Требования охраны труда при транспортировке и перемещении грузов \ КонсультантПлюс

Требования охраны труда при транспортировке

и перемещении грузов

97. При транспортировке и перемещении грузов необходимо соблюдать следующие требования:

1) грузы на транспортных средствах устанавливаются (укладываются) и закрепляются так, чтобы во время транспортировки не происходило их смещение и падение;

2) при транспортировке груз размещается и закрепляется на транспортном средстве так, чтобы он не подвергал опасности водителя транспортного средства и окружающих, не ограничивал водителю обзор, не нарушал устойчивость транспортного средства, не закрывал световые и сигнальные приборы, номерные знаки и регистрационные номера транспортного средства, не препятствовал восприятию сигналов, подаваемых рукой;

3) груз, выступающий за габариты транспортного средства спереди и сзади более чем на 1 м или сбоку более чем на 0,4 м от внешнего края габаритного огня, обозначается опознавательными знаками «Крупногабаритный груз», а в темное время суток и в условиях недостаточной видимости, кроме того, спереди — фонарем или световозвращателем белого цвета, сзади — фонарем или световозвращателем красного цвета;

4) при транспортировке тарно-штучных грузов применяется пакетирование с применением поддонов, контейнеров и других пакетирующих средств. В пакетах грузы скрепляются между собой.

Груз на поддоне не должен выступать на расстояние более 20 мм с каждой стороны поддона; для ящиков длиной более 500 мм это расстояние допускается увеличивать до 70 мм;

5) при транспортировке длинномерных грузов длиной более 6 м они надежно крепятся к прицепу транспортного средства;

6) при одновременной транспортировке длинномерных грузов различной длины более короткие грузы располагаются сверху.

Запрещается располагать длинномерный груз в кузове по диагонали, оставляя выступающие за боковые габариты транспортного средства концы, а также загораживать грузом двери кабины транспортного средства;

7) для того, чтобы во время торможения или движения транспортного средства под уклон груз не надвигался на кабину транспортного средства, груз располагается на транспортном средстве выше, чем на прицепе-роспуске на величину, равную деформации (осадке) рессор транспортного средства от груза;

8) крупноразмерные конструкции из легких бетонов, не рассчитанные для работы на изгиб, а также изделия толщиной менее 20 см для транспортировки устанавливаются в вертикальное положение;

9) при транспортировке стеновых железобетонных панелей в вертикальном положении панели укладываются всей опорной плоскостью на платформу транспортного средства или опираются на подкладки, расположенные на расстоянии не более 0,5 м друг от друга;

10) при наклонном транспортном положении стеновые панели опираются нижней и боковой поверхностью на подкладки, расположенные друг от друга на расстоянии не более 0,5 м;

11) при горизонтальном транспортном положении панели перекрытий опираются по местам установки закладных деталей;

12) панели, транспортируемые вертикально, крепятся с двух сторон, а при наклонном положении — с одной стороны, выше положения центра тяжести панели;

13) при одновременной транспортировке нескольких панелей между ними устанавливаются разделительные прокладки, предотвращающие соприкосновение панелей и возможное их повреждение от соударения или трения в процессе транспортировки:

14) железобетонные фермы для транспортировки устанавливаются на транспортное средство в вертикальное положение с опиранием по концам в местах установки закладных деталей или в узлах нижнего пояса, имеющих в этих местах более развитую арматурную сетку;

15) железобетонные плиты покрытий, перекрытий транспортируются в горизонтальном положении с опиранием в местах расположения закладных деталей. При транспортировке плиты могут укладываться стопой на подкладках толщиной, превышающей на 20 мм высоту монтажных петель;

16) мелкоштучные стеновые материалы (кирпич, стеновые керамические камни, бетонные и мелкие шлакобетонные блоки, камни из известняков) транспортируются с применением пакетного способа на поддонах или инвентарных приспособлениях с использованием подъемно-транспортных средств общего назначения;

17) размещение пакетов мелкоштучных стеновых материалов на транспортном средстве зависит от габаритов транспортного пакета и способа производства погрузочно-разгрузочных работ:

в кузовах автомобилей, полуприцепов и прицепов грузоподъемностью 5 т при применении на погрузке-разгрузке подхватов целесообразна одноленточная или Т-образная установка пакетов;

в большегрузных автопоездах — установка пакетов поперек кузова отдельными штабелями.

