ОПТСС-Лекция 14. Для транспортировки сыпучих продуктов предназначены также и мягкие специализированные контейнеры из различных эластичных материалов
 Скачать 0.71 Mb.
|
|
; t толщина листа, см; а=b/B; В длина большей стороны листа. При В = b а = 1. Поправочный коэффициент и определяется из следующего соотношения моментов сопротивления:  где Wх — момент сопротивления ячейки гофрированного листа шириной b/п (п — число гофр); b/п = 2 (L+)см; W — момент сопротивления гладкого листа такой же ширины b/п, как и ячейки гофрированного листа;  где Jx — момент инерции ячейки гофрированного листа относительно, оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения, см4; — наружный радиус полукольца гофрированного профиля, см; У у — положение центра тяжести гофрированного листа, см;  Расчетная схема гофрированного листа приведена на рис. 104.
Площадь сечения листа (в см2) состоит из площадей сечении его плоской части и полукольца:  Момент инерции полукольца (в см4)  Положение центра тяжести полукольца (в см)  Статический момент (в см3) относительно оси ZZ  Момент инерции (в см4) ячейки (гофра)  Листы днища рассчитывают аналогично листам боковых стенок, но с полной нагрузкой от груза Ргр и поправочным коэффициентом 1,25. Для универсальных контейнеров производят проверочный расчет от сосредоточенной нагрузки на пол при заезде внутрь контейнера вилочного погрузчика. При проектировании резервуаров специализированных контейнеров для наливных грузов и расчете их на прочность необходимо учитывать также гидростатическое давление на стенки резервуара и гидравлические удары. Гидростатическое давление жидкости в Па, достигающее наибольшей величины у дна резервуара; может быть определено по формуле  где ж — плотность жидкости, кг/см3; h высота столба жидкости в резервуаре, см; kд коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки контейнера при перевозках и перегрузках;  где j — наибольшее ускорение вертикальных колебаний резервуара контейнера, практически не превышающее 6 м/с2; g—ускорение свободного падения. Кроме гидростатического давления, на стенки специализированного контейнера для жидких грузов будет действовать дополнительная нагрузка, появляющаяся в результате гидравлического удара. Последний может возникнуть при торможении подвижного состава на остановках и в случае торможения при спуске вагонов с сортировочных горок или при соударении вагонов. Наихудшие условия, при которых гидравлический удар будет наибольшим, возникают в момент торможения при спуске вагонов с сортировочных горок или при соударении вагонов (Тс = 0,7 с). Гидравлический удар может быть полным и неполным. Если время торможения, при котором скорость уменьшается до нуля, будет меньше периода резервуара 2L/V (где L — длина резервуара и V — скорость распространения ударной волны), то гидравлический удар будет полным, в другом случае он будет неполным. Скорость распространения ударной волны (в м/с)  где ж — плотность жидкости, кг/м3; g— ускорение свободного падения, м/с2; Е1 — модуль упругости перевозимой жидкости, Па; E2—модуль упругости материала стенок резервуара, Па; D—внутренний диаметр цилиндрического резервуара или приведенный диаметр призматического резервуара, м; t — толщина стенок резервуара, м. При расчетах контейнеров обычно имеет место условие  и, следовательно, гидравлический удар будет, как правило, неполным. Время, при котором происходит такой удар, соответствует времени торможения: где L.—длина резервуара, м; v—скорость движения перед началом торможения, м/с; g — ускорение свободного падения, м/с2; h — гидростатический напор, м; hгидр — максимальный напор, возникающий при гидравлическом ударе, м. Подставляя вместо Т наименьшее время торможения ТС и обозначая hгидр/h = х, получим  Откуда  Обозначив  , получим уравнение  или  Подставляя в полученное уравнение значение а для рассчитываемого контейнера, находим величину х, зная которую нетрудно определить. наибольшее давление при гидравлическом ударе  или где h — высота столба жидкости в контейнере, м. Таким образом, стенка резервуара