Расчёт конструкции крупногабаритной тары
Практическая работа №5
Расчёт прочности крупногабаритной тары в процессе грузовой операции
Цель работы: определение параметров тары, влияющих на сохранность грузов при хранении и транспортировке.
Методические указания
Основные принципы расчёта прочности транспортной тары
В процессе обращения каждая единица тары должна выдерживать статические нагрузки при штабелировании на складе и в кузове автомобиля, а также динамические и вибрационные нагрузки, возникающие при механизированном формировании и расформировании транспортных пакетов, выполнении перегрузочных операций и движении транспортных средств.
Прочность транспортной тары в значительной степени определяет сохранность груза в процессе перевозок. На прочность определяющее влияние оказывают:
· Характер груза и его допустимая масса в единице тары
· Размер тары и её отдельных частей
· Механические свойства материала, используемого для изготовления тары
· Условия выполнения перевозок с точки зрения воздействия внешних факторов
Статистическое сжимающее усилие которое должна выдерживать тара, находящаяся в нижнем ряду штабеля:
| (5.1) |
где g – ускорение свободного падения (9,81 м/сек2);
Q – масса тары с грузом, кг;
H – высота штабеля (штабелирования), м;
h – высота единицы тары, м.
Высоту штабеля H устанавливают нормативно-технические документации для конкретных видов продукции.
Динамические нагрузки учитывают, когда в процессе перевозки на груз действуют вертикальные и горизонтальные (продольные и поперечные) инерционные силы (Н):
| (5.2) (5.3) (5.4) |
где a – ускорение
n – количество грузовых единиц (в определённом направлении)
Усилие нажатия рассчитывают по формуле
| (5.5) |
где - коэффициент запаса, который зависит от срока хранения груза.
Если указан в нормативно-технической документации, то его принимают 1,85. При хранении до 30 суток 1,6. До 100 суток =1,65.
Расчёт конструкции крупногабаритной тары
Расчет конструкции крупногабаритной тары, масса-брутто которой составляет 500 – 20000 кг, производится с учетом поперечных сжимающих нагрузок, возникающих при строповке тар с грузом и изгибающих усилий, действующих на элементы тары при подъеме груза.
Рис. 2.1. Схема для расчета усилий, действующих на ящик при строповке
Усилие массы груза G, Н должно быть компенсировано вертикальными составляющими реакции в стропах:
| (5.6) |
где R – реакция в стропах, Н
– угол между стропами и горизонтальной крышкой тары, градусы.
Горизонтальная составляющая реакции Rг . Тогда сжимающее усилие поперёк ящика составляет Rп . При этом угол должен быть не меньше 45 градусов.
Необходимо учитывать, что перемещение грузов кранами происходит в условиях переходных режимов, действия ускорения. Средняя величина ускорения составляет aср = 0.6-0.8 м/с2, поэтому необходимо ввести динамический коэффициент kд учитывающий коэффициент нагрузки:
| (5.7) |
Также следует учесть, что в процессе обращения тара подвергается перегрузкам многократно, в результате чего появляются усталостные напряжения и снижается прочность тары. Поэтому вводят коэффициент перегрузки ,значение которого принимается 1,1-1,25 в зависимости от числа перегрузок.
С учётом и , сжимающее усилие составит:
| (5.8) |
Необходимо также рассмотреть оптимальные зоны строповки транспортной тары, которые определяют усилия на изгиб полоза, работающего как свободно лежащая балка. Максимальные усилия на изгиб при этом возникают в точках опоры и в середине полоза. Расчёты показали, что зоны строповки надёжней всего располагать на расстоянии 0,2L от торцевых стенок ящика.
Задание для выполнения практической работы
Задание 5.1. Определить усилия, действующие на крупногабаритную тару при условии:
| Варианты: | 11,20, 30 | 2,19, | 3,18, | 4,17, | 5,16, | 6,15, | 7,14, | 8,13, | 9,12, | 1,10, |
| Масса тары с грузом, кг | ||||||||||
| Высота штабеля, м | ||||||||||
| Высота единицы тары, м |
Задание 5.2. Определить усилие массы груза G, Н по вертикальным составляющим реакции в стропах:
| Варианты: | 1,17 | 2,31 | 3,30 | 4,29 | 5,28 | 6,27 | 7,26 | 8,25 |
| Масса тары с грузом, кг | ||||||||
| Угол между стропами и горизонтальной крышкой тары, градусы | ||||||||
| Варианты: | 9,24 | 10,23 | 11,22 | 12,21 | 13,20 | 14,19 | 15,18 | 16,32 |
| Масса тары с грузом, кг | ||||||||
| Угол между стропами и горизонтальной крышкой тары, градусы |
Задание 5.3. Определить по приведённым в теоретической части формулам, с учётом сжимающее усилие:
| Варианты: | 1,11, | 2,12, | 3,13, | 4,14, | 5,15, | 6,16, | 7,17, | 8,18, | 9,19, | 10,20, |
| Масса тары с грузом, кг | ||||||||||
| Коэффициент перегрузки | 1,1 | 1,1 | 1,2 | 1,25 | 1,25 | 1,25 | 1,1 | 1,25 | 1,3 | 1,35 |
| Динамический коэффициент учитывающий коэффициент нагрузки | 1,25 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,35 | 1,4 | 1,45 | 1,5 | 1,55 |
| Средняя величина ускорения, м/с2 | 0,6 | 0,6 | 0,7 | 0,7 | 0,75 | 0,75 | 0,8 | 0,8 | 0,85 | 0,85 |
| , градусы | ||||||||||
| , градусы |