98. Движение транспортных средств и погрузочных машин по площадкам буртового хранения организуется по утвержденным схемам без встречных потоков.

99. Перевозка работников в кузове транспортного средства запрещается.

Если необходима перевозка работников, то они располагаются в кабине транспортного средства.

100. При ручном перемещении грузов необходимо соблюдать следующие требования:

1) запрещается ходить по уложенным грузам, обгонять впереди идущих работников (особенно в узких и тесных местах), переходить дорогу перед движущимся транспортом;

2) перемещать вручную груз массой до 80 кг разрешается, если расстояние до места размещения груза не превышает 25 м; в остальных случаях применяются тележки, вагонетки, тали. Перемещать вручную груз массой более 80 кг одному работнику запрещается;

3) поднимать или снимать груз массой более 50 кг необходимо вдвоем. Груз массой более 50 кг поднимается на спину или снимается со спины работника другими работниками;

4) если груз перемещается вручную группой работников, каждый идет в ногу со всеми;

5) при перемещении катящихся грузов работник находится сзади перемещаемого груза, толкая его от себя;

6) при перемещении вручную длинномерных грузов (бревна, балки, рельсы) используются специальные захваты, при этом масса груза, приходящаяся на одного работника, не превышает 40 кг.

101. Перемещение грузов неизвестной массы с помощью грузоподъемного оборудования производится после определения их фактической массы.

Запрещается поднимать груз, масса которого превышает грузоподъемность используемого грузоподъемного оборудования.

102. Зона подъема и перемещения грузов электромагнитными и грейферными кранами ограждается.

103. При перемещении грузов автопогрузчиками и электропогрузчиками (далее — погрузчики) необходимо соблюдать следующие требования:

1) при перемещении грузов погрузчиками с вилочными захватами груз располагается равномерно относительно элементов захвата погрузчика. При этом груз приподнимается от пола на 300 — 400 мм. Максимальный уклон площадки при перемещении грузов погрузчиками не превышает величину угла наклона рамы погрузчика;

2) перемещение тары и установка ее в штабель погрузчиком с вилочными захватами производятся поштучно;

3) перемещение грузов больших размеров производится при движении погрузчика задним ходом и только в сопровождении работника, ответственного за безопасное производство работ, осуществляющего подачу предупредительных сигналов водителю погрузчика.

104. Крыши контейнеров и устройств для перемещения груза освобождаются от посторонних предметов и очищаются от грязи.

Запрещается находиться на контейнере или внутри контейнера во время его подъема, опускания или перемещения, а также на рядом расположенных контейнерах.

105. Перед подъемом и перемещением груза проверяются устойчивость груза и правильность его строповки.

106. При перемещении ящичных грузов необходимо соблюдать следующие требования:

1) во избежание ранения рук каждый ящик предварительно осматривается. Торчащие гвозди забиваются, концы железной обвязки убираются заподлицо;

2) при необходимости снятия ящика с верха штабеля следует предварительно убедиться, что лежащий рядом груз занимает устойчивое положение и не может упасть;

3) перемещать груз по горизонтальной плоскости, толкая его за края, запрещается.

107. Запрещается переносить на плечах лесоматериалы сразу после их обработки антисептиком. Работники без специальной одежды и средств индивидуальной защиты органов дыхания фильтрующего типа к работам с лесоматериалом, обработанным антисептиками, не допускаются.

