Технические науки/3. отраслевое машиностроение

Шайко-Шайковський О.Г., Шипілов В.П.

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича

Розробка конструкції шарнірно-важільного підйомного пристрою для залізобетонних виробів

Постійно зростаючі вимоги до підвищення виробничості, рівня безпеки праці, її економічності тощо, диктують необхідність розробки та впровадження в усі виробничі та технологічні процеси засобів механізації. Особливо це стосується найбільш важких видів робіт: вантажно-розвантажувальних, де ще досить широко використовується ручна праця з притаманними їй недоліками та вадами – високим травматизмом, низькою виробничністю, тяжкими умовами роботи, використанням працівників низької кваліфікації та ін.

Особливо це стосується виробів, які мають досить великі габарити, специфічну форму та призначення, виготовляються з крихких матеріалів не допускають дії на них динамічних навантажень. Як відомо, крихкі матеріали, наприклад, бетон погано опираються дії розтягуючих напружень. Отже, їх конструкція, а також способи пересування за допомогою такелажних пристроїв, зокрема при вантажно-розвантажувальних заходах, при збиранні та ремонті конструкцій та споруд повинні передбачати дію на них лише виключно стискаючих зусиль.

Це можна реалізувати відповідними спеціальними такелажними пристроями

та механізмами, конструктивні особливості яких будуть відповідати вказаним вище вимогам. Як відомо, в будівельних конструкціях в переважному числі випадків застосовують залізобетонні конструкції із заздалегідь заформованою всередину металевою арматурою, розташування якої повинно співпадати із напрямом траєкторії головних розтягуючих напружень ; ; , компенсуючи та зменшуючи вплив розтягу на крихкий бетонний елемент споруди в цілому . На цьому ж принципі побудовані, так звані, попередньо напружені конструкції.

Яскравим прикладом таких конструкцій є колодязні залізобетонні кільця, які слід віднести до елементів що носять назву оболонок, оскільки вони ще є одночасно тонкостінними . Такі елементи взагалі не допускають впливів на них розтягуючих навантажень, незважаючи на наявність металевого каркаса арматури.

З врахуванням вказаних вище вимог в лабораторії опору матеріалів кафедри загальної фізики ІТФ була розроблена на конструкція багатоланкового шарнірного пристрою для здійснення такелажних робіт на підприємствах житлово-комунального комплексу, які виготовляють такі колодязні кільця-оболонки.

Пристрій належить до групи шарнірно-важільних механізмів, зокрема,- до 4-х ланкових шарнірно-важільних механізмів з незмінною довжиною ланок .

Запропонована конструктивна схема пристрою забезпечує рівномірне, однакове та симетричне стискання залізобетонного виробу з обох сторін. Усі важелі та ланки пристрою прораховані на міцність та жорсткість для ста- тичного навантаження конструкції. З умови міцності на зріз та зминання визначено діаметри всіх шарнірів, що розташовуються у вузлах пристрою, (загальна кількість шарнірів - 6).

Пристрій має власну вагу 30-40 кг. та може підійматись і працювати за допомогою будь-якого стаціонарного підйомного механізму, або – пересувного (підйомного крана та ін).

При пересуванні стріли крана вверх, важелі пристрою повертаються навкруги шарнірів, стискають кільце – оболонку і підіймають його вертикально вгору. При опусканні кільця важелі розходяться та відпускають вантаж, який в цей час вже встановлено на підлогу або в кузов грозової машини.

Призначення необхідних розмірів поперечних перерізів проведено, виходячи із силового аналізу елементів пристрою. Показано, що ці розміри повинні бути різними по довжині кожного важеля-ланки, що обумовлюється визначеним ана-

літичним шляхом законом розподілу внутрішніх силових факторів у кожному елементі пристрою. Крім того розрахунки показали, що кожна пара важелів також відрізняється від інших розмірами поперечного перерізу.

Запропонована розрахункова схема пристрою та креслення його компоновки дозволяють оцінити кінематику рухів важелів, визначити максимальні та мінімальні кути між ними при перебуванні конструкції в стані навантаження та в ненавантаженому стані. Проведені розрахунки дають можливість на підставі врахування кутів тертя захвату пристрою визначити необхідне значення кута, під яким слід зварити між собою нерухомі елементи підйомного пристрою.

Можливий матеріал для виготовлення конструкції підйомно-вантажного пристрою: сталь 30, яка належить до вуглецевих якісних конструкційних сталей , не є дефіцитною та відносно дешева.

Згідно зазначеного джерела призначення таких сталей: тяги, серги, траверси, важелі, вали, зірочки, шпинделі, циліндри пресів, з’єднувальні муфти та ін. Межа міцності такої сталі знаходиться в межах =440-490 МПа, що забезпечує досить високу експлуатаційну надійність розробленого та запропонованого пристрою .

При проведенні розрахунків прийнято величину коефіцієнту запасу міцності К = 2 – 2,5 та використано наступні величини допустимих напружень: на зріз =100 МПа, на зминання =200 МПа. Форма перерізу важелів – прямокутна.

Література:

1. Писаренко Г.С., Агарев В.А., Квитка А.Л. и др. Сопротивление материалов. – К. : Вища школа, 1986.- 776 с.

2. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике – М.: Наука, 1979.- т.1- 496 с.

3. Сорокин В.Г. Марочник сталей и сплавов.- М.: Машиностроение, 1989.- 639 с.

Відомості про авторів:

1. Шайко-Шайковський Олександр Геннадійович, д.т.н., професор ЧНУ ім. Юрія Федьковича.

Службова адреса: 58012

м. Чернівці , вул. Коцюбинського, 2

ЧНУ імені Ю.Федьковича, кафедра загальної фізики.

Тел. (0372) – 58 – 48 – 89

Домашня адреса: 58000

М.Чернівці, вул.Пушкіна

Буд.18 кв.12

Тел. (0372) – 52 – 87 – 87

2. Шипілов Володимир Петрович, студент – магістр ЧНУ ім.Ю.Федьковича.

Домашня адреса: 58012

М.Чернівці, вул.Короленко

Буд.11

Тел. (0372) – 51 – 01 – 61