專利名稱：焊接用吊鉤設(shè)計及強(qiáng)度計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于板料起吊裝置，特別涉及焊接用吊鉤設(shè)計及其強(qiáng)度的計算方法。
背景技術(shù)：
在頻繁使用起吊設(shè)備調(diào)用板材的工作環(huán)境中，吊鉤的安全性和易用性是影響生產(chǎn)效率和安全的重要因素。吊鉤的設(shè)計既要能夠保證在起吊的全過程中緊密地鎖住板材，避免板材因重力作用發(fā)生滑移脫鉤，還要保證吊鉤具有足夠的強(qiáng)度，避免因負(fù)荷超出吊鉤材料的許用應(yīng)力而發(fā)生吊鉤的破壞，影響安全生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足板材起吊設(shè)備對吊鉤的安全性和易用性的要求，本發(fā)明提供一種吊鉤設(shè)計及強(qiáng)度計算方法，使所設(shè)計的吊鉤具有自鎖功能并能起吊一定厚度范圍內(nèi)的板料，并通過相應(yīng)的吊鉤強(qiáng)度的計算方法，保證起吊板材的負(fù)荷在吊鉤材料的允許強(qiáng)度范圍內(nèi)，為安全生產(chǎn)提供保障。
本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為，一種焊接用吊鉤，主要包括吊環(huán)、夾緊塊和吊鉤體，吊鉤體和夾緊塊的一端通過銷釘連接，夾緊塊的另一端通過銷釘連接連桿的下端，連桿的上端連接吊環(huán)，吊鉤體和夾緊塊與工件的嚙合部分設(shè)計成梯形齒，嚙合形線按漸開線設(shè)計，保證在板材起吊過程中，工件的夾緊程度隨工件下移趨勢的加強(qiáng)而加強(qiáng)，從而實現(xiàn)自鎖功能。銷釘為開口銷，包括小軸和螺母。
避免因超負(fù)荷造成吊鉤的破壞，還要保證吊鉤具有足夠的強(qiáng)度。為此，本發(fā)明在對吊鉤在起吊過程中的受力情況進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了完善的吊鉤強(qiáng)度計算方法。
一種焊接用吊鉤強(qiáng)度計算方法，該方法的步驟為A、對吊鉤進(jìn)行受力分析，做出其受力圖和彎矩分布圖，找出吊鉤上最為危險點(diǎn)A點(diǎn)；B、求出A點(diǎn)所承受的應(yīng)力，然后將其與材料的許用應(yīng)力相比較，確定是否在許用應(yīng)力范圍內(nèi)；C、確定吊鉤上其他各關(guān)鍵部位，并逐一對關(guān)鍵部位求出所承受的應(yīng)力，然后將其與材料的許用應(yīng)力相比較，確定是否在許用應(yīng)力范圍內(nèi)；吊鉤體所受的力可分解為水平方向分力N和垂直方向分力f兩個分力，F(xiàn)為吊鉤所吊重物的重量，f＝F/2*cosθ，fmax＝F/2，N＝F*sinθ，Nmax＝F。
對A斷面進(jìn)行分析，f分力對A-A斷面形成的彎矩為MfA＝-f*l1，N分力對A-A斷面形成的彎矩為MNA＝N*l2，A-A斷面總彎矩為MA＝MfA+MNA。
A-A斷面所受的應(yīng)力為σA＝/N/A+MA/W/，τA＝f/A，總應(yīng)力為σ=(σA2+4τA2)1/2]]>，查得規(guī)定的安全系數(shù)ns，及許用應(yīng)力σs，比較σ與σs/ns，的大小。σA＜σs/nss，說明A-A斷面的強(qiáng)度能夠滿足起吊重量為F的重物的要求。
