ном — в точке С. Для обеспечения прочности продольно­го сечения обычно принимается . Рас­чет на прочность проушины в поперечном сечении произ­водится по условиям (12.1) или (12.3), которые в данном случае принимают вид:

.

Обозначения даны в п. 3 и на рис. 12.1,б. При . При плотной посад­ке оси в отверстие проушины значение можн о снизить на 5-10 %. Конфигурация стационарной проушины дол­жна быть такой, чтобы сварной шов 1 загружался по воз­можности равномерно (см. рис. 12.1, б).