Пайдалану кезінде кран элементтеріне жүк көтеру механизмінен түсетін күштік факторлардың әсері

Мақалада пайдалану кезінде кран элементтеріне жүк көтеру механизмінен түсетін күштік факторлардың әсері қарастырылады, сонымен бірге крандарға күш эксперимент зерттеулері негізде өткізілген зерттеулер бойынша зерртеу жұмыстар көрсетілген.

Өндірістің қай саласы болмасын технологиялық үрдістерді орындаған кезде қолданатын жабдықтар үнемі пайдалану ықпалдарының әрекетінен өздерінің техникалық күйін өзгертіп отырады. Осы ықпалдардың әсерінен тетіктердің материалдарында әр түрлі физика- химиялық үрдістер пайда болады да, олар тозуға, қажып-қирауға,тотығуға жәнеде басқа ескірудің түрлеріне әкеліп соғады.

Барлық пайдалану ықпалдарын төрт топқа бөліп қарастыруға болады: күштік, температуралық, қоршаған ортаның ықпалы және үйкеліс.

Бүлардың әр кайсысының машина элементтерінің техникалық күйінің өзгерістеріне әсері әр түрлі болып келеді. Мысалы күштік жүктеменің әсерінен серпілмелі және қалдық деформациясы пайда болса ,ол оның толық және кейбір тетіктерін қирауына душар етеді.

Крандардың техникалық күйін қарастырғанда күштік факторлар едәуір орын алғандықтан, біздің алға қойған мақсатымыз көтерген жүктің салмағына қарай кран механизмдерінің қай элементеріне қалай әсер ететіні және ол әсерлер неге әкеліп соғады деген сүрақтарға жауап табу болып саналады. Мақсаттың орындалуы теориялық түрғыдан және эксперимент нәтижелеріне негізделген болуға тиіс.

Машинаға әсер етіп түрған күштердің сипаттамалары мен мәндерін білу тек қана беріктікке есептегенде ғана қажет емес, сонымен қатар машинаның пайдалану сенімділігін қамтамасыз етуге де керек.

Ең деректі ақпараттың бірі экспериментік зерттеулердің нәтижелері болғандықтан, соған жүгінейік.

Көтеру механизімі мен металлқүрылымдарының жүккөтерімділігінң статикалық және динамикалық жүктемелері өзара байланысты болғандықтан есептеу нүсқаларында аралық крандар үшін көпірдің массасы мен қатаңдығы ескеріледі.

Мақала материалдарының баяндалуы түсінікті болу үшін 1-суретте есептеу нүсқасы келтіріліп , механизмнің келтірілген қатаңдық мәнімен салыстырғанда анағүрлым артық екенін ескереміз . Сондықтан ескіру моделі ретінде үшмассалы жүйені қарастырамызда, келесі берілістерді белгілейміз:

m - механизмнің барлық тетіктерін қоса есептегендегі қозғалтқыштың массасы;

m - көтеретін жүктің массасы;

m - көпірдің масасы.

Бүл массалардың әр қайсысы қозғалыс кезіндегі тәуелсіз координаттарын x1,x2,x3 және c1, - қанаттың c2 -көпірдің келтірілген қатаңдықтары деп белгілейік.

Механизмдердің көрсеткіштеріне байланысты x1 кординаты келесі түрмен анықталады:

71

Рельспен доңғалақтың ілінісу коэффициенін анықтау үшін бүйір және тік күштердің өзгерісін кранның өзінде немесе арнайы экспериментті стендте орындауға болады.

Барлық өлшеу әдістерін негізгі екі топқа бөлеміз:

-тура - дөңгелекке түсетін тік және бүйір күштер шамасын өлшеу.

-жанама – бүйір күштің шама факторын өлшеу.

Эксперимент кезіндегі көлем мен ақпараттың толықтығына қарай, өлшеу тәсілдері үзіліссіз, үзікті, оқтын-оқтын болды.

Үзіліссіз - күш өлшемі кез-келген уақыт кезінде өзгерісі нөлден максимумға дейін жетеді.

Үзінді - күш өлшемі тек өлшегіш қүрал рельспен беттескен кезде тіркелінеді.