108. При перемещении тяжеловесных грузов необходимо соблюдать следующие требования:

1) тяжеловесные, но небольшие по размерам грузы перемещаются по лестницам зданий с применением троса по доскам, уложенным на ступенях лестниц. Для облегчения перемещения под основание груза подкладываются катки;

2) находиться на ступенях лестницы за поднимаемым или перед опускаемым при помощи троса тяжеловесным грузом запрещается;

3) тяжеловесные грузы перемещаются по горизонтальной поверхности при помощи катков. При этом путь перемещения очищается от всех посторонних предметов. Для подведения катков под груз применяются ломы или домкраты. Во избежание опрокидывания груза следует иметь дополнительные катки, подкладываемые под переднюю часть груза;

4) при спуске тяжеловесного груза по наклонной плоскости применяются меры по исключению возможного скатывания или сползания груза под действием собственной тяжести или его опрокидывания.

109. Перемещение не разобранного стога волоком одним или несколькими тракторами производится по заранее выбранному и подготовленному для этого маршруту под руководством работника, ответственного за безопасное производство работ.

110. При проведении погрузочно-разгрузочных работ и работ по размещению затаренной плодоовощной продукции (мешки, ящики, контейнеры, сетки, пакеты, поддоны) на специально оборудованных местах длительного хранения применяются стационарные и передвижные ленточные конвейеры, наклонные спуски, пакетоукладчики, автопогрузчики и электропогрузчики.

Скорость движения ленты конвейера для транспортирования затаренной плодоовощной продукции не должна превышать 1,2 м/с.

111. Перемещение длинномерных грузов вручную производится работниками на одноименных плечах (правых или левых). Поднимать и опускать длинномерный груз необходимо по команде работника, ответственного за безопасное производство работ.

112. При перемещении груза на носилках оба работника идут в ногу. Команду для опускания груза, переносимого на носилках, подает работник, идущий сзади.

Перемещение груза на носилках допускается на расстояние не более 50 м по горизонтали.

Перемещение груза по вертикали и горизонтали

Вычисление координат Ц. Т. судна при перемещении груза основывается на применении известной в теоретической механике теоремы: если в системе, состоящей из нескольких тел, одно из тел переместится в каком-либо направлении, то и Ц.Т. всей системы переместится в том же направлении параллельно перемещению Ц.Т. этого тела. При этом величина перемещения Ц.Т. системы составит такую часть от перемещения Ц.Т. тела, какую вес тела составляет от веса всей системы.

СодержаниеСвернуть

• Перемещение груза по вертикали
• Перемещение груза по горизонтали поперек судна
• Перемещение груза по горизонтали вдоль судна
• Чертеж размещения грузов и определение координат центра тяжести отдельных грузов

Перемещение тела в произвольном направлении можно заменить тремя последовательными перемещениями параллельно выбранным главным осям. Таким образом, общий случай переноса груза на судне можно заменить тремя частными случаями, а именно: перемещениями по вертикали и перемещениями по горизонтали вдоль и поперек судна.

Перемещение груза по вертикали

Предположим, что груз весом Р перемещен по вертикали из трюма на палубу. Водоизмещение судна D при этом не изменится, но центр тяжести судна переместится по вертикали в сторону перемещения груза из точки G в точку G₁.

Рис. 1

Применительно к рассматриваемому случаю вертикального перемещения груза приведенная выше теорема позволяет записать:

GG1ιz=PD      откуда      GG1=PιzD                    (1)

• где ιz – расстояние, на которое переместился Ц.Т. груза Р в вертикальном направлении.

Для определения нового положения Ц.Т. судна, т.е. аппликаты Z_G1 точки G₁, воспользуемся выражением (1) и подставим вместо отрезка GG₁ его значение. Тогда получим:

ZG1=ZG+GG1=SG+PD·ιz                    (2)

Если вместо одного груза по вертикали перемещается несколько грузов Р₁, Р₂, … , P_n, то Ц.Т. судна переместится на расстояние:

GG1=P1·ιz1+P2·ιz2+. ….+Pn·ι zn,D

• где l_Z1, l_Z2 , ….., I_Zn – расстояния, на которые перемещены грузы P₁, Р₂, … , Pn в вертикальном направлении (с соответствующими знаками перед плечами l_z: если груз перемещается снизу вверх, плечо берется с плюсом, если сверху вниз – с минусом).

