吊环螺钉的强度校核及正确使用.pdf

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1、2013年8月机床与液压Aug.2013第41卷第16期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVol.41No.16DOI:10．3969/j.issn.1001－3881.2013.16.051吊环螺钉的强度校核及正确使用李瑞敏，张健，李安国(沈阳机床(集团)有限责任公司设计研究院，辽宁沈阳110142)摘要:介绍了吊环螺钉强度的校核方法，并指出切向力对吊环螺钉的使用安全性影响比法向力大得多。将两种典型的不当使用方法的受力情况与国标给出的使用方法的受力情况进行了对比分析，说明了使用不当的原因。关键词:吊环螺钉;强度校核;使用方法中图分类号:TH131.3;TB301文献标识码:B

2、文章编号:1001－3881(2013)16－172－2机加工车间和库房中常用如图4Ftτ=(2)21所示的吊环螺钉起吊重物，它的πd使用非常方便，但若使用不当，一般车间用起重机吊装过程平稳，动载系数φ［3－6］将存在严重的安全隐患。下面就较小(在1～2之间)，所以此处作者采用古典静其在不同使用方式下的受力情况载强度理论对吊环螺钉的屈服强度进行校核。吊环螺［7］进行分析，以说明其正确使用的图1吊环螺钉钉的材料为20号或25号低碳钢，所以选用第三或［1］重要性。第四强度理论。由图2所示的平面应力状态，可推1吊环螺钉强度的校核方法得三向主应力为:2无论如何使用吊环螺钉，吊环所受的绳索拉力均σ

3、σ2σ1=+()+τ(3)可以分解成平行于吊环支承面的切向力Ft和垂直于2槡2吊环支承面的法向力Fn，如图2(a)所示。σ2=0(4)2σσ2σ3=－()+τ(5)2槡2继而得到该应力状态下第三及第四强度理论的强度条件公式分别为:22槡σ+4τ≤［σ］(6)22槡σ+3τ≤［σ］(7)为安全起见，选用第三强度理论对吊环螺钉进行屈服强度校核。由式(6)可见切应力τ要比正应力图2吊环螺钉受力分析σ对吊环螺钉屈服强度的影响大得多，或者说切向力分析吊环螺钉的结构易知螺杆与支承面交接处是Ft要比法向力Fn对吊环螺钉使用的安全性影响大得其薄弱部位，此处受力情况如图2(b)所示，其中多，所以在吊环螺钉

4、使用过程中，要尽量避免产生太点P为危险点。为使计算更趋安全，假设吊装过程大的切向力Ft。中支承面没有与物体很好贴合，由Ft产生的弯矩2国标规定的使用方法及受力分析Mt=H·Ft完全由螺杆与支承交截面承担，则知MtGB825-88中只列出了单螺钉起吊和双螺钉起吊32Mt32HFt两种使用方式，如图3所示。并给出了这两种起吊方在点P产生的弯曲正应力σM=3=3，其中dπdπd式下平稳起吊时的最大起吊重力。附录中还规定了:［1－2］为该横截面的直径。分析易知危险点P处于如图(1)给出的最大起吊重力值仅适用于将吊环螺钉安2(c)所示的平面应力状态。其中:装于钢、铸钢或灰铸铁件的情况;(2)吊环螺

5、钉必4Fn32HFt须旋进至使支承面紧密贴合，但不准使用工具扳紧;σ=σn+σM=2+3(1)πdπd(3)不允许有垂直于吊环平面的载荷;(4)双螺钉收稿日期:2012－08－09基金项目:国家高档数控机床与基础制造装备科技重大专项资助项目(2010ZX04140－014)作者简介:李瑞敏(1984—)，男，硕士，工程师，主要从事数控机床等机电一体化系统设计与研究工作。E－mail:lrm2002@163.com。第16期李瑞敏等:吊环螺钉的强度校核及正确使用·173·起吊时，应保证两支承面在同一平面内;(5)钢缆φGF=，则有:［7－8］max2sinβ绳的夹角不应大于90°五项吊装要

6、求。φGF=Fsinβ=(10)nmaxmax2φG(1+cosβ)F=F+Fcosβ=(11)tmaxtmaxmax2sinβ图3吊环螺钉的标准使用方式易知如图3(a)所示单螺钉起吊时Fnmax=φG，φGF=0;如图3(b)所示双螺钉起吊时F=，tmaxnmax2图5不当的使用方式二及受力情况φGF=，其中G为物体重力，φ为动载系数。tmax2tanβ可见，若这样吊装，与国标规定的双螺钉吊装方13典型的不当使用方法及受力分析式相比，法向力一样，但切向力变为+1倍，由cosβ3.1不当的使用方法一及受力分析第1节所得的结论可知，这样吊装安全性大大下降。若吊装螺孔位置预留不当，使得吊装过

7、程中物体具体地是否安全，可以将Fnmax及Ftmax分别代入式重心严重偏离吊环平面，以双螺钉吊装为例，起吊以(1)和式(2)，然后将所得结果σ和τ代入式(6)后的悬挂状态将如图4(a)所示。其受力情况如图校验吊环螺钉的屈服强度可知，不过应杜绝这样使4(b)所示，图中虚线所示平面为水平面，实线所示用。平面是此种吊装方式下的吊环支承面，此二面夹角为4结论α，吊索与吊环支承面间的夹角为γ。图中3个角度(1)可以利用第三强度理论对吊环螺钉进