Proceedings of Machine Design Training

Transcript

1 NTUA MECHANICAL ENGINEERING Laboratory of Machine Elements Proceedings of Machine Design Training TR-11/2003 Hydraulic Elevator Th. Costopoulos, K. Masouri

2 DESIGNING A LOAD HYDRAULIC ELEVATOR 1. DATA ΕΙΔΟΣ ΑΝΕΛΚΥΣΤΗΡΑ..:LOADS, HYDRAULIC ΑΡΙΘΜΟΣ ΑΤΟΜΩΝ : 0 (2000 Kp) ΑΡΙΘΜΟΣ ΣΤΑΣΕΩΝ..: 4 ΔΙΑΔΡΟΜΗ ΘΑΛΑΜΟΥ.: mm ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΘΑΛΑΜΟΥ..: 0,40 m/sec ΕΙΔΟΣ ΑΝΑΡΤΗΣΗΣ : 2:1, ΕΜΜΕΣΗ ΤΥΠΟΣ HADI ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΜΒΟΛΩΝ : 2 ΘΥΡΕΣ ΦΡΕΑΤΟΣ..: ΑΥΤΟΜΑΤΕΣ 1300 mm ΘΥΡΑ 1 η ΘΑΛΑΜΟΥ.: ΑΥΤΟΜΑΤΗ ΘΥΡΑ 2 η ΘΑΛΑΜΟΥ..: - 2. ΤΕCHNICAL CHARACTERISTICS Ωφέλιμο Φορτίο.: Ρ ωφ = 2000 Kp Βάρος Σασσί.: Ρ σ = 600 Κp Βάρος Θαλάμου.: Ρ θ = 980 Kp Βάρος τροχαλίας : Ρ τρ = 64 Kp Βάρος συρματοσχοίνων.: Ρ συρ = 44,31 Kp Βάρος 1 ης θύρα θαλάμου..: Ρ θθ = 100 Kp Βάρος 2 ης θύρα θαλάμου..: Ρ θθ = 0 Kp Μήκος θαλάμου κάθετα στον άξονα οδηγών.: κ = 260 cm Τύπος εμβόλου.: Φ 120 Χ 6 Υλικό εμβόλου-κυλίνδρου..: St 52 Εξωτερική διάμετρος σωλήνα εμβόλου : D e = 120 mm Εσωτερική διάμετρος σωλήνα εμβόλου..: d e = 108 mm Πάχος τοιχώματος σωλήνα εμβόλου.: S e = 6 mm

3 Εξωτερική διάμετρος σωλήνα κυλίνδρου : D k = 159 mm Εσωτερική διάμετρος σωλήνα κυλίνδρου..: d k = 149 mm Πάχος τοιχώματος σωλήνα κυλίνδρου.: S k = 5 mm Mέγιστη επιτρεπόμενη στατ. Πίεση..: Ρ στ.επ. = 45,71 bar Μήκος εμβόλου..: L ε = 5900 mm Μήκος λυγισμού εμβόλου.: L k = 5900 mm Βάρος εμβόλου ανά μέτρο..: B ε = 16,87 Kp Βάρος εμβόλου για 0 μήκος : Β ε0 = 4,7 Kp Βάρος ολικό εμβόλου.: ΒΕ = 104,22 Kp Επιφάνεια πιέσεως εμβόλου : F ε = 113,10 cm 2 Επιφάνεια διατομής εμβόλου.: F r = 21,48 cm 2 Ακτίνα αδρανείας διατομής εμβόλου.: I = 4,04 cm Ροπή αδρανείας διατομής εμβόλου : J r = 350,14 cm 4 Ταχύτητα εμβόλου.: V ε = 0,20 m/sec Ονομαστική παροχή αντλίας.: Q oν = 270 l/min Βαθμός απόδοσης ισχύος (αντλ.-κινητ.).: η = 0,71 Ισχύς κινητήρα (αποδιδόμενη).: Ν = 26 Kw Ισχύς κινητήρα ονομαστική : Ν ον = 20 Kw Οδηγοί θαλάμου(st 37) : O = 125X82X16 Ελάχιστη ροπή αντιστάσεως διατομής οδηγού..: W y = 25,1 cm 3 Επιφάνεια διατομής οδηγού.: Α = 22,9 cm 2 Ελάχιστη ροπή αδρανείας διατομής αγωγού...: J y = 156,6 cm 4 Συντελεστής κρούσης για υπολογισμό οδηγών..: f i = 3 Απόσταση στηριγμάτων οδηγών.: Ι κο = 120 cm Απόσταση σημείων οδήγησης σασσί.: Ι σ = 320 cm Αριθμός Χ Διάμετρο Συρματόσχοινων..: 6 Χ Φ 11 Βάρος συρματόσχοινων ανά μέτρο.: ρ συρ = 0,400 Kp/m Ελάχιστη Δύναμη Θραύσης συρματόσχοινων : PBR = 5560 Kp Διάμετρος τροχαλιών..: Φ τρ = 450 mm Διάμετρος άξονα τροχαλίας..: d τ = 40 mm Βάρος ενός μαντεμιού τροχαλίας : Ρ μτ = 24 Kp Μοχλοβραχίονας καταπόνησης άξονα τροχαλίας...: c = 3,5 cm Τύπος-Διάμετρος ελαστ.σωλήνα τροφοδοσίας : R1A 1 1/2 (inches) Όριο θραύσης ελαστικού σωλήνα..: Ρ θρ = 200 bar Πίεση λειτουργίας (επιτρεπόμενη) ελ.σωλήνα..: Ρ λειτ = 50 bar

4 Τύπος Προσκρουστήρα (επικάθησης).: ELASTOGRAN T1002 Αριθμός προσκρουστήρων (τεμάχια)..: 4 Ελάχιστο επιτρ.φορτίο προσκρουστήρα : Ρ πmin = 200 Kp Μέγιστο επιτρ.φορτίο προσκρουστήρα.: Ρ πmax = 950 Kp Όριο θραύσης (St 52).: R m = 5200 Kp/cm 2 Όριο ελαστικότητας χάλυβα : Ε = Kp/cm 2 3. CALCULATIONS 1.ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΜΒΟΛΟΥ ΣΕ ΛΥΓΙΣΜΟ Για Ρ ολ = φορτίο ασκούμενο επί του εμβόλου ΒΕ = το ιδίον βάρος του εμβόλου Και βάσει του κανονισμού ΕΝ 81.2 Φορτίο καταπόνησης εμβόλου σε λυγισμό Β = Ρ ολ + 0,64 ΒΕ (1) Κρίσιμο φορτίο αντοχής εμβόλου σε λυγισμό Ρ κ πρέπει να ισχύει Β Ρ κ 1.1 Υπολογισμός φορτίου καταπόνησης εμβόλου σε λυγισμό Β Το βάρος που ασκείται επι του εμβόλου κατά περίπτωση είναι: ΗΑ, ΗΑS : Ρ ολ = P σ + Ρ θ +Ρ ωφ +Ρ θθ (2 α ) HAD : Ρ ολ = 0,5 ( P σ + Ρ θ +Ρ ωφ +Ρ θθ ) (2β) ΗΑΙ : Ρ ολ = 2 (P σ + Ρ θ +Ρ ωφ +Ρ θθ ) (2γ) HADI : Ρ ολ = P σ + Ρ θ +Ρ ωφ +Ρ θθ + Ρ τρ + Ρ συρ (2δ) Βάρος συρματόσχοινων Το μήκος συρματόσχοινου σε m ( 1 τεμ) είναι: L συρ = (διαδρομή θαλάμου) +6,5 L συρ = 11+6,5 L συρ = 17,5 m Άρα το ολικό βάρος των συρματόσχοινων είναι: Ρ συρ = n L συρ ρ συρ Ρ συρ = 6 17,5 0,422 Ρ συρ = 44,3 Kp Για τύπο ανάρτησης HADI το φορτίο Ρ ολ που ασκείται στην κορυφή του εμβόλου είναι από την εξίσωση 2δ : Ρ ολ = ,31 Ρ ολ = 3788 Kp

