Файл: А.Ю. Тюрин Грузоведение. Методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 240100.03.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.06.2024
Просмотров: 65
Скачиваний: 0
16
Для перевозок груза используют автомобили-фургоны с максимальной высотой штабелирования 150-200 см.
Обратная задача. Необходимо определить толщину и марку картона, при которых максимальная высота штабелирования составит 200 см.
Максимальную толщину картона принимают 1 см для ящика, изготовленного из картона типа Т, и 2 см – из картона типа П.
1. |
Определение сжимающего усилия |
|
|
|||||||||
P |
|
= |
kзап g Q (H − h) |
= |
1,7 9,81 20 (200 − 21) |
= 2843 Н. |
||||||
|
|
|
||||||||||
сж |
|
|
|
h |
|
|
|
|
21 |
|
|
|
2. |
Определение толщины картона |
|
|
|
||||||||
δ = ( |
|
|
Pсж |
)2 / Z = ( |
2843 |
)2 |
/ 116 = 3,67 |
см. |
||||
|
2,55 P |
2,55 54 |
||||||||||
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
Так как толщина картона больше допустимой для картона типа Т (3,67>1), то принимают толщину картона δ = 2 см и определяют марку пятислойного картона типа П.
3. Определение торцовой жесткости
Pт = |
Pсж |
= |
2843 |
=73,2 Н/см. |
2,55 δ Z |
2,55 2 116 |
В табл. 2 подбирают значение торцовой жесткости для картона типа П, ближайшее большее, чем Pт =73,2 Н/см. Это будет картон марки
П33 с Pт = 80 Н/см.
Расчет прочности картонных навивных барабанов
Расчет прочности барабанов производят на основе статического сжимающего усилия, определенного с учетом оптимальной высоты штабелирования
Pб |
= k |
зап |
g 0,25 π d 2 |
H ρ , |
(38) |
сж |
|
в |
|
|
где dв − внутренний диаметр барабана, м; ρ - объемная масса груза, кг/м3; kзап − коэффициент запаса прочности ( k зап=1,7); H − высота
штабелирования, м; g |
− |
ускорение |
свободного падения, |
м/с2 |
||||||
( g = 9,81м/с2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопротивление сжимающему усилию картонного барабана Pб |
|
за- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
сж |
|
|
висит от жесткости, числа слоев картона и диаметра барабана |
|
|
||||||||
Pб |
= k |
кл |
π d |
в |
Ж n |
сл |
, |
(39) |
||
сж |
|
|
|
|
|
|
|
|||
17
где kкл − коэффициент, увеличивающий жесткость за счет клеевого слоя ( kкл=1,2); Ж − жесткость картона по кольцу, Н/см; nсл − число
слоев картона.
В условиях равенства сжимающего усилия и сопротивления этому усилию можно определить допустимую высоту штабелирования данного груза в барабанах определенных параметров или на основании оптимальной высоты штабелирования и принятой технологии навивки барабанов – диаметр, который обеспечит необходимую прочность.
Для рассчитанного диаметра необходимо определить массу груза в барабане:
Q = 0,25 π d 2 |
h ρ , |
(40) |
в |
в |
|
где hв − внутренняя высота барабана, см; dв − внутренний диаметр барабана, см; ρ − объемная масса груза, г/см3.
Также можно проследить степень влияния изменения объемной массы на высоту штабелирования и диаметр барабана.
Рассмотрим контрольный пример. Для перевозок используют груз в барабанах диаметром 40 см и высотой 67 см. Объемная масса груза составляет 1,35 г/см3. Количество слоев картона составляет 1, а жесткость
картона по кольцу − 14,5 |
Н/см. В условных обозначениях: dв = 40 , |
|
hв = 67 , ρ = 1,35, nсл |
= 1 и |
Ж = 14,5. Коэффициент запаса прочности |
принимают kзап = 1,7 |
и коэффициент, увеличивающий жесткость за |
|
счет клеевого слоя kкл = 1,2 .
Прямая задача. Необходимо определить высоту штабелирования груза на складе или в транспортном средстве.
