Выбор и расчет параметров амортизирующих
Материалов для упаковки грузов.
Цель практической работы: ознакомление с принципами выбора амортизирующих материалов для обеспечения сохранности грузов в ящиках и упаковках.
Задача практической работы.
Выбрать и рассчитать геометрические параметры амортизирующего материала для предохранения груза в ящике массой Q заданных размеров, выдерживающее без повреждений пиковое ударное ускорение aп с высоты падения H.
Исходные данные.
Выбор варианта задания с исходными данными осуществляется студентами из таблицы 4.1 по цифрам четырехзначного шифра, полученного умножением номера фамилии студента в журнале на число 326 (для номеров 1-3 с добавлением нуля четвертой цифрой): по первой цифре шифра из колонки 2, по второй цифре из колонки 3, по третьей цифре – из колонки 4, по четвертой цифре – из колонки 5.
Теоретическая часть.
Амортизирующие материалы - материалы, используемые для изготовления прокладок, усиливающих штабель или упаковку, поглощающие ударные и вибрационные нагрузки при транспортировании и хранении грузов.
В качестве амортизационных материалов применяются древесная стружка (обладает хорошей эластичностью, однако теряет ее при повышении влажности), войлок (хорошо сопротивляется деформациям, однако гигроскопичен и подвержен поражению вредителями), стекловолокно (обладает высокой упругостью, негигроскопично, не горит, но характеризуется высокой абразивностью), бумага и картон (легко принимают нужную форму, хорошо амортизируют легковесные грузы, относительно дешевы, но при повторном применении теряют упругие свойства, боятся сырости), пенистые полимеры (обладают хорошими амортизирующими и теплоизолирующими свойствами, влагостойкие, не дают пыли, однако при повторных нагрузках изменяют амортизационные свойства), а также воздушно-пузырчатые полимерные пленки и другие.
|
|
|
Наиболее распространенные из полимеров - полистирол, пенополиэтилен, велафлекс, как наиболее экологические материалы. Используют также пенистые полимеры, гофрированный картон.
Для грузов наиболее опасны удары при падении, при соударении во время выполнения погрузочно-разгрузочных работ. Амортизирующие материалы имеют определенные характеристики ударозащитных свойств, полученные в результате специальных испытаний.
Основу испытаний амортизационных материалов составляют принципы ударного движения.
Справочно (из ГОСТ 8.127-74 «Измерение параметров ударного движения. Термины и определения):
Ударное движение - движение возникшее в результате однократного взаимодействия тела с рассматриваемой системой при условии, что наименьший период собственных колебаний системы или постоянная времени ее соизмеримы или больше времени взаимодействия. Ударная скорость, ударное перемещение, ударная деформация, ударное ускорение -это физические показатели, характеризующие ударное движения;
|
|
|
Ударное ускорение – ускорение рассматриваемой точки при ударном движении;
Уровень ударных воздействий (ГОСТ 30631-99 « Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации» ) классифицируется (для стационарных и неработающих в движении перемещаемых изделий:
-безударных – уровень максимальной амплитуды ударного ускорения принят 9,8 или 10 м/с2 (1 g )
- незначительный –то же от 10 до 40 м/с2 (1 g - 4 g )
-малозначительный – от 40 до 70 м/с2 (4 g - 7 g )
-заметный от 70 до 100 м/с2 (7 g - 10 g )
-высокий свыше 400 м/с2 (40 g )
Результатом испытания амортизационного материала является характеристика ударозащитных свойств, представленная в виде кривой зависимости ударной перегрузки (К) от статического давления на образец (Р) (рисунок 1).
Рисунок 1. Зависимость ударной перегрузки К от статической нагрузки на образец изделия.
|
|
|
Зависимость описывается выражением:
,
где 
- пиковая ударная перегрузка, доли g;
- статическое давление изделия на тару, кгс/см2;
- высота падения изделия, см;
- толщина амортизирующей прокладки, см;
, 
, 
- коэффициенты, характеризующие амортизирующий материал. Совокупность данных коэффициентов в результате математических преобразований зависимости значений и обозначены коэффициентами амортизации:
обобщенный коэффициент амортизации
;
постоянная размерная величина амортизации
.