5 Για τον υπολογισμό του μήκους λυγισμού του εμβόλου για έμμεση ανάρτηση έχουμε : L k = L/ L k = 1100/ L k = 590 cm Όπου L το μήκος διαδρομής του εμβόλου 26 το μήκος εμβόλου για κάλυψη υπερδιαδρομών 14 κατασκευαστική διάσταση μήκους Με δεδομένα Ρ ολ = 3788 Kp και L k = 590 cm από τις καμπύλες λυγισμού εκλέγουμε έμβολο Φ 120 Χ 6. Το βάρος του εμβόλου είναι: ΒΕ = (L k /2) Β ε + Β ε0 ΒΕ= (590/100) 16,87 + 4,7 ΒΕ= 104,22 Kp Τελικά προκύπτει ότι το φορτίο καταπόνησης του εμβόλου είναι από την εξίσωση (1): Β= ,64 104,22 Β= 3855 Kp 1.3 Υπολογισμός κρίσιμου φορτίου λυγισμού Ρκ Ισχύουν οι σχέσεις: Επιφάνεια διατομής εμβόλου F r F r = (π/4) ( D ε 2 d ε 2 ) F r = (π/4) ( ,8 2 ) F r = 21,48 cm 2 Eπιφάνεια πιέσεως εμβόλου F ε F ε = π D ε 2 /4 F ε = π 12 2 /4 F ε = 113,10 cm 2 Ροπή αδρανείας εμβόλου J r J r = (π/64) ( D 4 ε d 4 ε ) J r =(π/64) ( ,8 4 ) J r = 350,14 cm 4 Ακτίνα αδρανείας εμβόλου I Ι = J r / F r Ι= 350,14 / 21,48 Ι= 4 cm

6 Συντελεστής λυγηρότητας λ.λ= L k / Ι.λ= 590/4.λ=146 Το κρίσιμο φορτίο λυγισμού Ρ κ, ανάλογα με τη διατομή του εμβόλου και το ελεύθερο μήκος λυγισμού L k υπολογίζεται από τις σχέσεις: Για λ 100 έχουμε: Ρ κ = (π 2 Ε J r )/ (L k 2 1,4) (3) Για λ 100 έχουμε: Ρ κ = (F r /(2 1,4)) (R m - (R m 2100) (λ/100) 2 ) (3 α ) Όπου 2= συντελεστής ασφαλείας σε λυγισμό 1,4= Δείκτης υπερπίεσης Για λ=146 προκύπτει Ρ κ = (π ,1)/( (2 1,4)) Ρ κ = 7445,5 Kp Συγκρίνοντας το κρίσιμο φορτίο λυγισμού με το ολικό φορτίο καταπόνησης εμβόλου σε λυγισμό διαπιστώνουμε ότι: Β=3855 Kp 7445,5 Κp= Ρ κ 2. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΕΜΒΟΛΟΥ ΚΑΙ ΚΥΛΙΝΔΡΟΥ ΣΕ ΣΤΑΤΙΚΗ ΠΙΕΣΗ Η απαραίτητη συνθήκη αντοχής εμβόλου-κυλίνδρου σε στατική πίεση πληρεί τη σχέση: Ρ στ Ρ στ.επ. Όπου Ρ στ : η στατική πίεση με πλήρες φορτίο Ρ στ.επ. : η μέγιστη επιτρεπόμενη στατική πίεση καταπόνησης εμβόλου ή κυλίνδρου 2.1 Υπολογισμός στατικής πίεσης Ρ στ = Β ολ / F ε όπου F ε = η επιφάνεια πιέσεως εμβόλου Β ολ = το ολικό φορτίο επί του εμβόλου συν το ιδίο βάρος Β ολ = Ρ ολ + ΒΕ Β ολ = ,22 Β ολ =3892 Kp Οπότε Ρ στ = Β ολ / F ε Ρ στ = 3892/113,10 Ρ στ = 34 bar

7 2.2 Yπολογισμός μέγιστης επιτρεπόμενης στατικής πίεσης Η μέγιστη επιτρεπόμενη στατική πίεση δίνεται (DIN 2413) από τη σχέση : Όπου s: πάχος εμβόλου D: εξωτερική διάμετρος c 1 +c 2 : 1,0 mm (ΕΝ.81.2) VN : 1,0 S : συντελεστής ασφαλείας 1,7 σ επ : Κ/ S= 355/1,7=209 Ν/ mm 2 για St-52: K=355 Ν/ mm 2 Ρ στ.επ. =[(s-c 1 -c 2 ) 2 σ επ VN 10] /[ D 2,3] Αντικαθιστώντας τα δεδομένα στην παραπάνω σχέση έχουμε: Ρ στ.επ. =[(s-1) ,0 10]/[D 2,3] Ρ στ.επ. = 1817 (s-1)/d Μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση εμβόλου Για D ε = 120 mm και S ε =6 mm προκύπτει: Ρ στ.επ.εμβ. = 1817 (S ε -1)/D ε Ρ στ.επ.εμβ. = 1817 (6-1)/120 Ρ στ.επ.εμβ. = 75,71 bar Μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση κυλίνδρου Για D κ = 159 mm και S κ =5 mm προκύπτει: Ρ στ.επ.κυλ. = 1817 (S κ -1)/D κ Ρ στ.επ.κυλ. = 1817 (5-1)/159 Ρ στ.επ.κυλ. = 45,71 bar Επιλέγεται η μικρότερη των δυο πιέσεων σαν μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση του συγκροτήματος, οπότε: Ρ στ.επ. = 45,71 bar Βάσει των ανωτέρω προκύπτει και ισχύει ότι: Ρ στ = 34 45,71 bar 3.ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΤΛΙΑΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ Η παροχή της αντλίας ισούται κατά περίπτωση με: Ανάρτηση HA (1:1, ΕΝΑ ΕΜΒΟΛΟ) : Q = V εθ F ε 6 (lit/min) (8a) Ανάρτηση HAS (1:1, ΕΝΑ ΕΜΒΟΛΟ) : Q = V εθ F ε 6 (lit/min) (8b) Ανάρτηση HAI (2:1, ΕΝΑ ΕΜΒΟΛΟ) : Q = V εθ F ε 3 (lit/min) (8c)