Оқтын-оқтын – күш өлшемі өлшеуіш қүралмен қамтылған кранның арқа өткінінде болған кезде өлшенеді.

Таразылау қабілетіне байланысты кей тәсілдер тура және қосалқы болып бөлінеді.

  1. кестеде тік күштердің тіркеу тәсілі
  2. кестеде - жанама күштердің тіркеу тәсілі берілген

Кранның барлық доңғалағында күштерді бір уақытта үздіксіз өлшеу әдісі арқылы толық мағүлымат алуға болады. Бүл жағдайда жүгіртпе жабдықтың беріктілігінің ғүмырлығы мен қажуына баға беретін, тік және жанама күштердің өзгеріс заңын анықтауға болады. Бірақта әртүрлі факторлардың бірге берілу кезінде, олардың соңғы нәтижеге әсер ететін дәрежесін бағалау мүмкін емес.

72

Әр фактордың әсер етуін зерттеу үшін экспериметтерді лабораториялық стендтерде өткізген қолайлы. Ілінісу коэффициентін анықтау үшін тік күштердің шамасын сатылы өзгерту және оның өлшеу процессі кезінде өзгермеуін қамтамасыз ету қажет, ол бұл істе тұрған крандар үшін мүмкін емес. Доңғалақтардың тік және горизонтальді қиылысуларының әсерін зерттеу, крандағы әсерлесу күшін орындау мүмкін емес.

Бүрынғы кішкентай зертханалардағы қондырғылардағы зерттеулер /3,4/, өте үлкен қателіктерге соқтырады, сондықтан стендтағы өзара әсер ететін бөлшектер нақты өлшемде болуы керек.

Қолданылатын әдістер шарттары:

  1. экспериментте қолданылатын аспаптар қарапайым және қолайлы болуға тиіс,
  2. алынған нәтиже дәл болуы шарт,
  3. дайындық жүмыстары мен еңбек сыйымдылығы төмен болуға тиіс,

73

  1. эксперименттердің нәтижесін қарапайым өңделуі, ЭСМ қолдануға икемді болуға керек,
  2. барлық жол бойындағы телімдердің әсер ету күшін тіркеуге алу керек қажет,
  3. эксперимет жүргізген әр кезде осцилограммада нөлдік деңгейді ашу мүмкіндігін пайдалану қажет.
  4. күш өлшеуіш қондырғыларының өлшеу қарапайымдылығын қамтамасыз ету керек.
  5. бір уақытта әр жүргінші доңғалақта жүк өлшеу мүмкіндігі туғызу керек.
  6. рельспен робот жанасу кезін белгілеу, кран қозғалысының траекториясын бағалау мүмкіндігі болуы тиіс.
  7. жүргінші доңғалақтың кез келген астыңғы нүктесінің көлбеу қозғалыстың өлшеу мүмкіндігі болуы тиіс.

Крандағы шектеуіш шығыршықтар мен ұсталынатын жүгіршек дөңгелектердің бүйірдегі күштерін өлшеу.

Бүйірдегі ұстайтын шығыршықтың өсі үшкіл (коническая форма) және тең кедергілі білеу тәрізді орындалады(2-сурет). Тензодатчиктер өске жапсырыладыда таразылау жүргізіледі, ол мына түрде орындалуы мүмкін:

  • өс алынады да, қыспақ астына қойылады және қыспақтың белгілі жүктемесіне сай тарирлік график салынады.
  • шығыршықпен баған аралықтарының арасын домкрат орнатылады. Жүктеме монометр арқылы қадағаланып отырады, кейін белгілі жүктеме сәйкес тарирлік график тұрғызылады.
  • бір типті сезгілерден өкіл-сезгі таңдап алынады да оны тензометриялық арқада тарирлейді, қалғаны осыған сәйкестендіріліп алынады.

2 сурет - Крандағы шектеуіш шығыршықтармен дөңгелектердің бүйірдегі күштерін өлшеу нұсқасы

74

Аспалы шығыршықтармен бүйірдегі күштерді өлшеу.

Кранның жақтаудағы арқаға орнатылатын арналған ыңғайлы қондырған бүйірлі шығыршықтармен штанга орнатылады. Шығыршықтың рельске тірелген кезде штанга бүйір күштердің шамасын тіркейтін динамометрді басады.(3-сурет )

Алынбалы динамометр тарировкасын жеңілдетеді және әсер күштерін дәл тіркеуге мүмкіндік береді.

