Файл: Бураков, В. А. Применение гибких оболочек на транспорте.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 63
Скачиваний: 0
(схема 1, группа в ) — и к верхним частям неоткрывающихся бортов.
В сложенном состоянии оболочка покрывает всю площадь пола кузова (схема 1, группа а) или всю площадь пола и внутреннюю часть неоткрывающихся бортов (схема 1, группы б и в). В таком положении оболочки кузов загружается грузом.
Для разгрузки в полость оболочки подается сжатый воздух пли отработавшие газы двигателя разгружаемого автомобиля. Вследст вие этого подъемная часть оболочки перемещается, поднимает п сбрасывает груз на две стороны или сдвигает груз на одну сторону.
При наличии посредине пола люков (схема 1, группа г) обо лочки размещаются в торцовых частях кузова, и при подаче воз духа или газа в пространство между стенками кузова и оболочкой груз отжимается с торцов и сбрасывается в люки.
Гибкие оболочки призматической формы по первой схеме укла дываются на пол подвижного состава и прикрепляются к боковым граням (схема 1, группа а) или к средней части пола (схема 1, группа г). В последнем случае в полу вдоль продольных стенок де лаются люки. В сложенном состоянии верхние грани оболочки покрывают всю площадь пола, и загрузка производится обычным порядком. В пункте разгрузки автомобиль или вагон устанавлива ется над приемной ямой. После этого сжатый воздух или газ пода ется в оболочку. Оболочка принимает форму трехграиной призмы. Вследствие этого (схема 1, группа г) в полу вдоль боковых про дольных стенок открываются люки, и груз под действием силы тяжести высыпается вниз, а по схеме 1, группы а — через боковые люки на стороны.
После разгрузки воздух или газы удаляются из оболочек и боко вые грани под действием собственного веса приходят в исходное горизонтальное положение. В тех случаях, когда груз необходимо сначала поднять, а затем выгрузить на одну из боковых сторон, обо лочку, с подъемным щитом укладывают по схеме 1, группы в (вверху). В этом случае оболочка работает как поршень. При закреплении подъемного щита е одной стороны на уровне бортов он наклоняется и сбрасывает груз. При шарнирном закреплении подъемного щита к боковой грани пола (схема 1, группа в) разгруз ка осуществляется на одну сторону. Оболочки, размещенные по схе ме 1, групп б и в , снабжаются внутренними стяжками, обеспечи вающими екладьиваемость эластичной поверхности оболочки па площади, ограниченной подъемным щитом.
Рассмотренные оболочки могут быть съемными. При необходи мости они вкладываются в кузова, и бортовые автомобили стано вятся самосвалами. Они могут использоваться на перевозке зерна, снега и других сыпучих грузов. После окончания периода массовых перевозок сыпучих грузов оболочки снимают и автомобили стано вятся бортовыми.
По схеме 2 гибкие оболочки размещаются менаду рамой автомо биля (шасси) и подъемной платформой. Подъемная платформа
Ю
отсоединяется от рамы, устанавливается на надрамншш и крепит ся к ним при помощи шарнирно-блокировочных устройств. Во вре мя разгрузки в оболочку подается сжатый воздух или газ, и плат форма опрокидывается на левую или правую сторону (схема 2, группа а) или назад (схема 2, группа б) в зависимости от того, с какой стороны разомкнуты шарниры. Для обеспечения предвари тельного' подъема кузова с последующей разгрузкой верхний щит оболочки дополняется кронштейнами (схема 2, группа в). В этом случае при подаче газов в оболочку кузов сначала поднимается вверх, а затем, при замыкании шарнира с одной стороны и размы кания с другой, опрокидывается. Эта схема может применяться для съема кузовов, оборудованных выдвижными опорами.
По третьей схеме гибкие оболочки размещаются между рамой и тележками. Особенность этой схемы состоит в том, что в конструк ции саморазгружающегося подвижного состава отсутствует специ альная опорная рама, а ее роль выполняют рамы тележек.
При оборудовании по такой схеме автопоезда, состоящего из тягача и полуприцепа, одна из оболочек размещается на раме тя гача, а другая — на задней подкатной тележке.
По схеме 4 оболочки размещаются под рамой. При разгрузке открывается борт, и в левую оболочку подается газ. Нижний щит оболочки опускается на землю, а верхний— подпирает раму и оп рокидывает автомобиль на правых скатах.
Приведенные случаи являются наиболее характерными. Они позволяют провести классификацию подъемных механизмов из гибких оболочек (табл. 2) в зависимости от:
•конструктивных форм гибких оболочек; состояния рабочего тела;
условий передачи усилия, развиваемого в оболочке; размещения на подвижном составе.