8 Ανάρτηση HAD (1:1, ΔΥΟ ΕΜΒΟΛα) : Q = V εθ F ε 12 (lit/min) (8d) Ανάρτηση HADI (2:1, ΔΥΟ ΕΜΒΟΛΑ) : Q = V εθ F ε 6 (lit/min) (8e) Όπου V εθ = επιθυμητή ταχύτητα θαλάμου (m/sec) F ε = επιφάνεια πιέσεως εμβόλου (cm 2 ) σ = 3,6,12 =συντελεστής προσαρμογής μονάδων Για τύπο ανάρτησης HADI και με επιθυμητή ταχύτητα θαλάμου V επ.εθ = 0,40 m/sec και F ε = 113,10 cm 2 προκύπτει Q= 0,40 113,10 6 Q= 271,4 lit/min Από πίνακα επιλέγεται αντλία τυποποιημένη με Q ον = 270 lit/min. Η περοχή αυτή δημιουργεί ταχύτητα στο θάλαμο που υπολογίζεται από τις σχέσεις 8 ίση με: V ον.θ. = Q ον /( F ε σ ) V ον.θ. = 270/(113,10 6) V ον.θ. = 0,40 m/sec 4. ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΕΛΕΓΧΟΣ ΙΣΧΥΟΣ Οι κινητήρες των υδραυλικών ανελκυστήρων μπορούν να υπερφορτωθούν και να αποδώσουν ισχύ Ν κατά 30% μεγαλύτερη της ονομαστικής Ν ον, σύμφωνα και με VDI 0530, Teil 1/1172, Punkt οπότε: Ν απαιτ. = 1,3 Ν ον.απ. Η απαιτούμενη ισχύς δίδεται από τη σχέση: Ν απαιτ. = (Q P δυν ) / (600 n) Με επεξεργασία των διαγραμμάτων του κατασκευαστή που δίνουν την απόδοση ισχύος του ζεύγους κινητήρα-αντλίας και αναγωγή αυτών σε απλή συνάρτηση, όπου η ισχύς καθορίζεται από τον τύπο της αντλίας (κάποια παροχή που ορίζεται σαν ονομαστική), την στατική πίεση του λαδιού και από έναν ειδικό συντελεστή απόδοση ισχύος η καταλήγουμε στις απλές σχέσεις: Από πίνακα η=0,71 Απαιτούμενη ισχύς κινητήρα : Ν απαιτ. = (Q P δυν ) / (600 η) Απαιτούμενη ονομαστική ισχύς κινητήρα: Ν ον.απ. = Ν απαιτ / 1,3 Αντικαθιστώντας καταλήγουμε, για αντλία με Q ον = 270 lit/min : Ν απαιτ. = (Q P δυν ) / (600 η) Ν απαιτ. =(270 34)/ (600 0,71) Ν απαιτ. = 21,55 Kw Ν ον.απ. = Ν απαιτ / 1,3 Ν ον.απ. = 21,55/1,3 Ν ον.απ. = 16,57 Kw Από τον πίνακα του κατασκευαστή καταλήγουμε σε μια ονομαστική ισχύ

9 Ν ον. = 20 Kw 16,75 = Ν ον.απ. 5.ΕΠΙΛΟΓΗ- ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΟΔΗΓΩΝ Η καταπόνηση των οδηγών συνίσταται σε: Κάμψη σ b, λόγω της εκκεντρότητας των φορτίων Λυγισμό σ κ, καθώς οι οδηγοί είναι πακτωμένοι στον πυθμένα του φρέατος (διαγράφεται σε περίπτωση 1:1 ανάρτησης) 5.1 Καταπόνηση του οδηγού σε κάμψη Η καμπτική ροπή που προκύπτει σαν άθροισμα των επιμέρους καμπτικών ροπών (των διαφόρων φορτίων επενεργούντων στις αντίστοιχες αποστάσεις) είναι: Μ b = Ρ σ b + Ρ θ c + Ρ ωφ d + Ρ θ.θ e + Ρ θ.θ f Οι αποστάσεις επενέργειας των φορτίων είναι από το κέντρο των οδηγών ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Τα παρακάτω ισχύουν με την προϋπόθεση ότι το κέντρο βάρους των οδηγών ταυτίζεται με το κέντρο ανάρτησης. Άλλως αναφερόμαστε στο δεύτερο. Α. Για πλαίσια με πλάγια ανάρτηση (τύποι ΗΑΙ,ΗΑS) (οι αποστάσεις υπολογίζονται κάθετα στον άξονα των οδηγών) κ= μήκος θαλάμου (στην κατεύθυνση προβόλου του σασσί)= - (cm) α= απόσταση κέντρου οδηγών από τοίχωμα θαλάμου = - (cm) b= απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους σασσί = 14 (cm) c= απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους θαλάμου: c= κ/2 + α = - (cm) d= απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους του ωφέλιμου φορτίου d = 2 κ/3 + α= - (cm) e = απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους πόρτας θαλάμου (αν υπάρχει)= - f = απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους 2 ης πόρτας θαλάμου (αν υπάρχει)= - β. Για πλαίσια οδηγών με οδηγούς εκατέρωθεν των πλευρών του θαλάμου (τύποι HADI, HA, HAD) (οι αποστάσεις υπολογίζονται κάθετα στον άξονα των οδηγών) κ= μήκος θαλάμου (με κατεύθυνση κάθετη στους οδηγούς)= 260 (cm)

