УДК 621.86

РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ГРУЗОЗАХВАТНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПАКЕТОВ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА

Эманов Сергей Леонидович
Брянский государственный технический университет
кандидат технических наук, доцент

Аннотация
Определены причины разрушения пакета кирпича при транспортировании. Предложена конструкция грузозахватного устройства сжимающего пакет при погрузке и позволяющая повысить сохранность пакета при транспортировании. Выполнен расчёт механизма, уплотняющего пакет. Приведены некоторые результаты расчётов.

Ключевые слова: грузозахватное устройство, механизм уплотнения, сохранность пакета кирпича


CALCULATION OF THE PARAMETERS CLAMP FOR PACKAGES OF THE SILICATE BRICK

Emanov Sergey Leonidovich
Bryansk State Technical University
PhD of Technical Sciences, Associate Professor

Abstract
Destruction causes of the package of bricks during transportation determined. The construction of clamp for compressing the package during loading to increase the safety of the package during transportation designed. Calculation of the mechanism compressing a package is executed. Some results of calculations are conducted.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Эманов С.Л. Расчёт параметров грузозахватного устройства для пакетов силикатного кирпича // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 11 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/11/74273 (дата обращения: 28.11.2016).

Грузозахватные устройства широко используются при механизации погрузочно-разгрузочных работ. На заводах силикатного кирпича для погрузки применяют клещевые захваты двустороннего или четырехстороннего действия [1; с. 156]. При подъёме пирамиды кирпича захвата сжимает один или два нижних слоя. При этом сила, сжимающая нижний слой кирпича, может достигать 340 кН [2]. Поэтому на этот ряд приходится наибольшая доля повреждённого кирпича. Повреждение кирпич получает и при разрушении пакета во время доставки на строительный объект [2; 3].

Установлено, что причиной разрушения пакетов силикатного кирпича, перевозимых автотранспортом, являются зазоры между кирпичами, которые препятствуют распространению в середину пакета сжимающих сил от гибкой обвязки [3, 4]. Небольшие смещения кирпичей под действием сил инерции приводят к уменьшению натяжения обвязки [5].

Устранить зазоры и повысить сохранность пакета можно путём сжатия его во время погрузки. [3, 6]. Конструкция и схема предлагаемого грузозахватного устройства приведена на рис. 1.

Грузозахватное устройство поднимают за петли подъёмных рычагов 1, при этом крюки 2 подъёмных рычагов 1 находятся в зацеплении с петлями 3 захватных рычагов 4. В результате чего захватные рычаги 4 вместе с прижимными рамками 5 и 6 разведены в стороны. Расхождение захватных рычагов 4 ограничено длиной тросов.

Затем грузозахватное устройство опускают и укладывают на пирамиду кирпича. Подъёмные рычаги 1 перемещаются вниз, ложатся на раму 7 и крюки 2 выходят из зацепления с петлями 3 захватных рычагов 4. Одновременно с этим захватные рычаги 4 опускаются, и прижимные рамки 5 своими прижимными рычагами с прижимами и прижимы захватных рычагов прикладываются к боковой поверхности пирамиды кирпича.

При подъёме рычаги 1 натягивают тросы, смещают прижимные рамки 5 к центру пирамиды кирпича и сжимают те ряды кирпича, в которые упираются прижимы. Нижний ряд сжимается прижимами, расположенными на захватных рычагах.


Рис. 1. Конструкция и схема грузозахватного устройства для пакета силикатного кирпича

Пирамиду кирпича поднимают и устанавливают, например, в кузов автомобиля. При подъёме пирамиды кирпича сжимается девять горизонтальных рядов [7, 8]. Сжатие выполняют захватные рычаги, прижимные рамки и прижимные рычаги с прижимами.

Для определения усилий в элементах грузозахватного устройства рассмотрим расчетные схемы, соответствующие моменту подъёма пирамиды кирпича (рис. 2).

Рис. 2. Расчетные схемы элементов грузозахватного устройства

При определении усилий будем считать, что грузозахватное устройство с пирамидой кирпича имеет две плоскости симметрии, силы на тросах и размеры прижимных рамок, расположенных с обеих сторон пирамиды кирпича одинаковы. Поэтому рассмотрим решение задачи как плоской.