Выбор амортизационного материала определяется условием, когда ударная перегрузка, соответствующая минимуму кривой, построенной по результатам испытаний, окажется меньше или равна допустимой ударной перегрузке ( 
), которую упакованное изделие выдерживает без повреждения.
,
где 
– минимальное значение ударной перегрузки, которое может обеспечить амортизационный материал определенного вида в заданных условиях.
В результате математических преобразований получено ряд зависимостей, которые используются для расчетов и выбора амортизирующих материалов.
Допустимая ударная перегрузка:
, (4.1)
|
|
|
где 
- пиковое ударное ускорение, м/с2,
g - ускорение свободного падения м/с2;
Статическое давление изделия на тару, кгс/см2 :
, (4.2)
где Q– масса изделия, кг
S – площадь изделия, подвергаемая воздействию, см2;
Постоянная размерная величина амортизации
(4.3)
Оптимальная толщина прокладки амортизирующего материала:
(4.4)
Площадь прокладки амортизирующего материала:
(4.5)
Для расчета оптимальных геометрических параметров амортизирующих материалов необходимо знать:
значение ударной перегрузки на изделие, которое задается или определяется опытным путем;
высоту падения изделия в упаковке;
массу изделия;
амортизирующий материал и его характеристики.
Рекомендации по решению задачи.
Допустимая ударная нагрузка и статическое давление изделия на тару определяются по формуле (4.1) и (4.2). Статическое давление необходимо рассчитать как на дно и крышку ящика, так и на боковые стороны. Для дальнейших расчетов принять максимальное значение.
После определения постоянной размерной величины амортизации С1из таблицы 4.2 подбирается амортизационный материал, со значением С1, наиболееблизким к полученному.
Для выбранного материала определяется толщина и площадь амортизационной прокладки (4.4), (4.5). Полученная площадь прокладки Sо сравнивается с площадью опирания груза S, то есть той стороны ящика, статическое давление на которую было выбрано для расчетов.
Если 
,то прокладку изготовляют площадью 
и располагают ее под центром тяжести груза; если 
, то следует выбрать другой материал и повторить расчет.
Таблица 4.1 – Исходные данные для расчета параметров амортизирующих материалов
| Цифры шифра | Масса груза, кг | Размеры груза, см | Пиковое ударное ускорение aп, доли g | Высота падения Н, см | ||
| длина | ширина | высота | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 0 | 3,4 | 16 | 25 | 20 | 25 | 80 |
| 1 | 2,5 | 20 | 20 | 10 | 20 | 90 |
| 2 | 3,0 | 25 | 15 | 20 | 30 | 100 |
| 3 | 3,0 | 20 | 25 | 15 | 10 | 95 |
| 4 | 1,5 | 15 | 15 | 20 | 25 | 85 |
| 5 | 2,0 | 25 | 16 | 10 | 10 | 80 |
| 6 | 2,5 | 30 | 30 | 20 | 25 | 100 |
| 7 | 2,8 | 30 | 30 | 15 | 20 | 90 |
| 8 | 2,7 | 25 | 20 | 20 | 20 | 110 |
| 9 | 2,0 | 15 | 15 | 10 | 20 | 80 |
Таблица 4.2 – Значения коэффициентов амортизации С и С1
| Материал | Плотность, кг/м3 | Значение | |
| обобщенного коэффициента амортизации С | постоянной размерной величины С1 | ||
| Пенополиуретан | 33 | 2,25 | 7,82 |
| 43 | 3,02 | 2,49 | |
| 50 | 3,54 | 1,28 | |
| Пенополистирол | 23 | 2,83 | 0,24 |
| 132 | 5,09 | 2,38 | |
| Латексная губка | 162 | 3,19 | 2,88 |
| 207 | 5,15 | 0,54 | |
| Картон | №1 | 2,50 | 1,93 |
| №2 | 3,37 | 0,60 | |
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 1455; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!