3.8.4 Клиновые грузозахватные устройства

Клиновые (цанговые) ГУ (рис. 3.89) в основном предназначены для подъема и транспортирования грузов, имеющих полость, выполненную обычно в виде круглого отверстия необходимого диаметра для взаимодействия с распорными элементами ГУ. Значительно реже клиновые ГУ применяют для подъёма изделий за боковые поверхности или выступающие элементы.

Основными частями наиболее распространённого клинового ГУ являются размещённые в отверстиях груза подвижные в горизонтальном направлении распорные элементы и конусообразный клин, подвижный в вертикальном направления (рис. 3.89, а). Распорные элементы выполняют в виде конических сегментов, клиновидных кулачков или призматическими. Для уменьшения износа и большей подвижности распорные элементы иногда выполняют с шаровой поверхностью (рис. 3.89, г).

Сила зацепления в клиновом ГУ (рис. 3.89, а)

,

где – коэффициент трения между грузом и распорным элементом; N – сила нормального давления.

Передаточная функция клиновой пары зависит от коэффициента ₁ трения распорного элемента о клин:

тогда

N = ,

Где n – число распорных элементов.

Сумма горизонтальных сил, действующих на груз,

При проектировании ГУ следует избегать малых углов наклона граней клина, при наличии которых может произойти заклинивание.

Для выполнения транспортных и монтажных операций с бетонными и же­лезобетонными конструкциями, изготовленными без стропов очных стальных петель, разработан ряд конструкций клиновых ГУ, взаимодействующих с по­лостями груза. Применение клиновых ГУ для бетонных строительных конструк­ций позволяет сэкономить значительное количество стали, идущей на изготов­ление стропов очных монтажных петель, а также во многих случаях механизи­ровать стропов очные операции.

На рис. 3.89, д приведена схема работы клинового ГУ, в котором распорные элементы выполнены в виде клиновидных кулачков с зубьями. Перед подъёмом груза клиновое ГУ вводится в глухое или сквозное отверстие, отформованное в бетонной конструкции при ее изготовлении. При подъёме ГУ крюком крана клин тяги раздвигает клиновидные кулачки в стороны, их зубья врезаются в стенки отверстия в бетоне до тех пор пока не наступит состояние равновесия, при котором внутренние силы сопротивления бетона растяжению (раскалыва­нию) будут равны внешней силе — весу груза, после чего, происходит его подъем. По сравнению с ГУ с гладкими элементами в рассматриваемом клино­вом ГУ имеет место не обычное трение, а зацепление (врезание) зубьев кулач­ков за тело бетона. Расчёт таких ГУ приведён в работе [3).

ГУ рассчитывают по формулам:

для плит

,

Для призматических элементов, у которых высота больше ширины, приме­няемых в жилищном и промышленном строительстве (фундаментов, блоков стен подвала, сваи, балок, колонн, стеновых блоков и панелей из тяжёлого и лёгкого бетона и др.)

,,

где К_д = 1,5 – коэффициент динамичности; G- вес элемента; К = 1, К_р = 0,45 – эмпирические коэффициенты; һ - заглубление кулачков; d – диаметр стропов очного отверстия; R_p – расчётное сопротивление, Мпа; b – ширина элемента.

Для элементов гидросооружений расчёт ведётся по формуле (2), где К_д1.6, К_р0,5.

При использовании Х- образного ГУ типа «ножницы» для расчёта прочности применяют формулы (1) и (2), где h – полное заглубление ГУ.

Рис. 3.89. Схемы клиновых ГУ:

а - расчётная схема; б – рычажно – клиновое ГУ; в – клиновое ГУ для подъёма груза за боковые поверхности; г – шаровое ГУ; д – ГУ для бетонных и железобетонных изделий; 1 – конусообразный клин; 2 – конический сегмент; 3 – груз; 4 – подъёмное звено; 5, 6 – распорные элементы; 7 – распорный шарик; 8 – обойма; 9 – корпус; 10 – ручка; 11 – проушина; 12 – болт; 13 – грузовая подвеска; 14 – распорный кулачок; 15 – тяга.