10 α= δεν υφίσταται τέτοια περίπτωση = - (cm) b= απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρο βάρους σασσί = - (cm) c= απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους θαλάμου: συνήθως είναι μηδενική λόγω της κατά κανόνα ταύτισης των δυο σημείων d= απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους του ωφέλιμου φορτίου d = κ/6 + c = 260/6 + 0= 43,3 (cm) e = απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους πόρτας θαλάμου (αν υπάρχει)= 140 (cm) f = απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους 2 ης πόρτας θαλάμου (αν υπάρχει)= - Βάσει των ανωτέρω αποστάσεων και με τα ήδη γνωστά φορτία, προκύπτει: Μ b = , Μ b = Kp cm Η ανωτέρω καμπτική ροπή αντισταθμίζεται με ένα ζεύγος δυνάμεων Ρ Β, εφαρμοζόμενο στα σημεία οδήγησης του σασσί επί των οδηγών είναι: Ρ Β = Μ b /(2 l σ ) = / (2 320) Ρ Β = 157,3 Kp Η δύναμη αυτή βάσει της αρχής δράσης-αντίδρασης εφαρμόζεται και από το σασσί στους οδηγούς. Η καταπόνηση των οδηγών υπολογίζεται στην δυσμενέστερη κατάσταση φόρτισης που εμφανίζεται (λόγω αδράνειας): Κατά τη λειτουργία της αρπάγης (για 2:1 ανάρτηση) ή Κατά το φρενάρισμα της βαλβίδας ασφαλείας( για 1:1 ανάρτηση Θεωρούμε τα φορτία προσαυξημένα κατά ένα συντελεστή f i που ονομάζεται συντελεστής κρούσης και είναι σύμφωνα με το ΕΝ 81.2 κατά περίπτωση, για έμμεση ανάρτηση 2:1 λόγω συστήματος αρπάγης : Αρπάγη ακαριαίας πέδησης με κυλινδρίσκο f i = 3,0 Αρπάγη ακαριαίας πέδησης με σφήνα f i = 5,0 Αρπάγη προοδευτικής πέδησης f i = 2,0 Για άμεση ανάρτηση 1:1 έχουμε τη βαλβίδα ασφαλείας με f i = 2,0 Η ανάρτηση 2:1 και αρπάγη ακαριαίας πέδησης με κυλιδρίσκο έχουμε f i = 3,0. Για οδηγούς 125 Χ 82 Χ 16 και W y = 25,1 cm 3 προκύπτει : σ b =f i (Ρ Β l ko )/ (4 W y ) σ b = 3 (157,3 120)/ ( 4 25,1) σ b = 564,0 Κp/cm Καταπόνηση οδηγών σε λυγισμό (Ισχύει μόνο όταν υπάρχει σύστημα αρπάγης, δηλαδή σε 2:1 ανάρτηση). Η κατακόρυφη δύναμη που δρα πάνω στους οδηγούς λαμβάνεται κι αυτή στη δυσμενέστερη φόρτιση κατά τη λειτουργία δηλαδή (σε πλήρες φορτίο), του συστήματος αρπάγης και εφόσον (όπως πρέπει να συμβαίνει πάντοτε) οι οδηγοί είναι πακτωμένοι στον πυθμένα του φρέατος.

11 Για οδηγό 125 Χ 82 Χ 16 ισχύουν: i. = J y / A i. = 156,6/ 22,9 i. = 2,52 cm και λ.= l κο / i. λ.= 120/2,52 λ.= 47,6 για St 37 και λ.= 47,61905 έχουμε ω= 1,6. Η καταπόνηση του οδηγού σε λυγισμό καθορίζεται από τη σχέση σ κ = f i [( P ωφ + Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ ) ω ]/(2 Α) σ κ = 3 [( ) 1,6 ]/(2 22,9) σ κ = 385,7 Kp/cm Έλεγχος ολικής καταπόνησης (Για St-37, σ επ = 1800 Kp/cm 2 ) Για άμεση ανάρτηση 1:1 Η ολική πίεση είναι σ ν =σ b = - Kp/cm 2 Άρα ισχύει σ ν = - Kp/cm Kp/cm 2 = σ επ Για έμμεση ανάρτηση 2:1 Η σύνθετη καταπόνηση είναι σ ν = 0,9 σ b + σ κ σ ν = 0,9 564,0+385,7 σ ν = 893,3 Kp/cm Kp/cm 2 = σ επ 6. ΕΠΙΛΟΓΗ- ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΥΡΜΑΤΟΣΧΟΙΝΩΝ Το ιδίον βάρος των συρματόσχοινων θεωρείται αμελητέο. Απαραίτητη συνθήκη επάρκειας της αντοχής των συρματόσχοινων, είναι: ν 12 όπου ν ο συντελεστής ασφαλείας για τα συρματόσχοινα. Για τον υπολογισμό του συντελεστή ασφαλείας ισχύει η σχέση: Για ανάρτηση με ένα έμβολο ν= (η PBR) / (P ωφ + Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ ) Για ανάρτηση με δυο έμβολα ν= (η PBR) / (P ωφ + Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ ) /2 ν= ( )/ [( )/2] ν= 14, ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΞΟΝΑ ΤΡΟΧΑΛΙΑΣ Η καμπτική τάση στον άξονα της τροχαλίας υπολογίζεται από τη σχέση:

12 σ = (PG c)/ w (Kp/cm 2 ) Το φορτίο καταπόνησης της τροχαλίας είναι: Για ανάρτηση με ένα έμβολο Ρ G = P ωφ + Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ + P μτ + P συρ /2 Για ανάρτηση με δυο έμβολα Ρ G = (P ωφ + Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ ) /2 + P μτ + P συρ /2 Ρ G = ( )/ ,31/2 Ρ G = 1886,155 Kp Η ροπή αντιστάσεως του άξονα είναι W=π d τ 3 /32 W= π 40 3 /32 W= 6,28 cm 3 Τελικά προκύπτει σ = (PG c)/ w σ = (1886,16 3,5) / 6,28 σ = 1050,7 Kp/cm 2 Και ισχύει σ= 1050,7 Kp/cm Kp/cm 2 = σ επ 8. ΕΠΙΛΟΓΗ ΔΙΑΜΕΤΡΟΥ ΤΡΟΧΑΛΙΑΣ Σύμφωνα με τον ΕΝ 81.2 θα πρέπει να ισχύει: Φ τρ 40 Φ συρ ή Φ τρ Επιλέγεται τροχαλία τυποποιημένη με Φ 450 (mm) 9. ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΤΗΤΑΣ ΠΡΟΣΚΡΟΥΣΤΗΡΩΝ (ΕΠΙΚΑΘΗΣΕΩΝ) Ελάχιστο φορτίο αναρτώμενο είναι αυτό με ένα άτομο (ή 75 Kg): Ρ θmin = Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ + 75 Ρ θmin = Ρ θmin = 1755 (Kp) Μέγιστο φορτίο αναρτώμενο είναι αυτό με πλήρη φορτίο θάλαμο: Ρ θmax =P ωφ + Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ + 75 Ρ θmax = Ρ θmax = 3680 (Kp) Για n= 4 τεμάχια προσκρουστήρες από τον πίνακα του κατασκευαστή για τύπο προσκρουστήρα Elastogran T1002 και ταχύτητα θαλάμου V θ = 0,40 m/sec προκύπτει ότι: Το μέγιστο ολικό επιτρεπόμενο φορτίο για n= 4 προσκρουστήρες είναι : Ρ π.max.ολ. = n P πmax Ρ π.max.ολ. = Ρ π.max.ολ. =3800 Kp

13 Το ελάχιστο ολικό επιτρεπόμενο φορτίο για n= 4 προσκρουστήρες είναι : Ρ π.min.ολ. = n P πmin Ρ π.min.ολ. = Ρ π.min.ολ. = 800 Kp Διαπιστώνουμε ότι: Ρ π.min.ολ. = 800 Kp 1755 Kp = Ρ θ.min Ρ π.max.ολ. =3800 Kp 3680 Kp = Ρ θ.max 10. ΕΠΙΛΟΓΗ ΜΠΛΟΚ ΒΑΛΒΙΔΩΝ-ΒΑΝΑΣ-ΣΩΛΗΝΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ- ΒΑΛΒΙΔΑΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ Για αντλία παροχής Q ον = 270 lit/min εκλέγονται: Μπλοκ βαλβίδων : ΕΝ ½ Βάνα : 1 ½ Σωλήνας τροφοδοσίας : R 1A 1 ½ Βαλβίδα ασφαλείας : R10 1 ½