Аппликата нового положения Ц.Т. судна определится из уравнения:

ZG1=ZG+P1·ιz1+P2·ιz2+…….+Pn·ι znD.

Перемещение груза по горизонтали поперек судна

Пусть груз весом P перемещается по горизонтали поперек судна из точки А в точку В на расстояние l_у. Перемещение производится параллельно начальной ватерлинии ВЛ, т. е. параллельно оси ОУ. Заметим, что такой перенос груза можно представить как снятие груза в точке А и прием такого же груза в точке В. Если приложить к судну в этих точках две равные, но противоположные верти­кальные силы, то образуется пара сил на плече l_у, момент которой, вызовет крен судна. Таким образом, горизонтальное перемещение груза поперек судна вызовет поперечное наклонение – крен, и ватерлиния займет новое положение В₁Л₁, т. е. изменится посадка судна. При перемещении груза поперек судна в горизонтальном направлении Ц.Т. судна, расположенный в точке G, переместится в том же направлении.

Рис. 2

Расстояние, на которое перемещается Ц.Т. судна, по аналогии с предыдущим случаем, определяется выражением:

GG1=P·ιyD,

где l_у – расстояние, на которое переместился Ц.Т. груза в горизонтальном направлении поперек судна. Тогда координата нового центра тяжести судна при поперечном перемещении груза определяется по формуле:

YG1=YG+GG1=YG+PD·ιy,

В случае переноса нескольких грузов P_1у, P₂, …, P_n расстояние, на которое переместится Ц.Т. судна может быть найдено с помощью формулы:

GG1=P1·ιy1+P2·ιy2+……+Pn·ι ynD,

• где l_у1, l_у2, …, l_уn – расстояния, на которые были перемещены грузы Р₁, Р₂, …, Р_n (с соответствующими знаками перед плечами l_у: при перемещении груза слева направо, плечо берется с плюсом, при перемещении справа налево – с минусом).

Перемещение груза по горизонтали вдоль судна

Допустим, что груз Р перемещен по горизонтали вдоль судна из точки А в точку В на расстояние l_х . Как в предыдущем случае, такой перенос груза можно представить как снятие груза в точке А и прием такого – же груза в точке В. Прикладывая к судну в точках А и В две равные, но противоположно направленные вертикальные силы, видим, что продольный перенос груза приводит к образованию пары сил на плече l_х. Момент этой пары сил вызывает дифферент судна, вследствие чего первоначальная ватерлиния ВЛ занимает новое положение В₁Л₁. При перемещении груза Ц.Т. судна переместится из точки G в точку G₁ по горизонтали параллельно направлению перемещения груза Р.

Рис. 3

Применяя описанную выше методику, можно определить величину этого перемещения:

GG1=P·ιxD,

Где l_х расстояние, на которое перемещён Ц.Т. груза в горизонтальном направлении вдоль судна. Абсцисса Ц. Т. судна в его новом положении будет:

XG1=XG+GG1=XG+PD·ιx,

Если на судне перемещается несколько грузов и на разное расстояние, то перемещение Ц.Т. судна будет:

GG1=P1·ιx1+P2·ιx2+…….+Pn·ιx n,D

Тогда абсцисса нового положения Ц.Т. судна будет:

XG1=ZG+P1·ιx1+P2·ιx2+…….+Pn·ιxn.D

Чертеж размещения грузов и определение координат центра тяжести отдельных грузов

Для расчетов дифферента и остойчивости груженного судна, необходимо знать положение Ц.Т. каждой партии груза от миделя – х_i и от киля – Z_i Ц.Т. определяется как центр объема партии груза.

Задача легко решается при помощи масштабного чертежа судна, где одновременно указывается размещение груза по партиям, по отсекам.

Чертится судно по ДП с масштабом по горизонтали 1:200 , по вертикали 1:100 на миллиметровой бумаге. Все грузовые помещения разбиты на клетки размером 5 х 5 мм. Число клеток по каждому грузовому помещению (n_i) подсчитывается отдельно.