1. Определение сжимающего усилия
Pсжб = kкл π dв Ж nсл = 1,2 3,14 40 14,5 1 = 2185,4 Н. 2. Определение высоты штабелирования
|
|
Pб |
|
|
|
|
H = |
сж |
1000 = |
|
|
||
kзап g 0,25 π dв2 ρ |
|
|
||||
= |
|
2185,4 |
|
1000 |
=77 |
см. |
1,7 9,81 0,25 3,14 402 1,35 |
||||||
18
3. Определение влияния изменения объемной массы на высоту штабелирования. Объемную массу изменяют в пределах (0,5-1,5) ρ с
шагом 0,1 ρ.
Например, 0,5ρ = 0,68 . Тогда высота штабелирования будет равна
|
|
Pб |
|
|
|
|
H = |
сж |
1000 = |
|
|
||
kзап g 0,25 π dв2 ρ |
|
|
||||
= |
|
2185,4 |
|
1000 |
= 154,6 |
см. |
1,7 9,81 0,25 3,14 402 0,68 |
||||||
Аналогично рассчитывают высоту штабелирования при других объемных массах. Результаты заносят в табл. 3.
Таблица 3 Зависимость высоты штабелирования от объемной массы груза
ρ, |
0,68 |
0,81 |
0,95 |
1,08 |
1,22 |
1,35 |
1,49 |
1,62 |
1,76 |
1,89 |
2,03 |
г/см3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H , |
154,6 |
128,8 |
110,4 |
96,6 |
85,9 |
77,3 |
70,3 |
64,4 |
59,5 |
55,2 |
51,5 |
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На основе табл. 3 строят рис. 4. |
|
|
|
|
||||||
|
, см |
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
штабелирования |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Высота |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,5 |
0,7 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1,5 |
1,7 |
1,9 |
2,1 |
||
|
||||||||||
|
|
|
|
Объемная масса, г/см3 |
|
|
|
|||
Рис. 4. Влияние изменения объемной массы на высоту штабелирования груза
Обратная задача. Необходимо определить толщину и марку картона, при которых максимальная высота штабелирования составит 200 см.
1. Определение диаметра барабана
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
d |
в = |
kкл Ж nсл |
1000 |
= |
||||
kзап g 0,25 |
H ρ |
|||||||
= |
|
|
1,2 14,5 1 |
|
|
1000 = 15 см. |
||
|
1,7 9,81 0,25 200 1,35 |
|||||||
2. Определение массы груза |
|
|||||||
Q = 0,25 π d 2 |
h |
ρ = 0,25 3,14 152 67 1,35 = 15975 г или 16 кг. |
||||||
|
|
|
в |
в |
|
|
|
|
3. Определение влияния изменения объемной массы на диаметр барабана. Объемную массу изменяют в пределах (0,5-1,5) ρ с шагом 0,1 ρ.
Например, 0,5ρ = 0,68 . Тогда диаметр барабана будет равен
d |
в |
= |
kкл |
Ж nсл |
1000 = |
|
|
||
kзап g |
0,25 H ρ |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= |
|
|
|
1,2 14,5 1 |
|
1000 |
= 30,9 |
см. |
|
|
1,7 9,81 0,25 200 0,68 |
||||||||
Аналогично рассчитывают диаметр барабана при других объемных массах. Результаты заносят в табл. 4.
Таблица 4 Зависимость диаметра барабана от объемной массы груза
ρ, |
0,68 |
0,81 |
0,95 |
1,08 |
1,22 |
1,35 |
1,49 |
1,62 |
1,76 |
1,89 |
2,03 |
г/см3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dв, |
30,9 |
25,8 |
22,1 |
19,3 |
17,2 |
15,5 |
14,1 |
12,9 |
11,9 |
11,0 |
10,3 |
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На основе табл. 4 строят рис. 5. |
|
|
|
|
|||||
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
барабана |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
0,7 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1,5 |
1,7 |
1,9 |
2,1 |
|
|
|
|
Объемная масса, г/см3 |
|
|
|
||
Рис. 5. Влияние изменения объемной массы на диаметр барабана