14 Designing a passenger hydraulic elevator. DATA ΕΙΔΟΣ ΑΝΕΛΚΥΣΤΗΡΑ..:Passenger, Hydraulic ΑΡΙΘΜΟΣ ΑΤΟΜΩΝ : 7 (525 Kp) ΑΡΙΘΜΟΣ ΣΤΑΣΕΩΝ..: 4 ΔΙΑΔΡΟΜΗ ΘΑΛΑΜΟΥ.: mm ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΘΑΛΑΜΟΥ..: 0,64 m/sec ΕΙΔΟΣ ΑΝΑΡΤΗΣΗΣ : 2:1, ΕΜΜΕΣΗ ΤΥΠΟΣ HAI ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΜΒΟΛΩΝ : 1 ΘΥΡΕΣ ΦΡΕΑΤΟΣ..: ΑΥΤΟΜΑΤΕΣ 1300 mm ΘΥΡΑ 1 η ΘΑΛΑΜΟΥ.: ΑΥΤΟΜΑΤΗ ΘΥΡΑ 2 η ΘΑΛΑΜΟΥ..: - TECHNICAL CHARACTERISTICS Ωφέλιμο Φορτίο.: Ρ ωφ = 525 Kp Βάρος Σασσί.: Ρ σ = 175 Κp Βάρος Θαλάμου.: Ρ θ = 385 Kp Βάρος τροχαλίας : Ρ τρ = 64 Kp Βάρος συρματοσχοίνων.: Ρ συρ = 44,31 Kp Βάρος 1 ης θύρα θαλάμου..: Ρ θθ = 100 Kp Βάρος 2 ης θύρα θαλάμου..: Ρ θθ = 0 Kp Μήκος θαλάμου κάθετα στον άξονα οδηγών.: κ = 105 cm Τύπος εμβόλου.: Φ 100 Χ 5 Υλικό εμβόλου-κυλίνδρου..: St 52 Εξωτερική διάμετρος σωλήνα εμβόλου : D e = 100 mm Εσωτερική διάμετρος σωλήνα εμβόλου..: d e = 90 mm Πάχος τοιχώματος σωλήνα εμβόλου.: S e = 5 mm

15 Εξωτερική διάμετρος σωλήνα κυλίνδρου : D k = 139,7 mm Εσωτερική διάμετρος σωλήνα κυλίνδρου..: d k = 130,7 mm Πάχος τοιχώματος σωλήνα κυλίνδρου.: S k = 4,5 mm Mέγιστη επιτρεπόμενη στατ. Πίεση..: Ρ στ.επ. = 45,52 bar Μήκος εμβόλου..: L ε = 5900 mm Μήκος λυγισμού εμβόλου.: L k = 5900 mm Βάρος εμβόλου ανά μέτρο..: B ε = 11,71 Kp Βάρος εμβόλου για 0 μήκος : Β ε0 = 3,2 Kp Βάρος ολικό εμβόλου.: ΒΕ = 72,31 Kp Επιφάνεια πιέσεως εμβόλου : F ε = 78,54 cm 2 Επιφάνεια διατομής εμβόλου.: F r = 14,92cm 2 Ακτίνα αδρανείας διατομής εμβόλου.: I = 3,36cm Ροπή αδρανείας διατομής εμβόλου : J r = 168,85 cm 4 Ταχύτητα εμβόλου.: V ε = 0,32 m/sec Ονομαστική παροχή αντλίας.: Q oν = 150 l/min Βαθμός απόδοσης ισχύος (αντλ.-κινητ.).: η = 0,75 Ισχύς κινητήρα (αποδιδόμενη).: Ν = 11,70 Kw Ισχύς κινητήρα ονομαστική : Ν ον = 9 Kw Οδηγοί θαλάμου(st 37) : O = 90X75X16 Ελάχιστη ροπή αντιστάσεως διατομής οδηγού..: W y = 11,4 cm 3 Επιφάνεια διατομής οδηγού.: Α = 17 cm 2 Ελάχιστη ροπή αδρανείας διατομής αγωγού...: J y = 51,5 cm 4 Συντελεστής κρούσης για υπολογισμό οδηγών..: f i = 3 Απόσταση στηριγμάτων οδηγών.: Ι κο = 120 cm Απόσταση σημείων οδήγησης σασσί.: Ι σ = 300 cm Αριθμός Χ Διάμετρο Συρματόσχοινων..: 6 Χ Φ 11 Βάρος συρματόσχοινων ανά μέτρο.: ρ συρ = 0,422 Kp/m Ελάχιστη Δύναμη Θραύσης συρματόσχοινων : PBR = 5560 Kp Διάμετρος τροχαλιών..: Φ τρ = 450 mm Διάμετρος άξονα τροχαλίας..: d τ = 40 mm Βάρος ενός μαντεμιού τροχαλίας : Ρ μτ = 24 Kp Μοχλοβραχίονας καταπόνησης άξονα τροχαλίας...: c = 3,5 cm Τύπος-Διάμετρος ελαστ.σωλήνα τροφοδοσίας..: R1A 1 1/2 (inches) Όριο θραύσης ελαστικού σωλήνα.: Ρ θρ = 200 bar Πίεση λειτουργίας (επιτρεπόμενη) ελ.σωλήνα : Ρ λειτ = 50 bar

16 Τύπος Προσκρουστήρα (επικάθησης).: ELASTOGRAN T1002 Αριθμός προσκρουστήρων (τεμάχια)..: 2 Ελάχιστο επιτρ.φορτίο προσκρουστήρα : Ρ πmin = 200 Kp Μέγιστο επιτρ.φορτίο προσκρουστήρα.: Ρ πmax = 950 Kp Όριο θραύσης (St 52).: R m = 5200 Kp/cm 2 Όριο ελαστικότητας χάλυβα : Ε = Kp/cm 2 CALCULATIONS 1.ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΜΒΟΛΟΥ ΣΕ ΛΥΓΙΣΜΟ Για Ρ ολ = φορτίο ασκούμενο επί του εμβόλου ΒΕ = το ιδίον βάρος του εμβόλου Και βάσει του κανονισμού ΕΝ 81.2 Φορτίο καταπόνησης εμβόλου σε λυγισμό Β = Ρ ολ + 0,64 ΒΕ (1) Κρίσιμο φορτίο αντοχής εμβόλου σε λυγισμό Ρ κ πρέπει να ισχύει Β Ρ κ 1.1 Υπολογισμός φορτίου καταπόνησης εμβόλου σε λυγισμό Β Το βάρος που ασκείται επι του εμβόλου κατά περίπτωση είναι: ΗΑ, ΗΑS : Ρ ολ = P σ + Ρ θ +Ρ ωφ +Ρ θθ (2 α ) HAD : Ρ ολ = 0,5 ( P σ + Ρ θ +Ρ ωφ +Ρ θθ ) (2β) ΗΑΙ : Ρ ολ = 2 (P σ + Ρ θ +Ρ ωφ +Ρ θθ ) (2γ) HADI : Ρ ολ = P σ + Ρ θ +Ρ ωφ +Ρ θθ + Ρ τρ + Ρ συρ (2δ) Βάρος συρματόσχοινων Το μήκος συρματόσχοινου σε m ( 1 τεμ) είναι: L συρ = (διαδρομή θαλάμου) +6,5 L συρ = 11+6,5 L συρ = 17,5 m Άρα το ολικό βάρος των συρματόσχοινων είναι: Ρ συρ = n L συρ ρ συρ Ρ συρ = 6 17,5 0,422 Ρ συρ = 44,3 Kp Για τύπο ανάρτησης HAI το φορτίο Ρ ολ που ασκείται στην κορυφή του εμβόλου είναι από την εξίσωση 2γ : Ρ ολ = 2 ( ) ,31 Ρ ολ = 2478 Kp

