吊钩

4.2.1吊钩的种类、选择和计算

吊钩按形状分为单钩和双钩；按制造方法分为锻造吊钩和叠片式吊钩。单钩制造简单、使用方便，但受力情况不好，大多用在起重量为80吨以下的工作场合；起重量大时常采用受力对称的双钩。叠片式吊钩由数片切割成形的钢板铆接而成，个别板材出现裂纹时整个吊钩不会破坏，安全性较好，但自重较大，大多用在大起重量或吊运钢水盛桶的起重机上。吊钩在作业过程中常受冲击，须采用韧性好的优质碳素钢制造。吊钩所用的材料其性能不能低于20号钢的机械性能。如果采用强度较高的合金钢制造时，其延伸率不得低于20%。

吊钩按制造方法可以分为锻造吊钩和片式铆接吊钩；按其结构型式可以分为单钩和双钩、长钩和短钩等。

吊钩钩身的截面形状有圆形、方形、梯形或T字形。从受力情况分析，以T字形截面最为合理，但锻造工艺较复杂。梯形截面受力较为合理，锻造容易。因此，本次设计中采用梯形截面20号钢的吊钩。

工程起重机中常用T字形或梯形截面的锻造单钩。通用吊钩已经标准化，设计时可按额定起重量从手册中选取。对于轮胎式起重机，希望吊钩重量尽可能小一些，故选用时可低一级的吊钩。当采用用非标准吊钩或需对所选吊钩进行强度验算时，可按下述方法进行。

如图4.1所示，吊钩在载荷Q的作用下，钩身1-2、3-4截面及钩柱有螺纹截面为危险截面。吊钩载荷Q即为额定起重量。

图4.1 吊钩简化计算示意图

1-2截面

载荷Q使截面1-2处于偏心受拉状态，应用曲梁公式，截面1-2某点上的应力为

QMmxQx AArArkrxAkrx式中

——距离截面重心为x处的计算应力； Q——吊钩载荷10T，即100000N；

M——截面所受弯矩，M=-Qr（使曲梁曲率减小的力矩取负值）；

ar——截面重心的曲率半径，即re1 mm

2k——与曲梁截面形状有关的系数，对梯形截面：

k2r{[b2(b1b2)hb1b2h(re2)]lnre2(b1b2)}1（3.25） re1梯形截面的标准吊钩k0.1，对于复杂形状断面可用图解法求k； x——截面重心至计算应力处距离（mm） 1-2截面的面积A

(2030)37A925mm2

2 当xe1时，可得截面内缘（点1）处的应力为：

1Q2e1[]Aka30000215 9250.140243Nmm2[]300Mpa当xe2时，可得截面外缘（点2）处的应力：

22e2Q[]Aka2h30000222 9250.140237125Nmm2[]300Mpa吊钩在该截面的强度符合要求。

3-4截面

对于3-4截面，当载荷Q通过两根倾斜角为45的钢丝绳作用于吊

Q。Q'的水平分2cos量与垂直分量使3-4断面同时受偏心拉力和切力作用。偏心拉力为

QQQQ'sintg。切力为Q'cos

222钩时，认为是危险工况。这时钢丝绳所受的拉力为Q'`偏心拉力作用下，按曲梁公式计算其截面应力

3Qe33000010.887.56Nmm2 Aka3240.140e4Q3000016.255.89Nmm2 Aka2h13240.1402724切力作用下3-4截面的平剪应力为 Q3000050.11Nmm2

2A2324则截面的最大合应力为：

3232[]55.892350.112158.62Nmm2[]300Mpa

钩身弯曲部分的许用应力对于一般用途取[]s1.3390300Mpa。 1.3从等强度考虑3-4截面应取得比1-2截面面积小，但因3-4截面在工作时磨损较大，故两截面可取相同尺寸。

4.2.2钩身螺纹的强度验算

吊钩与吊钩装置用螺纹连接时，危险截面在螺纹根部。这时截面主要受载荷Q的拉伸作用，其拉力为：

Q[]430000 3.14202495.54Nmm2[]式中

Q——吊钩载荷3000kg，即30000N;

d0——螺纹根部直径20mm；

d02[]——许用应力，取[]s439097.5Mpa。 4螺纹部分应具有足够的高度，其高度可按螺纹表面的挤压应力决定，挤压应力为：

j4Qt[j](d2d02)H4300000.15 223.14(2420)1917.14Nmm2[j]式中

Q——吊钩的载荷3000kg; t——螺纹螺距0.25cm； H——螺纹部分总高度19mm;

d——螺纹外径24mm；

d0——螺纹内径20mm

[j]——许用挤压应力，对于A3螺母与20号钢的吊钩取

[j]s539078Mpa。 5