KUKE

1.UVOD

Svaka dizalična mašina (osim malih dizalica) neovisno od njene namjene , vrste pogona I mjesta upotrebe posjeduje mehanizam za dizanje tereta. Danas je u upotrebi veliki broj različitih konstrukcija tih mehanizama ali svi oni imaju iste osnovne dijelove (elemente). rincipijelne sheme mehanizma za dizanje su prikazane na slici !."a. i !."b.

Slika !.". #ehanizam za dizanje ".elektromotor, ".elektromotor, !.spojnica, $. kočnica, %. reduktor, &.bubanj, '.ue, .sklop kuke, *.elektromagnet, +.bubanj za namotavanje, ".prenosnik  -koliko se mehanizmom diu tereti koji se razlikuju po obliku i izičkim svojstvima, tada se opremaju univerzalnim priborom za vješanje tereta kuke ili uzengije. /ao radni element pribora za vješanje koriste se 0 uad ili lanci,kliješta i sl., a za rasute materijale koe. 1sim pomenutih koriste se i specijalni ure2aji za zahvatanje tereta 0 elektromagneti , specijalne koe i grabilice. Svi navedeni elementi (ure2aji) se veu na savitljivi element (ue ili lanac) koji se pri dizanju tereta namotavaju na bubanj. -koliko je negdje  potrebno primjeniti pravac uetu (lancu) koristi se kotur. kotur. - ovom poglavlju 3e biti govora o svim navedenim elementima (ure2ajima).

2. KUKE

/uke su najčeš3e primjenjivani elementi za vješanje tereta , a koriste se i za vješanje drugih ure2aja za dizanje (grabilice,elektromagneti i sl.). 1blik I konstrukcija im zavise od uslova u kojima rade kao I od veličine tereta koji se vješa. otrebno je da imaju male dimenzije a naručito malu teinu I visinu. #oraju imati dovoljno veliki otvor kako bi se moglo nesmetano smjestiti ue kojim se vezuje teret. Izra2uju se kovanjem ili su sastavljene od lamela. /ovane kuke se kotiste za nosivost od " t, a mogu biti sa jednim i sa dva kraka. #aterijal za kuke je obično 4."$$,4."$$" ili 4."!& sa karakteristikama granica kidanja 5 m6%!7& #a i granica tečenja 5 e 8 !% #a . !.". 9:D;1/5
rednost ovog presjeka u odnosu na okrugli ili eliptični je u lakšoj izradi,boljem iskorištenju materijala što ima rezultat izradu lakših i jetinijih kuka.roračunu kuke se pristupa tako što se na osnovu iskustvenih podataka (empirijski obrasci) prvo odrede dimenzije zakrivljenog dijela kuke. ;a taj način se dobija prva skica kuke a poslije toga se proveravaju naponi u karakterističnim presjecima. /ako pri konstrukciji treba voditi računa da je otvor kuke dovoljno veliki pa  je

a"

≅ "

Q  i

a!

=

.* ×a"

gdje je >?k;@ A nosivost u srednjim pogonskim uslovima. Ba presjek <7< je

b"

= bU  ≅

,*+" ×a"

b!

= bV  ≅

,%" ×a"

h ≅ ","!! ×a" Dimenzije presjeka C7C odgovaraju *& od dimenzija u presjeku <7<. rečnik vrata kuke moe se izračunati iz izraza0

d" ≈

!

Q [ mm]

$

a vanjski prečnik navoja na vratu kuke d$ ≅ &, × Q [ mm]

rovjera napona se vrši za najmanji presjek odre2enog vrata kuke I  presjecima <7< i C7C na zakrivljenom dijelu kuke. Erat kuke je optere3en na zatezanje pa je napon na mjestu najmanjeg  presjeka na vratu σ

 z

=

% ×Q π  

d %

!

≤ σ  zd 

gdje je

σ   zd 

=

 Re

! S  >?;@7 nosivost kuke d%7najmanji prečnik obra2enog dijela vrata S7stepen sigurnosti odre2en pogonskom grupom. rema izračunatom prečniku d % bira se navoj na vrhu kuke prema standardima. ;avoj moe biti sa zavojnicom trouglastog proila za manje nosivosti I trapeznog ili testerastog za nosivost ve3e od & t. 1vim je deinisan i prečnik cilindričnog dijela (vrata) kuke tako što je d !Fd%. Ba potpuno deinisanje navoja potrebno je provjeriti i površinski pritisak u navoju.

 p =

Q  A

=

Q (d$

!

− d &

!

!

) ×π   m ×

=

% ×Q × t (d $

π  

!

− d &

!

  )m

≤  pd 

!

gdje je 0
 ;ajstariji način proračuna daje pribline rezultate.Ima izvjesna uproš3enja (zanemaruje zakrivljenost kuke) i pretpostavlja da je kuka raven štap ekscentrično optere3en silom. resjek <7< proračunava se na sloeno naprezanje koje je sastavljeno od naprezanja na zatezanje od sile > i naprezanje na savijanje od momenta. a ( " +es ) [ Nm ]  M  s = Q ×rs =Q × ! 1vaj moment optere3uje unutrašnja vlakna kuke na zatezanje a vlakna sa vanjske strane na pritisak pa se moe pisati σ U 

σ V 

= =

Q  A Q  A

+

 M  s

+

 M  s

W "

bU  + bV 

! =

W !  I

= σ z − σ  s [  Pa ]

W "

gdje je0  A = W "

= σ z + σ  s [  Pa ]

=

 I  e s

=

 7 otporni moment  I 

h − e s

b !u

h  7 površina posmatranog presjeka

×

+

 7otporni moment

% ×bu ×bv +b! v ! ×h  7moment inercije !