17 Για τον υπολογισμό του μήκους λυγισμού του εμβόλου για έμμεση ανάρτηση έχουμε : L k = L/ L k = 1100/ L k = 590 cm Όπου L το μήκος διαδρομής του εμβόλου 26 το μήκος εμβόλου για κάλυψη υπερδιαδρομών 14 κατασκευαστική διάσταση μήκους Με δεδομένα Ρ ολ = 3788 Kp και L k = 590 cm από τις καμπύλες λυγισμού εκλέγουμε έμβολο Φ 100 Χ 5. Το βάρος του εμβόλου είναι: ΒΕ = (L k /2) Β ε + Β ε0 ΒΕ= (590/100) 11,71 + 3,2 ΒΕ= 72,31 Kp Τελικά προκύπτει ότι το φορτίο καταπόνησης του εμβόλου είναι από την εξίσωση (1): Β= ,64 72,31 Β= 2524 Kp 1.3 Υπολογισμός κρίσιμου φορτίου λυγισμού Ρκ Ισχύουν οι σχέσεις: Επιφάνεια διατομής εμβόλου F r F r = (π/4) ( D ε 2 d ε 2 ) F r = (π/4) ( ) F r = 14,92 cm 2 Eπιφάνεια πιέσεως εμβόλου F ε F ε = π D ε 2 /4 F ε = π 10 2 /4 F ε = 78,54 cm 2 Ροπή αδρανείας εμβόλου J r J r = (π/64) ( D 4 ε d 4 ε ) J r =(π/64) ( ) J r = 168,85 cm 4 Ακτίνα αδρανείας εμβόλου I Ι = J r / F r Ι= 168,85 / 14,92 Ι= 3,4 cm Συντελεστής λυγηρότητας λ.λ= L k / Ι.λ= 590/3,4.λ=175

18 Το κρίσιμο φορτίο λυγισμού Ρ κ, ανάλογα με τη διατομή του εμβόλου και το ελεύθερο μήκος λυγισμού L k υπολογίζεται από τις σχέσεις: Για λ 100 έχουμε: Ρ κ = (π 2 Ε J r )/ (L k 2 1,4) (3) Για λ 100 έχουμε: Ρ κ = (F r /(2 1,4)) (R m - (R m 2100) (λ/100) 2 ) (3 α ) Όπου 2= συντελεστής ασφαλείας σε λυγισμό 1,4= Δείκτης υπερπίεσης Για λ=175 προκύπτει Ρ κ = (π ,9)/( (2 1,4)) Ρ κ = 3590,6 Kp Συγκρίνοντας το κρίσιμο φορτίο λυγισμού με το ολικό φορτίο καταπόνησης εμβόλου σε λυγισμό διαπιστώνουμε ότι: Β=2524 Kp 3590,6 Κp= Ρ κ 2.ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΕΜΒΟΛΟΥ ΚΑΙ ΚΥΛΙΝΔΡΟΥ ΣΕ ΣΤΑΤΙΚΗ ΠΙΕΣΗ Η απαραίτητη συνθήκη αντοχής εμβόλου-κυλίνδρου σε στατική πίεση πληρεί τη σχέση: Ρ στ Ρ στ.επ. Όπου Ρ στ : η στατική πίεση με πλήρες φορτίο Ρ στ.επ. : η μέγιστη επιτρεπόμενη στατική πίεση καταπόνησης εμβόλου ή κυλίνδρου 2.1 Υπολογισμός στατικής πίεσης Ρ στ = Β ολ / F ε όπου F ε = η επιφάνεια πιέσεως εμβόλου Β ολ = το ολικό φορτίο επί του εμβόλου συν το ιδίο βάρος Β ολ = Ρ ολ + ΒΕ Β ολ = ,31 Β ολ =2250 Kp Οπότε Ρ στ = Β ολ / F ε Ρ στ = 2250/78,54 Ρ στ = 32 bar 2.2 Yπολογισμός μέγιστης επιτρεπόμενης στατικής πίεσης Η μέγιστη επιτρεπόμενη στατική πίεση δίνεται (DIN 2413) από τη σχέση : Όπου s: πάχος εμβόλου Ρ στ.επ. =[(s-c 1 -c 2 ) 2 σ επ VN 10] /[ D 2,3]

19 D: εξωτερική διάμετρος c 1 +c 2 : 1,0 mm (ΕΝ.81.2) VN : 1,0 S : συντελεστής ασφαλείας 1,7 σ επ : Κ/ S= 355/1,7=209 Ν/ mm 2 για St-52: K=355 Ν/ mm 2 Αντικαθιστώντας τα δεδομένα στην παραπάνω σχέση έχουμε: Ρ στ.επ. =[(s-1) ,0 10]/[D 2,3] Ρ στ.επ. = 1817 (s-1)/d Μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση εμβόλου Για D ε = 100 mm και S ε =5 mm προκύπτει: Ρ στ.επ.εμβ. = 1817 (S ε -1)/D ε Ρ στ.επ.εμβ. = 1817 (5-1)/100 Ρ στ.επ.εμβ. = 72,68 bar Μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση κυλίνδρου Για D κ = 139,7 mm και S κ =4,5 mm προκύπτει: Ρ στ.επ.κυλ. = 1817 (S κ -1)/D κ Ρ στ.επ.κυλ. = 1817 (4,5-1)/139,7 Ρ στ.επ.κυλ. = 45,52 bar Επιλέγεται η μικρότερη των δυο πιέσεων σαν μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση του συγκροτήματος, οπότε: Ρ στ.επ. = 45,52 bar Βάσει των ανωτέρω προκύπτει και ισχύει ότι: Ρ στ = 32 45,52 bar 3.ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΤΛΙΑΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ Η παροχή της αντλίας ισούται κατά περίπτωση με: Ανάρτηση HA (1:1, ΕΝΑ ΕΜΒΟΛΟ) : Q = V εθ F ε 6 (lit/min) (8a) Ανάρτηση HAS (1:1, ΕΝΑ ΕΜΒΟΛΟ) : Q = V εθ F ε 6 (lit/min) (8b) Ανάρτηση HAI (2:1, ΕΝΑ ΕΜΒΟΛΟ) : Q = V εθ F ε 3 (lit/min) (8c) Ανάρτηση HAD (1:1, ΔΥΟ ΕΜΒΟΛα) : Q = V εθ F ε 12 (lit/min) (8d) Ανάρτηση HADI (2:1, ΔΥΟ ΕΜΒΟΛΑ) : Q = V εθ F ε 6 (lit/min) (8e) Όπου V εθ = επιθυμητή ταχύτητα θαλάμου (m/sec) F ε = επιφάνεια πιέσεως εμβόλου (cm 2 ) σ = 3,6,12 =συντελεστής προσαρμογής μονάδων