может подвергаться гидростатическому давлению с учетом коэффициента динамичности р =рстkд или динамическому давлению pгидр, возникающему при гидравлическом ударе. Расчет стенки резервуара на прочность производится по большему давлению pтах. Толщина стенки цилиндрического резервуара контейнера  где D —внутренний диаметр резервуара, см; ртах—максимальное давление на стенку, Па; [] допускаемое напряжение, Па. Допускаемое напряжение  где T — предел текучести материала резервуара. Па; п1 — коэффициент запаса прочности, учитывающий влияние последствий поломок; при расчете контейнеров можно принимать n1 = 1,3; n2, — коэффициент запаса прочности, учитывающий характер нагрузки; может быть принят равным 1,05; n3 — коэффициент запаса прочности, учитывающий неточности расчетной схемы; n3= 1,15—1,20. Найденная толщина стенки округляется до ближайшего большего значения толщины листов по стандарту, но принимается не менее 2 мм. Сферические днища цилиндрических контейнеров могут быть выпуклыми или вогнутыми (рис. 105). Выпуклые днища работают на растяжение, а вогнутые — на сжатие. Напряжение в стенке сферического днища, работающего на растяжение,  (1)где ртах — максимальное давление в резервуаре контейнера, Па; — радиус сферы днища, см; tо — толщина стенки днища, см. Напряжения в переходной части кривой днища  откуда напряжение 2 по сечению переходной части днища после подстановки значения ртах/t0 из формулы (1) и преобразований будет 
Практически целесообразно принимать для контейнеров =1,523 и /r= 10-15. При проектировании призматического контейнера стенку резервуара, разделенную гофрами и окаймленную жесткими элементами, можно рассматривать как ряд прямоугольных пластин, опертых по контуру. В этом случае условием прочности является  где ртах — максимальное давление на стенку резервуара (при гидравлическом ударе давление на стенку резервуара распределяется равномерно), Па; t— толщина стенки расчетной пластины (резервуара), см;b — длина меньшей стороны расчетной пластины, см; а = b/В (В — длина большей стороны расчетной пластины); [] — допускаемое напряжение, Па. В контейнерах, внутренняя поверхность которых покрывается эмалью или другими специальными антикоррозийными покрытиями, необходимо дополнительно установить величину прогиба (выпучивания) рассчитываемых стенок. Наибольший прогиб в центре расчетной пластинки, считая ее жестко опертой по контуру, может быть определен по формуле  где Е — модуль упругости материала стенки. Величина допускаемого прогиба зависит от условий работы и материала антикоррозийного покрытия. При эмалевом покрытии допускаемый прогиб стенки контейнера не должен превышать 0,1 мм. Прочность резервуара контейнера должна быть проверена на нагрузках, возникающих при подъеме его краном. В этом случае резервуар будет работать на изгиб под действием массы брутто контейнера и сил инерции, возникающих при перегрузках. Уравнение прочности на изгиб для опасного сечения контейнера, проходящего по его середине (между рымами или ножками),  где kд — коэффициент динамичности, учитывающий дополнительные динамические нагрузки, возникающие при перегрузках контейнеров; kд = 1,5—1,7; Mи—изгибающий момент; полагая нагрузку брутто контейнера Рбр равномерно распределенной, получим Ми =ql2/8 (здесь l — расстояние между рымами или ножками резервуара, см; q= Рбр/l — интенсивность нагрузки, Н/см); W — момент сопротивления опасного сечения резервуара (рис. 106), ослабленного загрузочным отверстием диаметром D0.
Для призматических резервуаров  Для цилиндрических контейнеров, у которых разгрузочное отверстие обычно невелико, его наличием можно пренебречь; тогда  В приведенных формулах В и Н — наружные размеры резервуара контейнера; b и hего внутренние размеры; Dо—диаметр горловины; с — расстояние от центра контейнера до горловины; t — толщина стенки; DНАР — наружный диаметр цилиндрического резервуара; а — отношение внутреннего диаметра DВН резервуара к наружному диаметру Dнар. Расчет сварных швов резервуаров контейнеров производится по общеизвестному методу. М-400401. Лекция 14  |