 ;aponi izračunati na ovaj način su za !7$ manji od stvarnih a samim tim i dozvoljeni naponi su za isti procenat manji.
Q a

tg α   ,

×

gdje je H6%& 7 ugao pod kojim je ovješeno ue o kuku. Iako je iskustvo pokazalo da se ovim načinom proračuna dolazi do sigurnih i dobrih kuka,počeli su se koristiti i drugi načini proračuna. - daljem tekstu 3e biti govora o jednom od proračuna koji daje tačne vrijednosti napona u posmatranim (kritičnim) presjecima. /ako naponi imaju najve3e vrijednosti u krajnjim vlaknima na unutrašnjoj i vanjskoj strani kuke to je za presjek <7< i C7C σ  U ,V 

=

 Fn  A

+

M s r − r n

A ×e

×

r 

[  Pa ]

=dje je 0 r  = r U  =

r

a" !

[ m]  7za računanje Jv

= rv = ru + h

[ m]

7za računanje Ju  M s = − Fn ×rs [ Nm]  7moment savijanja reduciran na teište  posmatranog presjeka  Fn = Q? N @  7 za presjek <7<  Fn

=

Q

!

tg α ? N @  7za

presjek C7C

H7 %& 7 maksimalan ugao vješanja

r s = r U  + es  7 poluprečnik zakrivljenog štapa /od ovog proračuna mora biti zadovoljen uslov da su naponi u krajnjim vlaknima sa unutrašnje strane manji od dozvoljenih tj. σ UA ≤ σ  d  . Erijednost dozvoljenog napona kod ovog proračuna je

σ   = d 

 R s S 

? MPa@  , a vrijednosti su

date u tabeli !.!. 9ednokrake kuke su normirane standardima, a dimenzije su prema !.%. i !.&. date tabelama !.$. i !.%. -slovi rada Stepen sigurnosti Dozvoljeni napon S Kahki ",' "& Srednji ! "! Geški !,& " Erlo teški $,"& *

Gabela !.$. Dimenzije jednokrake kuke

Gabela !.%. #jere obra2enog vrata kuke

Primjer 2.1.

IzraLunaj glavne dimenzije jednokrake kuke,za srednje uslove rada (!.  pogonska grupa), i provjeri napone u karakterističnim presjecima, ako je njena nosivost &t. /uka se izra2uje kovanjem od 4."$$. Rješenje0

a) Izračunavanje dimenzija kuke

Q = & ×+,*"

=%+, &

[ kN ]

7otvor kuke 0 a" ≅ " × Q =" × %+, & =, $ [ mm]

a! =  , *a" 7prečnik vrata kuke

d" ≅

= , * ×, $ =&', !

! $

× Q =

!

[ mm ]

× %+,& =%', [ mm]

$

7vanjski prečnik navoja na vratu kuke

d$ = &,  Q = &,  × %+, & =$+, +! [ mm ] -svaja se prva ve3a vrijednost za #etrički navoj #%! sa d $6%!mm 75:S9:/ <7< A  bu ≅ ,*+"a" = ,*+" ×,$ ='!,% [ mm ] bv ≅ ,%"a" = ,%"×,$ =!*,"[ mm] h ≅ ","!!a" = ","!! ×, $ =*,& [ mm ]

Ba presjek C7C odabire se presjek <7< čije su dimenzije umanjene na *& Izračunavate vrijednosti uporedi sa vrijednostim iz tabele !.$ i !.%.  b) provjera napona  ;apon na najmanjem prečniku kuke računa se iz izraza σ  z

=

% ×Q π  

d % !

≤ σ  zd 

σ   zd 

Bza materijal 4."$$ granica tečenja

=

 Re ! S 

 Re

Iz tabele !.! stepen sigurnosti je S6! pa je  Re !% σ   zd  = = = '? MPa@ ! S  ! ×!

≥

!% [ MPa ]

 ;ajmanji prečnik na vratu kuke je

d%

% ×Q

≥

% × %+&

=

'

π σ   zd 

π  

=

$!,!' [ mm ]

 ;aponi u krajnjim vlaknima na unutarnjoj i vanjskoj strani kuke,za  presjek <7< računaju se iz izraza σ  U ,V 

r = r U  =

r = rv

a"   ,$ !

=

= ru +

!

=

 Fn  A

+

M s A ×e

r − r n

×

r 

[  Pa ]

gdje je 0

= $&, "& [ mm ] ≅ , $& [ m] 7za Ju

h = $&,"& + *,& = ""$,&* [ m] ≅ ,""$' [ m] 7 za Jv

 Fn = Q = %+,&?kN @  A =

bu + bv !

h=

h b + ! ×b

e s

=

r s

= r u + e s =

×

$ bu

+ bv

'!, % + !*, " !

*,& = $&+, !'  mm !

*, & '!, % +! × !*, "

=

$

×

'!, % + !*, "

$%,%%$ =

, $& + , $%%% = , '+%%[ m]

[ mm]