20 Για τύπο ανάρτησης HAI και με επιθυμητή ταχύτητα θαλάμου V επ.εθ = 0,64 m/sec και F ε = 78,54 cm 2 προκύπτει Q= 0,40 78,54 3 Q= 150,8 lit/min Από πίνακα επιλέγεται αντλία τυποποιημένη με Q ον = 150 lit/min. Η παροχή αυτή δημιουργεί ταχύτητα στο θάλαμο που υπολογίζεται από τις σχέσεις 8 ίση με: V ον.θ. = Q ον /( F ε σ ) V ον.θ. = 150/(78,54 3) V ον.θ. = 0,64 m/sec ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΕΛΕΓΧΟΣ ΙΣΧΥΟΣ Οι κινητήρες των υδραυλικών ανελκυστήρων μπορούν να υπερφορτωθούν και να αποδώσουν ισχύ Ν κατά 30% μεγαλύτερη της ονομαστικής Ν ον, σύμφωνα και με VDI 0530, Teil 1/1172, Punkt οπότε: Ν απαιτ. = 1,3 Ν ον.απ. Η απαιτούμενη ισχύς δίδεται από τη σχέση: Ν απαιτ. = (Q P δυν ) / (600 n) Με επεξεργασία των διαγραμμάτων του κατασκευαστή που δίνουν την απόδοση ισχύος του ζεύγους κινητήρα-αντλίας και αναγωγή αυτών σε απλή συνάρτηση, όπου η ισχύς καθορίζεται από τον τύπο της αντλίας (κάποια παροχή που ορίζεται σαν ονομαστική), την στατική πίεση του λαδιού και από έναν ειδικό συντελεστή απόδοση ισχύος η καταλήγουμε στις απλές σχέσεις: Από πίνακα η=0,71 Απαιτούμενη ισχύς κινητήρα : Ν απαιτ. = (Q P δυν ) / (600 η) Απαιτούμενη ονομαστική ισχύς κινητήρα: Ν ον.απ. = Ν απαιτ / 1,3 Αντικαθιστώντας καταλήγουμε, για αντλία με Q ον = 150 lit/min : Ν απαιτ. = (Q P δυν ) / (600 η) Ν απαιτ. =(150 32)/ (600 0,75) Ν απαιτ. = 10,66 Kw Ν ον.απ. = Ν απαιτ / 1,3 Ν ον.απ. = 10,66/1,3 Ν ον.απ. = 8,20 Kw Από τον πίνακα του κατασκευαστή καταλήγουμε σε μια ονομαστική ισχύ Ν ον. = 8,5 Kw 8,2 = Ν ον.απ. 5.ΕΠΙΛΟΓΗ- ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΟΔΗΓΩΝ Η καταπόνηση των οδηγών συνίσταται σε: Κάμψη σ b, λόγω της εκκεντρότητας των φορτίων Λυγισμό σ κ, καθώς οι οδηγοί είναι πακτωμένοι στον πυθμένα του φρέατος (διαγράφεται σε περίπτωση 1:1 ανάρτησης)

21 5.1 Καταπόνηση του οδηγού σε κάμψη Η καμπτική ροπή που προκύπτει σαν άθροισμα των επιμέρους καμπτικών ροπών (των διαφόρων φορτίων επενεργούντων στις αντίστοιχες αποστάσεις) είναι: Μ b = Ρ σ b + Ρ θ c + Ρ ωφ d + Ρ θ.θ e + Ρ θ.θ f Οι αποστάσεις επενέργειας των φορτίων είναι από το κέντρο των οδηγών ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Τα παρακάτω ισχύουν με την προϋπόθεση ότι το κέντρο βάρους των οδηγών ταυτίζεται με το κέντρο ανάρτησης. Άλλως αναφερόμαστε στο δεύτερο. Α. Για πλαίσια με πλάγια ανάρτηση (τύποι ΗΑΙ,ΗΑS) (οι αποστάσεις υπολογίζονται κάθετα στον άξονα των οδηγών) κ= μήκος θαλάμου (στην κατεύθυνση προβόλου του σασσί)= 105 (cm) α= απόσταση κέντρου οδηγών από τοίχωμα θαλάμου = 15(cm) b= απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους σασσί = 14 (cm) c= απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους θαλάμου: c= κ/2 + α = - (cm) c= 105/ c= 67,5 d= απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους του ωφέλιμου φορτίου d = 2 κ/3 + α d = 2 105/3+15 d = 85,0 (cm) e = απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους πόρτας θαλάμου (αν υπάρχει)= 110 cm f = απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους 2 ης πόρτας θαλάμου (αν υπάρχει)= - β. Για πλαίσια οδηγών με οδηγούς εκατέρωθεν των πλευρών του θαλάμου (τύποι HADI, HA, HAD) (οι αποστάσεις υπολογίζονται κάθετα στον άξονα των οδηγών) κ= μήκος θαλάμου (με κατεύθυνση κάθετη στους οδηγούς)= - (cm) α= δεν υφίσταται τέτοια περίπτωση = - (cm) b= απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρο βάρους σασσί = - (cm) c= απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους θαλάμου: συνήθως είναι μηδενική λόγω της κατά κανόνα ταύτισης των δυο σημείων d= απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους του ωφέλιμου φορτίου d = κ/6 + c (cm) e = απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους πόρτας θαλάμου (αν υπάρχει)= - (cm) f = απόσταση κέντρου οδηγών από κέντρου βάρους 2 ης πόρτας θαλάμου (αν υπάρχει)= -

