CC BY
10
Виробництво Виробництво Виробництво Виробництво Виробництво Приготування цементу вапна цегли скпа керамики асфальтних
сумшей
Рис. 1. Залежшсть umbuocmî продукци з мтеральног сировини та eMiciï дюксишв i фуратв eid типу виробництва у Львiвськiй o6nacmi
Лггература
1. Environmental Benefits of Using Alternative Fuels in Cement Production. - Brussels: Cembureau - The European Cement Association. - 1999. - 25 p.
2. Grochowalski A. Nowoczesne metody termiczne jako jedyny, skuteczny sposob utylizacji odpadow niebiezpiecznych w tym weterynwryjnych i szpitalnych/ Mat. VI Konf. Nauk. "Dioksyny w przemysle i srodowisku" (Krakow - Tomaszowice 26-27.09.2002). - Krakow: Wydawnictwo Naukowe Politechniki Krakowskiej. - 2002. - S. 1-13.
3. "Best Available Techniques" For The Cement Industry. - Brussels: Cembureau - The European Cement Association. - 1999. - P. 204-212.
4. Inwentaryzacja emisji do powietrza SO2, NO2, NH3, CO, pylu zawieszonego, metali ciçzkich, niemetanowych lotnych zwi^zkôw organicznych i trwalych zanieczyszczen organicznych w Polsce za rok 2000. - Warszawa: Instytut Ochrony srodowiska. - 2002.
5. UNEP. 2001. Standardized toolkit for identification of dioxin and furan releases. UNEP Chemicals, Geneva - 210 p.
6. Willem van Loo. Dioxin/Furan formation and release in the Cement Industry/ Proc. IV PCB Workshop "Recent Advances in the Environmental Toxicology and Health Effects of PCBs" (Zakopane, Poland 6-10.09.2006). - Katowice: Uniwersytet Slaski. - 2006.
7. Промисловкть Льв1вщини. Статистичний зб. - Л.: В-во ДК Статистики Украши. -2003. - 182 с.
УДК 630.36 Астр. 1.В. Бичинюк1 - НЛТУ Украти, м. Львiв
ДИНАМ1ЧНА СТ1ЙК1СТЬ ШТУЧНИХ ПРОМ1ЖНИХ ОПОР КАНАТНИХ Л1СОТРАНСПОРТНИХ СИСТЕМ
Отримано залежносп для визначення внутршшх силових факторiв у стояках штучних промiжних опор з врахуванням динамiчних навантажень. Обгрунтовано ос-новнi параметри опори, а саме форма i розмiри поперечного перерiзу стiйки, п висо-та залежно вiд параметрiв установки, якi забезпечують мiнiмальну величину дина-мiчних навантажень.
1 Наук. KepÎBHHK: проф. М.П. Мартинцiв, д-р. техн. наук - НЛТУ Украши.
Post-graduateI.V. Bychynyuk-NUFWTof Ukraine, L'viv
Dynamic firmness of artificial intermediate supports of cable timbertransporting systems
There are got dependences for determination of internal power factors in the chimneys of artificial intermediate supports taking into account the dynamic loadings. Substantiated basic parameters of support, namely form and sizes of transversal section of bar, its height depending on plant parameters which provide the minimum value of the dynamic loadings.
Багаторiчнi дослщження вчених i практика лiсоводiв та люозаготь вельниюв показали, що найбшьш ефективним видом первинного транспорту-вання деревини при освоенш прських лiсiв е пiдвiснi канатнi люотранспортш установки. Канатнi установки за сво1м призначенням е тимчасовими перенос-ними транспортними системами. Економiчна доцiльнiсть 1х використання тим бiльша, чим легша i простiша ix конструкцiя i чим менш трудомiстким е ix монтаж. Тому для них, особливо важливо, забезпечити мiцнiсть та на-дiйнiсть роботи окремих елементiв при мшмальних запасах мiцностi. Для ба-гатопрольотних канатних установок при запасах мщносп канатiв n = 2,0 ^ 3,0 швидкостi руxiв вантажних кареток приймаюьтся до и = 10 м/с, внаслщок чого виникають значш динамiчнi навантаження. Одним з основних елеменлв таких установок е промiжнi опори [1, 2]. Штучнi металевi промiжнi опори, порiвняно з ростучими деревами, як е традицiйними для таких систем, мають значну жорстюсть [3, 4]. Тому тд час 1х розрахунку особливо важливо враховувати динамiчнi навантаження. Розрахункова схема та методика розрахунку на мщшсть штучних промiжниx опор наведена в робот [5].