Рис. 4

Определяем объемный масштаб клетки, т. е. грузовместимость, приходящуюся на одну клетку:

MTP(TB)=WTP(TB)NTP(TB)(m3/кл),

• где W – объем отсека, N – количество клеток.

Зная масштабный объем клеток М и объем, занимаемый грузом, определяем число клеток, приходящихся на каждый груз:

NКЛ=WГРМТР(ТВ),

• где Wгр – объем груза.

Все элементы вносим в таблицу:

Размещение грузов
Наименование помещения	N тр/тв	W тр/тв	M тр/тв	рельсы		хлопок
				Wгр (м3)	Nгр (кл)	Wгр (м3)	Nгр (кл)	и т. д. …
Трюм № 1
…………….
Твиндек №1
и т. д.

 
На основании составленной таблицы делаем чертеж размещения грузов:

Рис. 5

На схеме каждый груз закрашивается отдельно, по количеству занимаемых клеток. Наметив Ц.Т. грузов и запасов, измеряют их удаление от миделя и киля на чертеже, умножают на масштаб и получают значения X_i и Z_i (в метрах) и записывают в сводную таблицу нагрузки масс судна.

Ниже на рисунке 6 приведен пример такого чертежа (грузового плана), составленного на миллиметровой бумаге.

Рис. 6

Предлагается к прочтению:
Плавучесть судна
Теоретический чертеж и координатные плоскости оси

Сноски

Как добавить горизонтальную движущуюся (динамическую) нагрузку

БЛОГ
СОВЕТЫ И РУКОВОДСТВА

Центробежная сила (горизонтальная движущаяся нагрузка) состоит из двух компонентов: радиальной силы и опрокидывающей силы. Предполагается, что радиальная составляющая центробежной силы передается от палубы через концевые поперечные шпангоуты или диафрагмы на опоры и основание. Опрокидывающая составляющая центробежной силы возникает из-за того, что радиальная сила приложена на расстоянии выше верхней части настила. Компонент опрокидывания приводит к тому, что на внешнюю линию колеса приходится более половины веса грузовика, а на внутреннюю линию колеса приходится меньше половины веса грузовика на ту же величину. Таким образом, внешняя часть моста больше нагружается временной нагрузкой. Опрокидывающая сила вычисляется путем взятия суммы моментов относительно внутреннего колеса и установки суммы равной нулю. В результате внешняя балка будет получать немного большую нагрузку, а самая внутренняя балка получит немного меньшую нагрузку. Таким образом, также необходимо вычислить условие отсутствия центробежной силы, т. е. неподвижного автомобиля, и выбрать наихудший случай.

Рис. Реакции автомобильной центробежной силы на колесную нагрузку

Справочник по проектированию стальных мостов, подготовленный FHWA

После ручного расчета реакции колесной нагрузки опрокидывающее воздействие центробежных сил можно учитывать при анализе подвижной нагрузки в midas Civil

(новое усовершенствование в Civil 2021 (v1.1)). В предыдущих версиях также можно было автоматически назначать центробежную силу для кода динамической нагрузки AASHTO, используя варианты статической нагрузки, преобразованные из индикатора подвижной нагрузки. Необходимо выполнить следующие шаги:

С помощью этой функции можно учесть эффект опрокидывания на колесные нагрузки из-за центробежной нагрузки для конкретных элементов, выбранных пользователем.

Вот процедура. Например, максимальный положительный момент j-конца элемента №. 444 составляет 1749,1 килофутов, и мы хотим найти соответствующие центробежные нагрузки.

Шаг 1.

Выполните анализ подвижной нагрузки. Максимальный положительный момент из-за временной нагрузки = 1749,1 тыс. футов.

Шаг 2.

Перейдите в Tracer Moving Load Tracer и найдите положение транспортного средства, которое дает максимальный положительный момент для элемента №. 444.

Шаг 3.

Нажмите кнопку «Записать мин./макс. загрузку в файл» и

отметьте «Центрифуга». al Forces в диалоговом окне ниже. Нажмите «ОК».

Будет создан файл MCT.

Шаг 4.