吊鉤上其他各關(guān)鍵部位主要包括吊鉤的0-0斷面、夾緊塊，與吊鉤相連的小軸，以及與吊環(huán)相連的小軸．本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，吊鉤采用新的設(shè)計結(jié)構(gòu)，吊鉤體和夾緊塊與工件的嚙合部分呈梯形齒，嚙合形線設(shè)計為漸開線，結(jié)構(gòu)簡單，具有自鎖功能，安全可靠。同時提供與吊鉤設(shè)計相匹配的強(qiáng)度計算方法，能準(zhǔn)確保證吊鉤具有足夠的強(qiáng)度，具有很強(qiáng)的實用性。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意框2本發(fā)明的吊鉤體受力簡3本發(fā)明的吊鉤體彎矩4本發(fā)明的A點(diǎn)受力5本發(fā)明的0點(diǎn)受力中1、吊環(huán)，2、夾緊塊，3、吊鉤體，4、銷釘，5、連桿，6、梯形齒，7、嚙合形線，8、小軸，9、螺母具體實施方式
如圖1，一種焊接用吊鉤，主要包括吊環(huán)1、夾緊塊2和吊鉤體3，吊鉤體3和夾緊塊2的一端通過銷釘4連接，夾緊塊2的另一端通過銷釘4連接連桿5的下端，連桿5的上端連接吊環(huán)1，吊鉤體和夾緊塊與工件的嚙合部分設(shè)計成梯形齒6，嚙合形線7按漸開線設(shè)計，銷釘為開口銷，包括小軸8和螺母9。
具體實施時，首先將板材置于吊鉤體與夾緊塊之間鉗住，提拉吊環(huán)，提起吊鉤，由于鋼板受到重力作用，相應(yīng)的夾緊塊也受向下的力的作用，由于嚙合形線按漸開線設(shè)計，工件的夾緊程度將隨工件下移趨勢的加強(qiáng)而加強(qiáng)，從而實現(xiàn)自鎖功能。
避免因超負(fù)荷造成吊鉤的破壞，還要保證吊鉤具有足夠的強(qiáng)度。為此，本發(fā)明在對吊鉤在起吊過程中的受力情況進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了完善的吊鉤強(qiáng)度計算方法。
如圖2，一種焊接用吊鉤強(qiáng)度計算方法，該方法的步驟為A、對吊鉤進(jìn)行受力分析，做出其受力圖和彎矩分布圖，找出吊鉤上最為危險點(diǎn)A點(diǎn)；B、求出A點(diǎn)所承受的應(yīng)力，并與材料的許用應(yīng)力相比較，確定是否在許用應(yīng)力范圍內(nèi)；
C、確定吊鉤上其他各關(guān)鍵點(diǎn)部位，并逐一對部位求出所承受的應(yīng)力，與材料的許用應(yīng)力相比較，確定是否在許用應(yīng)力范圍內(nèi)；吊鉤體所受的力可分解為水平方向分力N和垂直方向分力f兩個分力，F(xiàn)為吊鉤所吊重物的重量，f＝F/2*cosθ，fmax＝F/2，N＝F*sinθ，Nmax＝F。
如圖4，對A斷面進(jìn)行分析，f分力對A-A斷面形成的彎矩為MfA＝-f*l1，N分力對A-A斷面形成的彎矩為MNA＝N*l2，A-A斷面總彎矩為MA＝MfA+MNA。
A-A斷面所受的應(yīng)力為σA＝/N/A+MA/W/，τA＝f/A，總應(yīng)力為σ=(σA2+4τA2)1/2]]>，查得規(guī)定的安全系數(shù)ns，及許用應(yīng)力σs，比較σ與σs／ns，的大小。如果σ小于σs／ns，說明吊鉤體A-A斷面能夠滿足起吊重量為F的重物的要求。
吊鉤上其他各關(guān)鍵部位主要包括吊鉤的0-0斷面、夾緊塊，與吊鉤相連的小軸，以及與吊環(huán)相連的小軸。