І – жоқтаудағы арқа; 2 – рельспен кранасты арқа; 3 – аспалы штанга; 4 – шығыршық; 5 – динамометр

3 сурет - Аспалы шығыршықтармен бүйірдегі күштерді өлшеу.

Нөлдік белгіні осциллограммада тек штанганы босатқаннан кейін алуға болады.

Доңғалақ букстағы тензометриялық болттамен бүйірдегі күштерді өлшеу.

Арнайы қасқалы болт дайындалады, оған тензодатчик желімделеді. Сол діңгекке тесік жасалынады, осы тесік арқылы сымдар осциллографқа жалғасады. Мойынтіректердің сыртқы қақшақтарының астына төсем салынады. Қақпақтармен сырқы сақинаның ішкі мойынтіректері арасына 2..3 мм. саңылау жасалынады. Қақпақты бекіткен басқа болттар 2..3 мм бұралып алынады.

Болттарды тарирлеудің орындалуы:

  • Болттарды қандайда бір қондырғыда тарирлейді, содан кейін букске орнатады және бірдей күшпен тартылады.
  • Болттар букстің ішіне орнатылады және жақтаудағы арқа доңғалақ қондырғысымен домкрат арқылы көтеріледі. Келесі домкрат ғимарат бағанымен доңғалақ арасына орнатылады.

Шығыңқы сызғыштағы бүйір күштерді тензодатчиктермен өлшеу.

Жақтаудағы арқаның сырт жағына швеллер 1 бекітіледі.Горизонтальді жазықтардағы көпір деформациясы нәтижеге әсер етпеу үшін швеллерді көпірдің негізгі арқасының қарама қарсы жағына орнатады.

Швеллердің соңына тензодатчик бекітілген – серпілмелі сызғыш 2 орнатылады. Иілмелі сызғыш шығыршық арқылы доңғалақтың астыңғы

75

жағына немесе сыртқа қарай жабысады. Тензодатчикті тарирлеу оның иілу шамасына қарай анықталады.

Өлшеуіш жүйені кранға орнатқаннан кейін тарировка былай жұмыс істейді. Бір жақтаулы арқа домкратпен көтеріледі, екіншісі жарытпа дөңгелектермен рельске тіреледі. Дөңгелектің асты мен ғимараттың бағанасы арасында күш өлшейтін домкрат қойылады. Домкратқа жүктемені тірейткен кезде көпірдің пішіні өзгере бастайды. (5-сурет)1 және 2 доңғалақтың шамасының а және б нүктелеріне байланысты горизонтальді орын ауыстыруы тіктеуіш арқылы сызғышпен анықталады.

Кранның қозғалыс кезінде бүйір күштердің өзгеруімен дөңгелек ішке немесе сыртқа қарай орын ауыстырады да сызғыш иіледі. Сызғыштың иілеу шамасына қарай бүйір күштің шамасын және жақтаулы арқаның серпімді пішінінің өзгеру салдарынан дөңгелектің көлденен орын ауыстыруын байқаймыз.

5 сурет -1-ернеулі пішім; 2-сызғыш; 3-тензодачик; 4-шығыршық;

  1. доңғалақтардың орынауыстыруы; а,б-тіктеуіштердің орналасу нүктесі.

Қортынды: Кран элементтері мен тораптарға күштік факторлардың әсерін анықтау үшін теориялық және эксперименттік зерттеулер жүргізіліп, олардың әр- қайсына түсіп буған күштердің мәндерін анықтайтын баптар келтірілген.

 

ӘДЕБИЕТ

  1. 1. Задирака В. Ф., Емельянов О.Л. Оповышении несущей способности и долговечности сварных конструкций мостовых кранов. Автоматическая сварка, 1983. - №10. - с.52-58.
  2. 2. Балашов В.П. Экспериментальное исследование поперечных сил при движении литейного крана г.п.100 тс с безребёрными колесами. Труды ВНСИИПТМАШ, вып.9(31), 1982. -с.41-47.
Жыл: 2014
Қала: Қостанай