Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАПРАВЛЕНИЯ СИЛЫ В ШАРНИРНОМ УЗЛЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ВОРОТ'

ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАПРАВЛЕНИЯ СИЛЫ В ШАРНИРНОМ УЗЛЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ВОРОТ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

31
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
автоматизированные ворота / сварные конструкции / симуляция напряжений / приводной модуль / исследование напряжений. / automated gates / welded structures / stress simulation / drive module / stress study.

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Согомонян Нарек Зарзандович, Нерсесян Михаил Михайлович, Омаров Алибек

наиболее критичным местом конструкции автоматизированных ворот является шарнирный узел, поскольку он воспринимает основные нагрузки в процессе эксплуатации изделия. В данном узле необходимо исследовать распределение механической нагрузки в зависимости от направления силы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Согомонян Нарек Зарзандович, Нерсесян Михаил Михайлович, Омаров Алибек

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STUDY OF MECHANICAL LOAD DISTRIBUTION DEPENDING ON THE DIRECTION OF FORCE IN THE HINGE UNIT OF AUTOMATED GATES

the most critical place of the automated gate structure is the hinge unit, because it takes the main loads during the product operation. In this node it is necessary to investigate the mechanical load distribution depending on the force direction.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАПРАВЛЕНИЯ СИЛЫ В ШАРНИРНОМ УЗЛЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ВОРОТ»

XI МЕЖДУНАРОДНАЯ НА УЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ УДК 62-214.2

Согомонян Нарек Зарзандович Sogomonyan Narek Zarzandovich Нерсесян Михаил Михайлович Mikhail Mikhailovich Nersesyan Омаров Алибек Omarov Alibek Студент Student

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАПРАВЛЕНИЯ СИЛЫ В ШАРНИРНОМ УЗЛЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ВОРОТ

STUDY OF MECHANICAL LOAD DISTRIBUTION DEPENDING ON THE DIRECTION OF FORCE IN THE HINGE UNIT OF

AUTOMATED GATES

Аннотация: наиболее критичным местом конструкции автоматизированных ворот является шарнирный узел, поскольку он воспринимает основные нагрузки в процессе эксплуатации изделия. В данном узле необходимо исследовать распределение механической нагрузки в зависимости от направления силы.

Abstract: the most critical place of the automated gate structure is the hinge unit, because it takes the main loads during the product operation. In this node it is necessary to investigate the mechanical load distribution depending on the force direction.

Ключевые слова: автоматизированные ворота, сварные конструкции, симуляция напряжений, приводной модуль, исследование напряжений.

Key words: automated gates, welded structures, stress simulation, drive module, stress study.

Расчет шарнирной оси осуществляется, используя метод конечных элементов и пакет SOLIDWORKS Simulation выполнен прочностной расчет шарнирной оси подъёмной колонны. Ось шарнира выполнена из стали 40Х. С помощью инструмента «Линия разъема» на валу сформированы участки, имитирующие опорные плоскости конструкции. При монтаже изделия данные зоны будут нести весь вес подвижной секции на себе и фактически воспринимать всю нагрузку, приходящуюся на данный модуль. Зафиксированная плоскость изображена на рисунке 1.

Рис. 1. Зафиксированная плоскость

В одной точке опоры фиксируем по трем координатам, в другой оставляем возможность смещения вдоль оси, имитируя плавающую опору.

В качестве действующей нагрузки задана сила, соответствующая массе элементов, установленных на подвижной секции, а также массе, самой секции. Данные массы получены благодаря внутренним

расчётам программы SOLIDWORKS. В качестве поверхности приложения нагрузок выбраны зоны, на которые будет опираться подвижная секция ангарных ворот [1]. Эти зоны также сформированы с помощью инструмента «Линия разъема».

Численное значение прикладываемой нагрузки составляет: F = тд = 1191 • 9,81 = 11682 Н. Данная нагрузка делится пополам на две точки опоры, поскольку в качестве допущения принято, что нагрузка распределена равномерно между опорными плоскостями.

На рисунке 2 представлены нагрузки, приложенные к оси шарнира.

Рис. 2. Нагрузки, приложенные на ось шарнира

Результаты расчёта представлены на рисунках:

- рисунок 3 - эпюра распределения напряжения по Ван Мизесу;

- рисунок 4 - эпюра распределения перемещений.

Рис. 3. Эпюра распределения напряжения по Ван Мизесу

Рис. 4. Эпюра распределения перемещений

Опираясь на полученные данные, видно, что конструкция шарнирной оси имеет достаточный запас прочности [2]. Перемещения также несущественны и не превышают нескольких микрон в центре оси.

XI МЕЖДУНАРОДНАЯ НА УЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ Расчет подвижного кронштейна выполняется, используя метод из предыдущего шага, выполнен расчёт подвижной секции колонны, выполненной из стали 20Х. Нагрузка, прилагаемая к кронштейну, в соответствии с ранее указанным допущением, равна половине веса всей колонны. Для упрощения расчетной модели пазы заменены на цилиндрические отверстия.

Ограничения, используемые в расчете, представлены на рисунке

5.

Рис. 5. Расчетная модель кронштейна с ограничениями

В качестве опор выбраны отверстия под болты. Нагрузка прикладывается к пазу в нижней части кронштейна и, в соответствии с принятыми допущениями, равна 5886 Н. На рисунке 6 изображена расчетная модель с прилагаемой нагрузкой.

Рис. 6. Расчетная модель с приложенной нагрузкой

Результаты расчёта представлены на рисунках:

- рисунок 7 - эпюра распределения напряжения по Ван Мизесу;

- рисунок 8 - эпюра распределения перемещений.

Рис.7 - Эпюра распределения напряжения по Ван Мизесу;

Рис. 8 - Эпюра распределения перемещений

Как и в предыдущем расчёте, конструкция подвижного кронштейна имеет достаточный запас прочности, а перемещения несущественны и не повлияют на корректную работу шарнирного узла.

Библиографический список:

1. Ворота металлические. Общие технические условия: ГОСТ 31174-2017: межгосударственный стандарт: дата введения 2018-03-01.

2. Ворота шторные с приводом подъёма [Электронный ресурс]. URL: https://remont-haus.ru (Дата обращения 18.12.2020).

© Н. З. Согомонян, М. М. Нерсесян, А. Омаров, 2021

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.