Классификация подъемных механизмов из гибких оболочек про
ведена по наиболее существенным признакам. |
Однако возможна |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
2 |
||
Конструктивная |
Состояние |
рабочего |
|
Условие передачи |
Размещение |
|
|
|||
тела в период работы |
|
|
||||||||
форма гибкой |
подъемного |
|
усилии, |
развиваемого |
на подвижном |
|
|
|||
оболочки |
механизма |
|
в оболочке |
|
составе |
|
|
|||
Подушечная |
Сжатая |
среда |
и |
Через оболочку на |
В кузове |
|
|
|
||
|
вакуум |
|
|
груз |
|
|
|
|
|
|
Призматическая |
Сжатая среда |
|
То же |
|
|
То же |
|
|
|
|
Цилиндрическая |
Сжатая |
среда |
и |
На |
подъемную |
Между |
-рамой |
и |
||
|
вакуум |
|
|
платформу |
или |
кузовом |
пли |
|||
|
|
|
|
раму |
|
между |
'рамой |
и |
||
|
|
|
|
|
|
|
тележкой, |
под |
||
|
|
|
|
|
|
|
рамой |
|
|
|
И
дальнейшая их детализация. Так, оболочки цилиндрической формы могут быть одностороннего, когда воздух додается в одну полость гибкой оболочки, и двустороннего'действия—-при подаче воздуха попеременно в обе полости. По состоянию рабочего тела оболочки могут быть с низким давлением воздуха или газа (до 1—2 кгс/см2), с повышенным давлением (до 7—10 кгс/см2) и-с высоким давле нием— свыше 10 кгс/см2.
Сопоставление подъемных устройств из гибких оболочек с поршневыми гидравлическими и пневматическими
По сравнению с гидравлическими пневматические подъемные устройства -имеют некоторые преимущества. Основными из них яв ляются: простота 'Передач,и энергии 'без заметных потерь давления; сравнительная простота конструкций -самих пневматических устройств; отсутствие трущихся и -вращающихся частей; возмож ность установки на любом -подвижном составе; меньшая требова тельность к герметичности; малая чувствительность к изменению температуры окружающей среды; простота разборки узлов и тру бопроводов; сравнительная дешевизна используемой энергии.
Для питания пневматических подъемных устройств из гибких оболочек не требуется масляный насос, запас масла и отбор мощ ности. Гибкие оболочки не имеют шарнирных креплений и обеспе чивают передачу усилий от внутреннего давления на значительную площадь кузова и рамы, что способствует уменьшению их веса. На личие на каждом предприятии и транспортной единице источнико-в сжатого воздуха или газа и сравнительно небольшой вес самих гибких оболочек позволяет 'применять их в качестве съемных, под весных и на-в-есных устройств.
По сравнению с пневматическими поршневыми устройствами гибкие оболочки имеют меньшую высоту, не имеют трущихся дета лей, а в связи с этим не нуждаются в дополнительных средствах"’ герметизации и смазке.
Гибкие оболочки могут изготовляться С минимальным расхо дом металла или без него с использованием широкого ассортимен та синтетических материалов, отходов шинной промышленности и из изношенных покрышек.
Вместе с тем пневматическим устройствам из гибких оболочек присущи определенные недостатки. Так, давление воздуха или газа в них значительно меньше давления -масла в гидроподъемниках, что обусловливает большие конструктивные размеры гибких оболочек
^в плане. Уменьшение этих размеров вызывает необходимость в по вышении давления и потерю продольной устойчивости подъемного механизма.
t Вследствие сжимаемости воздуха или газа подъемное устрой ство может накапливать потенциальную энергию, способную при ее освобождении совершать нежелательную работу. В связи с этим пневматические устройства должны иметь более совершенные предохранительные кла-паны по--сравнению с гидравлическими.
12
ГИБКИЕ ОБОЛОЧКИ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ, ПРИЦЕПОВ И ПОЛУПРИЦЕПОВ
Подъемное устройство из гибких оболочек и его расчет
Подъемные устройства из гибких оболочек, установленные на бортовых автомобилях с разгрузкой на боковые стороны и назад (рис. 3) могут иметь одну или две гибких оболочки 2, оборудован ные системой подачи и выпуска газов н источника питания сжатым газом или воздухом.
Каждая оболочка состоит из трех-четырех гибких элементов (гофр) и размещена по схеме 2, группы а (см. табл. 1) между рамой автомобиля и кузовом. Опорами кузова при его опрокиды вании’ являются консоли надрамииков 1. К системе подачи газов относятся трубопровод 6, кран 7, тяги 8, 9, 10 и клапан 11, обеспе чивающие подачу и выпуск газов и ограничение угла наклона плат формы. Сжатой средой для питания -гибких оболочек в данном слу чае являются отработавшие,газы двигателя автомобиля.
Для разгрузки автомобилей основных марок гибкие оболочки должны обеспечивать наклон груженого кузова на угол в 45—50°. Такой наклон кузова соответствует углу естественного откоса боль шинства сыпучих грузов. К ним относятся: зерно, торф, минераль ные удобрения и др.