Рiвняння руху дiлянок стояка опори (рис. 1) з врахуванням розсдаван-ня енерги можна записати в такому вигляд^ [6]:
и
дн1
дх-
■ + и2 ■
д31 д21
8x2 ■ дг дг2
- 8 — 0,
(1)
де: и — 8цтг
( Ел
кРу
- швидюсть розповсюдження пружно! хвилi (Е та р - вщ-
повщно модуль пружностi та середня щшьтсть матерiалу); у1 - коефщент, який характеризуе внутршне тертя в матерiалi згiдно з гiпотезою Фойхта; 8 - прискорення вшьного падiння.
Для гранично малого елемента стояка (рис. 1, б) зпдно з принципом Даламбера запишемо рiвняння рiвноваги в такому виглядг
-И ■ соБа + Q ■ Б1па +
(ы 8И N + —
К дх
■ йх
соб
с
Q + — ■ йх
\
V
дх
с
Б1П
да
■ йх
а +
к дх (
-И ■ Б1па- Q ■ соБа + Q +
К дх
а + -
й 2и
да дх
■ йх
^ ■ йх ■ . ди ■ й^;
дQ
■ йх
соб
йг2
а +
да 7
--ах
дх
+
+
\т дИ N + — к дх
\
■ йх
с
Б1П
а +
да 7
--йх
дх у
д2 у
дт ■ йх ■ _ — ду '
дМ , „ду .
--йх - Q— ■ их ■ Б1па- Q
дх дх
л ди 1 + —
дх
дг
■ йх ■ соБа +
+N — ■ йх ■ соБа- N дх
1 + —
к дх
ди , . 2 , д 2а ■ ох ■ Б1па + А ■ I ■ у ■ ох--—
дг2
да ■ аX,
(2)
де: х, у - просторовi координати руху; и - перемщення вибраного поперечного перерiзу; а - кут повороту поперечного перерiзу; у, дт - вiдповiдно щiльнiсть матерiалу та погонна маса стояка; А, I - вiдповiдно площа та радь ус шерци поперечного перерiзу; N, Q, М - вщповщно поздовжня та поперечна сили i згинальний момент; ди, ду, да - розподiленi навантаження.
Кутове перемщення можна визначити з тако! залежностг
Г я„.\-1
. (3)
+ ду
а — агс tg—
дх
л ди 1 + —
дх
Для визначення значень внутршшх силових факторiв, що виникають у поперечних перерiзах стояюв необхiдно розглянути !х деформаци. При цьому приймаемо допущення, згiдно з яким стояки працюють в межах пруж-ностi, тобто залежнiсть мiж внутрiшнiми зусиллями i деформацiями вщповь дають закону Гука.
З врахуванням розсшвання енерги залежностi мiж внутршшми зусиллями та деформацiями можна представити в такому вигляд^ [6]:
N = Е ■ А(е„ + у-8п);
М = Е ■А^2 [ к (1 + Бп + уеп) + Ь у(1 + 8п )] (4)
0 = к2-(1 + Бп + уеп),
де: еп - вщносна поздовжня деформащя стояка; у - коефщент, який врахо-вуе розсдавання енерги, [6]; Е - модуль пружност матер1алу стояка; к -
кривизна ос1 стояка, визначаеться з тако1 залежност1:
к=1=±д 2 у
Р
д%2
1 +
уд%у
2
(5)
де: р - рад1ус кривизни стояка; % - аргумент функци у, значення якого визначаеться за такою формулою:
% = X + и . (6)
Стльний розв'язок р1внянь (2), (3), (4) 1 вилучення малих величин другого порядку дае змогу отримати залежносп для визначення значень внутршшх силових фактор1в у такому вигляд1:
N = Е-А-
ди + V ду^ дх 2
ду
удх у
г
+Е-А■у
д 2и + ду д2 у
\
0 = -Е ■ А ■ 17
, дх у
~У
д3
дх2 ■ дг
-1
с
д3у дх3
+ у-
дх ■ дг дх дх ■ дг
д4у д2 ( ду ди дх дх
(7)
дх3 ■ дг дх
+
М = -Е■А■ 12 ■
ду ди у дх дх
( д 2 у д3 у
1 ди у дх
\-1 (
^ р
д3у дх ■ дГ
+ Чс
дх7
■+у
дх ■ дг дх
д (ду ди Л д2 (ду ди У
дх дх
дх ■ дг
дх дх
\\
уу
(8)
(9)
Знаючи внутр1шш силов1 фактори, тсля розв'язування залежносп (1) отримаемо р1вняння поздовжньо-поперечних коливань стояка опори в такому виглядг
а