Форма прижимных рычагов и расстояние между прижимами lk и dk определяются в зависимости от геометрии пирамиды кирпича. Положения шарниров А и В на прижимных рычагах (lВ и lА)
и размеры прижимных рамок (L1 и L2) и их плеч (l1 и l2) зависят от величины сил, необходимых для сжатия рядов кирпича, и углов наклона тросов α
. Углы наклона торса α1, α2 и α3 зависят от места крепления троса и положения шкивов. Они могут изменяться в небольших пределах.

Минимально необходимая величина нормальных сил для сжатия каждого ряда в отдельности определена в работе [9].

Рассмотрим взаимодействие нижней прижимной рамки (рис.2в), содержащей прижимные рычаги (рис. 2б), с пирамидой кирпича.

На прижимные рычаги со стороны пакета кирпича действуют нормальные горизонтальные силы ni , возникающие при сжатии горизонтальных рядов пирамиды кирпича. При перемещении прижимов по граням кирпичей будут возникать силы трения Fi.

Составим уравнения равновесия сил для прижимных рычагов нижней прижимной рамки (рис.2б) и из этих уравнений найдём lА1, lA2, NА1, FА1, NA2, FA2. Зная lА1 и lA2, определим длину нижней прижимной рамки (L1) и положение шкива (l1).

NA1, H

NA2, H

FA2 ,H

FA2 , H

lА1, мм

lА2, мм

L1, мм

6100

5900

2440

2360

116

120

244

Рассмотрим нижнюю прижимную рамку в момент полного сжатия горизонтальных рядов и определим силу натяжения троса, необходимую для обеспечения их полного сжатия. Для анализа изменения силы натяжения троса S и реакции R1 нижней прижимной рамки зададимся значениями параметров: l1 = 120 мм; α=12º.

Зависимости силы натяжения троса S, необходимой для сжатия рядов со второго по пятый, и реакции R1 нижней прижимной рамки без учёта веса самой рамки
показаны на рис. 3. Из графика (рис. 3) видно, что сила натяжения троса уменьшается с уменьшением угла наклона и достигает своего минимального значения при угле наклона троса α1 =0º. При таких значениях l1 и α2 расстояние от осей прижимов до оси шкива (d1) практически равно нулю.

Рассмотрим как изменяется d1 при различных значениях l1 и α2. Зависимости изменения d1 приведены на рис. 4. Увеличение угла α1 наклона троса приводит к увеличению смещения оси шкива.

Рис. 3. Зависимость необходимой силы натяжения троса S и величины реакции Rприжимной рамки от угла наклона троса α1

Рис.4. Зависимость величины смещения оси шкива от угла наклона троса α1 и величины плеча l1 прижимной рамки

Приведенные на рис. 5 зависимости S и R1 от величины α2
дают возможность определить, что минимальное значение силы натяжения троса S будет при угле α2 =0.

Рассмотрим взаимодействие захватного рычага, прижимы которого сжимают нижний ряд пирамиды кирпича. Решение уравнений равновесия позволяют установить зависимость силы N прижатия нижних прижимов от угла α1 наклона троса и величины d смещения оси захватного рычага (рис. 6).

Рис.5. Зависимость необходимой силы натяжения троса S и величины реакции R
прижимной рамки от угла наклона троса α2 при α1 =0

Рис.6. Зависимость силы N прижатия нижних прижимов от угла α1 наклона троса и величины d смещения оси

Графики зависимостей, приведенные на рис. 5 и 6 показывают, что при угле наклона троса α1 =0º и минимальном значении силы натяжения троса S=6000 Н,
сила прижатия нижних прижимов N при любом смещении d оси равна 4800 Н . Эта сила в 1,2 раза больше необходимой [9], что обеспечивает надёжное сжатие нижнего ряда кирпичей.