При размещении оболочек между рамой и кузовом, тележкой и рамой размеры оболочек по высоте и диаметру в сложенном состоя нии должны быть соответственно не более 300—400 и 1100 мм. Эти размеры обусловлены габаритами между рамой и кузовом и разме щением поперечных брусьев под полом кузова.
Особенность работы гибких оболочек заключается .в том, что при наполнении их газами и повороте платформы они постепенно изменяют свои геометрические размеры и форму. При этом умень шается площадь контакта гибких элементов как между собой, так и между крайними гибкими элементами и опорными площадками (щитами). Контакт проходит по линии так называемой нулевой гауссовской кривизны, ограничивающей площадь передачи давле ния на кузов. Эту площадь можносчитать эффективной площадью оболочки. Она соответствует площади «условного» поршня, находя щегося под .воздействием сжатого воздуха или газа данного дав ления и развивающего при этом подъемную силу, равную подъем ной силе гибкой оболочки. Таким образом, эффективная площадь
ободочки и ее подъемная сила |
в начале подъема являются наи |
|
большими. |
|
|
При увеличении угла наклона платформы раскрытие оболочки |
||
со стороны, противоположной |
шарниру, оказывается |
больше. |
В результате эффективная площадь с увеличением угла |
наклона |
|
платформы постепенно уменьшается и смещается в сторону шар нира, отчего момент действия подъемной силы оболочки относи тельно шарнира, вокруг которого опрокидывается платформа,
13-
5
Рис. 3. Размещение гибких оболочек на бортовом автомо биле:
а — с разгрузкой назад; б —
с разгрузкой на боковые сто роны:
1 — иадрамнпк; 2 — гибкая оболоч
ка; 3 — шарнир; |
■} — блокировочная |
тяга; 5 — кузов; |
6* —трубопровод; |
7 — кран; 6', 9 |
и 10 — тяги; I I — |
клапан
уменьшается. Одновременно с этим и момент действия веса груза и кузова относительно шарнира также уменьшается. Однако умень шение обоих моментов, происходит неодинаково. В связи с этим для обеспечения равновесия системы давление газов в оболочке не является величиной постоянной и изменяется в зависимости от угла наклона платформы. Характер изменения величины давления газов зависит от размеров оболочки, ее размещения н объемного веса груза.
В работе подъемных устройств из гибких оболочек большое зна чение имеет также их быстродействие, долговечность и безопас ность. Быстродействие оболочек определяется производительностью источника питания, давлением воздуха и объемом оболочек.
14
С увеличением объема оно сни жается. Поэтому весьма важно выбрать такие размеры оболочек, при которых время на разгрузку было бы минимальным, а потреб ное максимальное давление соот ветствовало бы параметрам имею щихся источников питания.
Долговечность работы оболо чек в большой степени зависит от работы кордных нитей каркаса и, в частности, от их деформации в местах соединения гибких эле ментов между собой и со щитами. При чрезмерном раскрытии обо
лочек нити корда в местах соединения (особенно на кольцах) по лучают деформацию (излом) и в результате происходит разрыв оболочек. Чтобы избежать этого, раскрытие оболочки следует огра ничить таким положением кордной нити, при котором последняя подходила бы к кольцу по радиусу R (рис. 4), а касательная к дуге в данной точке была бы перпендикулярна радиусу R. Таким поло жением кордной нити при максимальном раскрытии оболочки опре деляются ее размеры: начальный диаметр, диаметр соединитель ного или ободного кольца и количество гибких элементов.
Степень безопасности работы гибких оболочек в основном опре деляется принятым запасом прочности каркаса. В связи с этим необходимо знать максимальные усилия, которые действуют в корд ных нитях.
Таким образом, при расчете гибких оболочек и выборе их пара метров для оборудования автомобилей, прицепов и полуприцепов различных марок необходимо предварительно определить следую щие данные:
потребное количество гибких элементов в оболочке пэ\ эффективную площадь оболочки 5Э; расстояние от центра эффективной площади до шарнира Ьс;
подъемную силу, которую может развивать оболочка Q; потребное давление воздуха или газов Ар; натяжение кордной нити каркаса гибкой оболочки Т; объем оболочки V.
Подъемное устройство из гибких оболочек рассчитано по при ближенному методу, основ'анному на изменении геометрических размеров оболочки в зависимости от угла наклона платформы.
В расчете приняты следующие допущения. Профиль гибкого эле мента в любом меридианном сечении, проведенном через верти кальную ось вращения, представляет собой часть окружности с радиусом, изменяющимся от г до R. Длина поверхности гибкого эле мента, измеренная по меридиану между ободными кольцами, при нята постоянной. Степки элемента предполагаются гибкими с нуле