如圖5，f分力對0-0斷面造成的彎矩為Mf0，N分力對0-0斷面造成的彎矩為MN0。
權(quán)利要求
1.焊接用吊鉤，主要包括吊環(huán)(1)、夾緊塊(2)和吊鉤體(3)，吊鉤體和夾緊塊的一端通過銷釘(4)連接，夾緊塊的另一端通過銷釘連接連桿(4)的下端，連桿的上端連接吊環(huán)(1)，其特征在于，吊鉤體和夾緊塊與工件的嚙合部分(6)設(shè)計成梯形齒，嚙合形線(7)按漸開線設(shè)計。
2.如權(quán)力要求1所述的焊接用吊鉤，其特征在于，銷釘(4)為開口銷，包括小軸(8)和螺母(9)。
3.焊接用吊鉤強(qiáng)度計算方法，其特征在于包括吊鉤體強(qiáng)度計算和與吊鉤相連的小軸的強(qiáng)度計算，該方法的步驟為A、對吊鉤進(jìn)行受力分析，做出其受力圖和彎矩分布圖，找出吊鉤上最為危險點(diǎn)A點(diǎn)；B、求出A點(diǎn)所承受的應(yīng)力，然后將其與材料的許用應(yīng)力相比較，確定是否在許用應(yīng)力范圍內(nèi)；C、確定吊鉤上其他各關(guān)鍵部位，并逐一對關(guān)鍵部位求出所承受的應(yīng)力，然后將其與材料的許用應(yīng)力相比較，確定是否在許用應(yīng)力范圍內(nèi)；
4.如權(quán)利要求3所述的一種焊接用吊鉤強(qiáng)度計算方法，其特征在于，吊鉤體所受的力可分解為水平方向分力N和垂直方向分力f兩個分力，F(xiàn)為吊鉤所吊重物的重量，f＝F/2*cosθ，fmax＝F/2，N＝F*sinθ，Nmax＝F。
5.如權(quán)利要求3所述的一種焊接用吊鉤強(qiáng)度計算方法，其特征在于，對A斷面進(jìn)行分析，f分力對A-A斷面形成的彎矩為MfA＝-f*l1，N分力對A-A斷面形成的彎矩為MNA＝N*l2，A-A斷面總彎矩為MA＝MfA+MNA。
6.如權(quán)利要求3所述的一種焊接用吊鉤強(qiáng)度計算方法，其特征在于，A-A斷面所受的應(yīng)力為σA＝/N/A+MA/W/，τA＝f/A，總應(yīng)力為σ=(σA2+4τA2)1/2]]>，查得規(guī)定的安全系數(shù)ns，及許用應(yīng)力σs，比較σ與σs/ns，的大小。
7.如權(quán)利要求3所述的一種焊接用吊鉤強(qiáng)度計算方法，其特征在于，吊鉤上其他各關(guān)鍵部位主要包括吊鉤的0-0斷面、夾緊塊，與吊鉤體連接的小軸，以及與吊環(huán)連接的小軸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種焊接用吊鉤設(shè)計及強(qiáng)度計算方法，吊鉤采用新的設(shè)計結(jié)構(gòu)，主要由吊環(huán)、夾緊塊和吊鉤體構(gòu)成，吊鉤體和夾緊塊與工件的嚙合部分呈梯形齒，嚙合形線設(shè)計為漸開線，保證在其強(qiáng)度范圍內(nèi)具有自鎖功能并能起吊一定厚度范圍內(nèi)的板料，同時通過吊鉤強(qiáng)度的計算方法，確定吊鉤是否滿足強(qiáng)度要求，避免因超負(fù)荷造成吊鉤的破壞，可用于使用頻率和安全性均有較高要求的板材起吊，具有很強(qiáng)的實用性和優(yōu)越性。
文檔編號B66C1/22GK1923663SQ20061002180
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月11日
發(fā)明者熊榮 申請人:四川東風(fēng)電機(jī)廠有限公司