д 2и 2 д 3и 2 д2 у ду
дх:
■ + а 2у
дх2 ■ дг
д 2и
■ + а"
дх2 дх
+ а 212
•2 д ( д^у а2 дуЛ
дх
у дх3 дх у
д
- Ъ2 — дг2 дх
ду дх
+ Ъ2 ■ди = 0;
(10)
-а
д дх
ди ду дх дх
2 •? + а I
д
+
д2 у
д
2 - Ъ2 дг2 дх
дх
дил
дх
ди д3у Л у дх дх3 у
д4 у
дх2 ■ дг2
+
- Ъ2 Ъ ^ ду = 0 дх
(11)
E
де: a2 та b2 - постiйнi коефщенти, a2 = —; b
1
H = 10 м; F = 40 кН; nepepi3 d1 = 150 мм;
P A-P
Аналiз коливальних процеЫв стоякiв опор можна виконати шляхом числового штегрування залежностей (10), (11). Для проведення вщповщних розрахункiв використано програмне забезпечення MathCAD 2000 Professional. При наявност збурювально! сили F побудуемо графiки змiни зусиль в опорi (рис. 2) для таких даних (див. рис. 1): /1 = l2 = /3 a1 = 1,5 м; матерiал стоякiв сталь 45; трубчастий d2= 100 мм; кут нахилу стояюв (рис. 1) = 10°; 0 = 10°.
а кн
Ц кН
16
я 12 10 8 б
2
8 ■ 7. ■80 71п Л кН 1
ш ли шл ■А—«
—г- ■ 6 ■ 5 ■ 4 ■ 3 ■ 2 ■ 1- 60 Ш т тт rW ГТ\ 3
г vs
HJ Ш 30 20 10 / г Т; >
Рис. 2. Графти змши внутршнх зусиль у стояку опори при дй збурювальноИ сили F:
1 - N = f (t);
2 - Q = f (t);
3 - M = f (t)
ООО OJ 0,2 OJDA maß. Q,7QßQ9 1 f c
1з графiкiв видно характер змши внутршшх значень силових факторiв у поперечних перерiзах стояка опори. Знаючи змiну N, Q i М, можна ощ-нити напружений стан стояка для конкретних випадюв його експлуатаци та розрахувати таю опори з умови мщност та довговiчностi. Дослiдження змши значень внутршшх силових факторiв залежно вiд параметрiв опори (Д, d1, d2) дасть змогу вибрати 1х оптимальнi параметри i уникнути виникнення значних знакозмшних напружень, а також запоб^ти виникнення резонансу при вщомому характеру коливання навантаження F\.
Наведет результата можуть бути використаш шд час проектування та експлуатаци штучних промiжних опор. Для збереження динамiчноl стiйкостi стояка необхiдно забезпечити таку умову:
- ф], (12)
де: [п] - допустимий динамiчний коефщент (залежить вiд умов роботи i приймаеться [п] = 2,0 ^ 3,0); 2а, 2С - вiдповiдно амплiтуда та статичне зна-чення внутрiшнiх силових факторiв (N, Q, М).
2
1з графтв видно, що для прийнято1 пром1жно1 опори динам1чний ко-ефщент становить [ п] = 1,2 ^ 2,0, тобто динам1чна стшюсть опори повшстю
забезпечуеться.
Л1тература
1. Адамовський М.Г., Мартинщв М.П., Бадера Й.С. Пщвюш канатнi лiсотранспортнi системи. - Львiв: 1ЗМН, 1997. - 156 с.
2. Шкчря Т.М. Технологiя i машини лiсосiчних робiт - Львiв: Трiада плюс, 2003. -
346 с.
3. Занегин Л.А., Воскобойников И.В., Еремеев Н.С. Машины и механизмы для канатной трелёвки. Часть I .- М.: МГУлеса, 2004. - 445 с.
4. Мартинщв М.П. Розрахунок основних елеменпв пщвюних канатних люотранспор-тних установок. - К Ясмина, 1996. - 175 с.
5. Мартинщв М.П., Бичинюк 1.В. Аналiз схем та розрахунок опор пщвюних канатних люотранспортних установок// Наук. вюник НЛТУ Укра1ни: Зб. наук.-техн. праць - Львiв: НЛТУУ. - 2005, вип.15.5 - С. 145-150.
6. Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер I. Колебания в инженерном деле. - М.: Машиностроение, 1985. - 472 с. _