Рассмотрим верхнюю прижимную рамку, которая сжимает 6, 7, 8 и 9-й горизонтальные ряды пирамиды кирпича. Рамка (рис.2д), содержит верхний и нижний прижимные рычаги (рис. 2б, г). На нижнем прижимном рычаге ось будет располагаться на равных расстояниях от прижимов так, как ni =ni+1 . Верхний прижимной рычаг имеет изогнутую форму (рис. 2г), которая зависит от положения прижимов на пирамиде кирпича. Приведенная на рис. 7 зависимость позволяет определить величину lВ плеча прижимного рычага от положения оси рычага dв и размер L2 верхней прижимной рамки. Положения оси рычага dв следует выбирать так, чтобы плоскость прижимной рамки располагалась параллельно оси Y.

Проведенные теоретические исследования позволили определить, как изменяются величина плеча l2 верхней прижимной рамки в зависимости от угла наклона троса α2 и положения шкива (рис. 8).



Рис. 7. Зависимость величины lВ плеча прижимного рычага от положения dВ оси рычага относительно прижимов

Рис.8. Зависимость величина плеча l2 верхней прижимной рамки от угла ά2 наклона троса и величины d2 смещения оси

Рис.9. Зависимость угла α3 наклона троса от угла ά2 наклона троса и силы натяжения троса S

Приведенные на рис. 9 зависимости α3 от величины α2 и S дают возможность определить, при какой величине углов наклона и силы натяжения троса будет обеспечена необходимая сила сжатия горизонтальных рядов, а также установить место расположения шкива на раме грузозахватного устройства.

Из анализа зависимостей (рис. 3 – 9) можно сделать следующие выводы:

  1. сила натяжения троса S, необходимая для сжатия горизонтальных рядов пирамиды кирпича, будет минимальной при углах наклона троса охватывающего шкив нижней прижимной рамки α1 =0 и α2 =0;
  2. полное сжатие нижнего ряда обеспечивается при угле α1 наклона троса от 0º до 8,5º и величины смещения оси d от 0 до 0,3 м;
  3. ось рычага dв следует выбирать так, чтобы плоскость прижимной рамки располагалась параллельно оси Y;
  4. установить шкивы на раме возможно при углах α3 наклона троса от 48º до 54º;
  5. для придания тросу, охватывающему шкив нижней прижимной рамки, угла наклон α2
    =0 необходимо на захватном рычаге установить отклоняющий ролик.

Предложенные рекомендации учтены при создании новой конструкции грузозахватного устройства.


Библиографический список
  1. Вахнин, М. П. Производство силикатного кирпича / М. П. Вахнин, А. А. Анищенко. – М.: Высш. школа , 1977. – 160 с.
  2. Никитина, М. И. Исследование сохранности силикатного кирпича при пакетной доставке автотранспортом: дис. канд. техн. наук / М. И. Никитина. – Воронеж, 1978. – 195 с.
  3. Реутов, А.А. Грузозахватные устройства и средства пакетирования силикатного кирпича: монография / А.А. Реутов, С.Л. Эманов. – Брянск: БГТУ, 2010. – 147 с.
  4. Реутов, А.А. Влияние образования блока на сохранность транспортного пакета силикатного кирпича / А. А. Реутов, С. Л. Эманов // Изв. ОрелГТУ. Строительство. Транспорт. – 2007. -№ 1. – C. 70-73.
  5. Эманов, С.Л. Взаимодействие эластичной обвязки с пирамидой кирпича / С. Л. Эманов // Вестн. БГТУ .- 2009. – №3.- С 74-77.
  6. Реутов, А. А. Расчёт параметров грузозахватного устройства с механизмом уплотнения пакетов силикатного кирпича / А. А. Реутов, С. Л. Эманов // Вестн. БГТУ .- 2008. – №1.- С 39-43.
  7. Эманов, С.Л. Грузозахватное устройство для пакета кирпича // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 4-1  (48). С. 134-137. [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/04/51644
  8. Грузозахватное устройство : пат. 156445 Рос. Федерация: МПК В66С 1/32 / С.Л. Эманов. №2015105499/11; заявл. 17.02.15; опубл. 10.11.15, Бюл. N 31.
  9. Эманов, С.Л. Определение параметров механизма уплотнения грузозахватного устройства для пакета кирпича/ С. Л. Эманов // Вестн. БГТУ .- 2014. – №1.- С 68-72.


Все статьи автора «Эманов Сергей Леонидович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация