CN1923663A - 焊接用吊钩设计及强度计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焊接用吊钩设计及强度计算方法,吊钩采用新的设计结构,主要由吊环、夹紧块和吊钩体构成,吊钩体和夹紧块与工件的啮合部分呈梯形齿,啮合形线设计为渐开线,保证在其强度范围内具有自锁功能并能起吊一定厚度范围内的板料,同时通过吊钩强度的计算方法,确定吊钩是否满足强度要求,避免因超负荷造成吊钩的破坏,可用于使用频率和安全性均有较高要求的板材起吊,具有很强的实用性和优越性。
Description
技术领域
本发明属于板料起吊装置,特别涉及焊接用吊钩设计及其强度的计算方法。
背景技术
在频繁使用起吊设备调用板材的工作环境中,吊钩的安全性和易用性是影响生产效率和安全的重要因素。吊钩的设计既要能够保证在起吊的全过程中紧密地锁住板材,避免板材因重力作用发生滑移脱钩,还要保证吊钩具有足够的强度,避免因负荷超出吊钩材料的许用应力而发生吊钩的破坏,影响安全生产。
发明内容
为了满足板材起吊设备对吊钩的安全性和易用性的要求,本发明提供一种吊钩设计及强度计算方法,使所设计的吊钩具有自锁功能并能起吊一定厚度范围内的板料,并通过相应的吊钩强度的计算方法,保证起吊板材的负荷在吊钩材料的允许强度范围内,为安全生产提供保障。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为,一种焊接用吊钩,主要包括吊环、夹紧块和吊钩体,吊钩体和夹紧块的一端通过销钉连接,夹紧块的另一端通过销钉连接连杆的下端,连杆的上端连接吊环,吊钩体和夹紧块与工件的啮合部分设计成梯形齿,啮合形线按渐开线设计,保证在板材起吊过程中,工件的夹紧程度随工件下移趋势的加强而加强,从而实现自锁功能。销钉为开口销,包括小轴和螺母。
避免因超负荷造成吊钩的破坏,还要保证吊钩具有足够的强度。为此,本发明在对吊钩在起吊过程中的受力情况进行分析的基础上,提出了完善的吊钩强度计算方法。
一种焊接用吊钩强度计算方法,该方法的步骤为:
A、对吊钩进行受力分析,做出其受力图和弯矩分布图,找出吊钩上最为危险点A点;
B、求出A点所承受的应力,然后将其与材料的许用应力相比较,确定是否在许用应力范围内;
C、确定吊钩上其他各关键部位,并逐一对关键部位求出所承受的应力,然后将其与材料的许用应力相比较,确定是否在许用应力范围内;
吊钩体所受的力可分解为水平方向分力N和垂直方向分力f两个分力,F为吊钩所吊重物的重量,f=F/2*cosθ,fmax=F/2,N=F*sinθ,Nmax=F。
对A断面进行分析,f分力对A-A断面形成的弯矩为:MfA=-f*l1,N分力对A-A断面形成的弯矩为:MNA=N*l2,A-A断面总弯矩为:MA=MfA+MNA。
A-A断面所受的应力为:σA=/N/A+MA/W/,τA=f/A,总应力为:
,查得规定的安全系数ns,及许用应力σs,比较σ与σs/ns,的大小。σA<σs/nss,说明A-A断面的强度能够满足起吊重量为F的重物的要求。
吊钩上其他各关键部位主要包括吊钩的0-0断面、夹紧块,与吊钩相连的小轴,以及与吊环相连的小轴.
本发明的优点在于,吊钩采用新的设计结构,吊钩体和夹紧块与工件的啮合部分呈梯形齿,啮合形线设计为渐开线,结构简单,具有自锁功能,安全可靠。同时提供与吊钩设计相匹配的强度计算方法,能准确保证吊钩具有足够的强度,具有很强的实用性。
附图说明
图1本发明的结构示意框图
图2本发明的吊钩体受力简图
图3本发明的吊钩体弯矩图
图4本发明的A点受力图
图5本发明的0点受力图
图中1、吊环,2、夹紧块,3、吊钩体,4、销钉,5、连杆,6、梯形齿,7、啮合形线,8、小轴,9、螺母
具体实施方式
如图1,一种焊接用吊钩,主要包括吊环1、夹紧块2和吊钩体3,吊钩体3和夹紧块2的一端通过销钉4连接,夹紧块2的另一端通过销钉4连接连杆5的下端,连杆5的上端连接吊环1,吊钩体和夹紧块与工件的啮合部分设计成梯形齿6,啮合形线7按渐开线设计,销钉为开口销,包括小轴8和螺母9。
具体实施时,首先将板材置于吊钩体与夹紧块之间钳住,提拉吊环,提起吊钩,由于钢板受到重力作用,相应的夹紧块也受向下的力的作用,由于啮合形线按渐开线设计,工件的夹紧程度将随工件下移趋势的加强而加强,从而实现自锁功能。
避免因超负荷造成吊钩的破坏,还要保证吊钩具有足够的强度。为此,本发明在对吊钩在起吊过程中的受力情况进行分析的基础上,提出了完善的吊钩强度计算方法。
如图2,一种焊接用吊钩强度计算方法,该方法的步骤为:
A、对吊钩进行受力分析,做出其受力图和弯矩分布图,找出吊钩上最为危险点A点;
B、求出A点所承受的应力,并与材料的许用应力相比较,确定是否在许用应力范围内;
C、确定吊钩上其他各关键点部位,并逐一对部位求出所承受的应力,与材料的许用应力相比较,确定是否在许用应力范围内;
吊钩体所受的力可分解为水平方向分力N和垂直方向分力f两个分力,F为吊钩所吊重物的重量,f=F/2*cosθ,fmax=F/2,N=F*sinθ,Nmax=F。
如图4,对A断面进行分析,f分力对A-A断面形成的弯矩为:MfA=-f*l1,N分力对A-A断面形成的弯矩为:MNA=N*l2,A-A断面总弯矩为:MA=MfA+MNA。
A-A断面所受的应力为:σA=/N/A+MA/W/,τA=f/A,总应力为:
,查得规定的安全系数ns,及许用应力σs,比较σ与σs/ns,的大小。如果σ小于σs/ns,说明吊钩体A-A断面能够满足起吊重量为F的重物的要求。
吊钩上其他各关键部位主要包括吊钩的0-0断面、夹紧块,与吊钩相连的小轴,以及与吊环相连的小轴。
如图5,f分力对0-0断面造成的弯矩为Mf0,N分力对0-0断面造成的弯矩为MN0。
Claims (7)
1、焊接用吊钩,主要包括吊环(1)、夹紧块(2)和吊钩体(3),吊钩体和夹紧块的一端通过销钉(4)连接,夹紧块的另一端通过销钉连接连杆(4)的下端,连杆的上端连接吊环(1),其特征在于,吊钩体和夹紧块与工件的啮合部分(6)设计成梯形齿,啮合形线(7)按渐开线设计。
2、如权力要求1所述的焊接用吊钩,其特征在于,销钉(4)为开口销,包括小轴(8)和螺母(9)。
3、焊接用吊钩强度计算方法,其特征在于包括吊钩体强度计算和与吊钩相连的小轴的强度计算,该方法的步骤为:
A、对吊钩进行受力分析,做出其受力图和弯矩分布图,找出吊钩上最为危险点A点;
B、求出A点所承受的应力,然后将其与材料的许用应力相比较,确定是否在许用应力范围内;
C、确定吊钩上其他各关键部位,并逐一对关键部位求出所承受的应力,然后将其与材料的许用应力相比较,确定是否在许用应力范围内;
4、如权利要求3所述的一种焊接用吊钩强度计算方法,其特征在于,吊钩体所受的力可分解为水平方向分力N和垂直方向分力f两个分力,F为吊钩所吊重物的重量,f=F/2*cosθ,fmax=F/2,N=F*sinθ,Nmax=F。
5、如权利要求3所述的一种焊接用吊钩强度计算方法,其特征在于,对A断面进行分析,f分力对A-A断面形成的弯矩为:MfA=-f*l1,N分力对A-A断面形成的弯矩为:MNA=N*l2,A-A断面总弯矩为:MA=MfA+MNA。
6、如权利要求3所述的一种焊接用吊钩强度计算方法,其特征在于,A-A断面所受的应力为:σA=/N/A+MA/W/,τA=f/A,总应力为:
,查得规定的安全系数ns,及许用应力σs,比较σ与σs/ns,的大小。
7、如权利要求3所述的一种焊接用吊钩强度计算方法,其特征在于,吊钩上其他各关键部位主要包括吊钩的0-0断面、夹紧块,与吊钩体连接的小轴,以及与吊环连接的小轴。
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CN103508308A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-01-15 | 无锡市新华起重工具有限公司 | 可调式钢板钳 |
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CN105600674A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-05-25 | 淮北矿业股份有限公司 | 一种自动锁紧勾头 |
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