Бондаренко Л. Н., Бондаренко В. Д., Матвиец Т. В., Матвиец И.В.

Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры

УТОЧНЕНИЯ К РАСЧЕТУ ЭКСЦЕНТРИКОВЫХ ЗАХВАТОВ ДЛЯ ШТУЧНЫХ ГРУЗОВ

В эксцентриковом фрикционном захвате необходимая сила трения создается эксцентриковым кулачковым механизмом (рис. 1)

Рис. 1. Расчетная схема одностороннего клещевого захвата.

Используют эти захваты преимущественно для переноски листового металла в вертикальном положении. При подъеме лист своим весом затягивает подведенный к нему вручную эксцентрик, в результате чего возникает усилие распора N, создающее силу трения:

,                                                  (1)

где    – коэффициенты трения листа соответственно об эксцентрик и заднюю стенку захвата [1,2].

Если толщина листа , а радиус эксцентрика , то из уравнения моментов относительно оси эксцентрика в [1,2] получено, что

                                             (2)

или

,                                        (3)

откуда

,                                                         (4)

что и определяет параметры эксцентрика.

Даже беглый взгляд на формулу (4) показывает на отсутствие необходимых для расчета величин, а именно, центра кривизны кулачка, коэффициента трения качения кулачка по листу, сопротивления трению в оси кулачка.

Для уточнения формулы (4) учтем эти обстоятельства.

Для этого найдем радиус кулачка сначала в первом приближении без учета сопротивления качению по листу и трения в оси кулачка.

При толщине B кулачка его геометрический радиус R из теории контактных деформаций Герца

,                                                              (5)

где  – усилие распора; - допускаемые контактные напряжения.

Имея значение R и задавшись радиусом r найдем приведенный радиус кривизны кулачка в месте контакта:

                                                          (6)

Отметим, что  получен интуитивно и корректность выражения определяется выполнением равенства при граничных условиях .

При известной величине  из теории контактных деформаций Герца получим ширину пятна контакта:

                                                              (7)

Коэффициент трения качения кулачка по детали при первоначальном линейном контакте (3):

,                                                           (8)

где  в метрах.

Сопротивление качению кулачка по детали:

                                                                  (9)

Сопротивление вращению кулачка из-за трения в его оси, приведенное к месту контакта:

                                                                   (10)

где d – диаметр оси кулачка.

Дальнейший ход вычислений следующий:

1.                 Из формулы (5) при известных , E, B и  находится радиус кулачка.

2.                 Из формулы (4) при известных ,,   и принятом радиусе r (сообразуясь с радиусом R) находится угол  в первом положении.

3.                 Определяется приведенный радиус контакта (6).

4.                 Находится полуширина пятна контакта (7), коэффициент трения качения (8), сопротивление качению (9) и от трения в оси (10).

Из суммы моментов всех сил, действующих на кулачек, включая , находится угол   во втором приближении:

                                      (11)

Расчеты, произведенные при Q = 200 кг; 0 мм; 0,15; ; E = 2,1*106 МПа, ; r = 90 мм; d = 20 мм показывают, что в первом приближении  во втором приближении  , а  мм.

Таким образом, угол распора  необходимо находить во втором приближении, а радиус ролика – в первом.

 

Литература

 

1.     Вайнсон А. А. Подъемно-транспортные машины – М.: Машиностроение, 1989 – 536с.

2.     Грузоподъемные устройства: Справочник/ Козлов Ю. Т., Обермейстер А. М., Протасов Л. П. и др. – М: транспорт, 1980 – 223 с.

3.     Бондаренко Л. М. Аналітичні залежності для визначення коефіцієнта тертя кочення для найбільш вживаних схем дотику/Техніка будівництва, - №11. – 2002. – с. 32-35.