22 Βάσει των ανωτέρω αποστάσεων και με τα ήδη γνωστά φορτία, προκύπτει: Μ b = , , Μ b = Kp cm Η ανωτέρω καμπτική ροπή αντισταθμίζεται με ένα ζεύγος δυνάμεων Ρ Β, εφαρμοζόμενο στα σημεία οδήγησης του σασσί επί των οδηγών είναι: Ρ Β = Μ b /(2 l σ ) = 84062,5 / (2 300) Ρ Β = 140,1 Kp Η δύναμη αυτή βάσει της αρχής δράσης-αντίδρασης εφαρμόζεται και από το σασσί στους οδηγούς. Η καταπόνηση των οδηγών υπολογίζεται στην δυσμενέστερη κατάσταση φόρτισης που εμφανίζεται (λόγω αδράνειας): Κατά τη λειτουργία της αρπάγης (για 2:1 ανάρτηση) ή Κατά το φρενάρισμα της βαλβίδας ασφαλείας ( για 1:1 ανάρτηση Θεωρούμε τα φορτία προσαυξημένα κατά ένα συντελεστή f i που ονομάζεται συντελεστής κρούσης και είναι σύμφωνα με το ΕΝ 81.2 κατά περίπτωση, για έμμεση ανάρτηση 2:1 λόγω συστήματος αρπάγης : Αρπάγη ακαριαίας πέδησης με κυλινδρίσκο f i = 3,0 Αρπάγη ακαριαίας πέδησης με σφήνα f i = 5,0 Αρπάγη προοδευτικής πέδησης f i = 2,0 Για άμεση ανάρτηση 1:1 έχουμε τη βαλβίδα ασφαλείας με f i = 2,0 Η ανάρτηση 2:1 και αρπάγη ακαριαίας πέδησης με κυλιδρίσκο έχουμε f i = 3,0. Για οδηγούς 90 Χ 75 Χ 16 και W y = 11,4 cm 3 προκύπτει : σ b =f i (Ρ Β l ko )/ (4 W y ) σ b = 3 (140,1 120)/ ( 4 11,4) σ b = 1106,1 Κp/cm Καταπόνηση οδηγών σε λυγισμό (Ισχύει μόνο όταν υπάρχει σύστημα αρπάγης, δηλαδή σε 2:1 ανάρτηση). Η κατακόρυφη δύναμη που δρα πάνω στους οδηγούς λαμβάνεται κι αυτή στη δυσμενέστερη φόρτιση κατά τη λειτουργία δηλαδή (σε πλήρες φορτίο), του συστήματος αρπάγης και εφόσον (όπως πρέπει να συμβαίνει πάντοτε) οι οδηγοί είναι πακτωμένοι στον πυθμένα του φρέατος. Για οδηγό 90 Χ 75 Χ 16 ισχύουν: i. = J y / A i. = 51,5/ 17 i. = 2,44 cm και λ.= l κο / i. λ.= 120/2,44 λ.= 49,2 για St 37 και λ.= 49,18033 έχουμε ω= 1,6. Η καταπόνηση του οδηγού σε λυγισμό καθορίζεται από τη σχέση σ κ = f i [( P ωφ + Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ ) ω ]/(2 Α) σ κ = 3 [( ) 1,6 ]/(2 17) σ κ = 167,3 Kp/cm 2

23 5.3 Έλεγχος ολικής καταπόνησης (Για St-37, σ επ = 1800 Kp/cm 2 ) Για άμεση ανάρτηση 1:1 Η ολική πίεση είναι σ ν =σ b = - Kp/cm 2 Άρα ισχύει σ ν = - Kp/cm Kp/cm 2 = σ επ Για έμμεση ανάρτηση 2:1 Η σύνθετη καταπόνηση είναι σ ν = 0,9 σ b + σ κ σ ν = 0,9 1106,1+167,3 σ ν = 1162,8 Kp/cm Kp/cm 2 = σ επ 6. ΕΠΙΛΟΓΗ- ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΣΥΡΜΑΤΟΣΧΟΙΝΩΝ Το ιδίον βάρος των συρματόσχοινων θεωρείται αμελητέο. Απαραίτητη συνθήκη επάρκειας της αντοχής των συρματόσχοινων, είναι: ν 12 όπου ν ο συντελεστής ασφαλείας για τα συρματόσχοινα. Για τον υπολογισμό του συντελεστή ασφαλείας ισχύει η σχέση: Για ανάρτηση με ένα έμβολο ν= (η PBR) / (P ωφ + Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ ) ν=(6 5560) / ( ) ν= 12,6 12 Για ανάρτηση με δυο έμβολα ν= (η PBR) / (P ωφ + Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ ) /2 7.ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΞΟΝΑ ΤΡΟΧΑΛΙΑΣ Η καμπτική τάση στον άξονα της τροχαλίας υπολογίζεται από τη σχέση: σ = (PG c)/ w (Kp/cm 2 ) Το φορτίο καταπόνησης της τροχαλίας είναι: Για ανάρτηση με ένα έμβολο Ρ G = P ωφ + Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ + P μτ + P συρ /2

24 Ρ G = ,31/2 Ρ G = 1231,161 Kp Για ανάρτηση με δυο έμβολα Ρ G = (P ωφ + Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ ) /2 + P μτ + P συρ /2 Η ροπή αντιστάσεως του άξονα είναι W=π d τ 3 /32 W= π 40 3 /32 W= 6,28 cm 3 Τελικά προκύπτει σ = (PG c)/ w σ = (1231,161 3,5) / 6,28 σ = 685,8 Kp/cm 2 Και ισχύει σ= 685,8 Kp/cm Kp/cm 2 = σ επ 8. ΕΠΙΛΟΓΗ ΔΙΑΜΕΤΡΟΥ ΤΡΟΧΑΛΙΑΣ Σύμφωνα με τον ΕΝ 81.2 θα πρέπει να ισχύει: Φ τρ 40 Φ συρ ή Φ τρ Επιλέγεται τροχαλία τυποποιημένη με Φ 450 (mm) 9. ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΤΗΤΑΣ ΠΡΟΣΚΡΟΥΣΤΗΡΩΝ (ΕΠΙΚΑΘΗΣΕΩΝ) Ελάχιστο φορτίο αναρτώμενο είναι αυτό με ένα άτομο (ή 75 Kg): Ρ θmin = Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ + 75 Ρ θmin = Ρ θmin = 735 (Kp) Μέγιστο φορτίο αναρτώμενο είναι αυτό με πλήρη φορτίο θάλαμο: Ρ θmax =P ωφ + Ρ σ +Ρ θ +Ρ θθ + Ρ θθ + 75 Ρ θmax = Ρ θmax = 1185 (Kp) Για n= 2 τεμάχια προσκρουστήρες από τον πίνακα του κατασκευαστή για τύπο προσκρουστήρα Elastogran T1002 και ταχύτητα θαλάμου V θ = 0,64 m/sec προκύπτει ότι: Το μέγιστο ολικό επιτρεπόμενο φορτίο για n= 2 προσκρουστήρες είναι : Ρ π.max.ολ. = n P πmax Ρ π.max.ολ. = Ρ π.max.ολ. =1900 Kp Το ελάχιστο ολικό επιτρεπόμενο φορτίο για n= 4 προσκρουστήρες είναι : Ρ π.min.ολ. = n P πmin Ρ π.min.ολ. = Ρ π.min.ολ. = 400 Kp

25 Διαπιστώνουμε ότι: Ρ π.min.ολ. = 400 Kp 735 Kp = Ρ θ.min Ρ π.max.ολ. =1900 Kp 1185 Kp = Ρ θ.max 10. ΕΠΙΛΟΓΗ ΜΠΛΟΚ ΒΑΛΒΙΔΩΝ-ΒΑΝΑΣ-ΣΩΛΗΝΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ- ΒΑΛΒΙΔΑΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ Για αντλία παροχής Q ον = 150 lit/min εκλέγονται: Μπλοκ βαλβίδων : ΕΝ ½ Βάνα : 1 ½ Σωλήνας τροφοδοσίας : R 1A 1 ½ Βαλβίδα ασφαλείας : R10 1 ½