Скопируйте и вставьте текст из файла MCT в командную оболочку MCT. Щелкните Выполнить.

Как вертикальные динамические нагрузки, так и соответствующие центробежные нагрузки

будут генерироваться как статическая нагрузка.

Шаг 5.

Проверьте центробежную нагрузку (опрокидывающийся компонент).

Шаг 6.

Добавьте эффект центробежной нагрузки (эффект опрокидывания)

к эффекту анализа подвижной нагрузки.

1749,1 тыс. футов + 198 тыс. футов = 1947,1 тыс. футов

Если вы хотите учитывать центробежную нагрузку (радиальную составляющую) на конструкцию основания, можно использовать горизонтальную составляющую центробежной нагрузки.

Примечание:

1. Центробежная сила будет доступна только для транспортного средства с сосредоточенной нагрузкой.
2. Направление центробежных сил относительно направления транспортного средства: выберите направление центробежных сил в поперечном направлении полосы движения на основе продольного направления полосы движения. Дополнительные сведения см. в онлайн-руководстве.

    Направление справа налево / Направление слева направо

• Последние
• Популярное

Подпишитесь на S.O.S Newsletter

Как легко перемещать объекты, сохраняя их уровень

В моей дизайнерской карьере много раз мне приходилось
перевести объект без вращения.
Поднятие предмета со стола — отличный пример этого. В аэропорту мы можем увидеть загрузчика багажа
использование ножничного подъемника для загрузки и разгрузки личных вещей. В большинстве случаев мы хотим поддерживать уровень
землю, но часто нам просто нужно сохранить тот же угол. Я когда-то сконструировал держатель для шовной сварки
робот, который должен был держать наконечник под определенным углом относительно
часть. Он не был горизонтальным.

Есть пять
основные способы перемещения предметов без вращения.
К ним относятся:

• Параллельные звенья
• Выравнивание цепи и звездочки
• Ножничные подъемники
• 9001 1 Гидравлическое нивелирование
• Электронное нивелирование

Все они имеют свои сильные и слабые стороны, и мы воля
обсудить их. Давайте изучим каждый
более.

Параллельные соединения

Параллельная связь, вероятно, является наиболее узнаваемым методом сохранения уровня. Два параллельных звена равной длины шарнирно закреплены на фиксированных точках поворота. Линия, проведенная между двумя опорными точками, — это линия, параллельной которой мы будем оставаться при вращении звеньев. Обратите внимание, что ссылки не обязательно должны быть прямыми. Это два силовых элемента (как натянутая веревка), поэтому, если они не прямые, вам придется рассчитывать дополнительные моменты. Также самоочевидно, что вы не можете получить непрерывную ротацию с этой системой, потому что звенья будут мешать друг другу.

Есть два основных момента, которые следует учитывать при
проектирование системы параллельных связей. Это величина нагрузки и размещение нагрузки.

Размещение груза не влияет на то, насколько тяжело (для цилиндра) поднимать груз. Вроде бы наоборот, но цилиндр отвечает только за подъем величины груза . Размещение нагрузки регулируется изменением усилия в звеньях. Вот почему вы часто видите маленькие цилиндры, поднимающие большие грузы. Давайте углубимся в математику.

Рисунок 1

Итак, я собираюсь доказать вам, что размещение нагрузки на что-то влияет, но не влияет на нагрузку на наш цилиндр. В моем первом случае я собираюсь положить сто фунтов прямо на штифт и рассчитать натяжение в левом звене члена. Выполняя статику, вам нужно суммировать силы на штифте, к которому приложена нагрузка. Момент равен нагрузке (100 фунтов), умноженной на плечо момента (0 дюймов), деленной на расстояние между стержнями (11,26 дюйма). Все, что умножается на ноль, по-прежнему равно нулю, поэтому в этой связи нет никакой силы. Это вроде как для езды, и просто нужно убедиться, что планка поддерживается на одном уровне.

Теперь я выдвину свой груз на 20 дюймов и
пересчитать. У меня сейчас есть момент
100 фунтов умножить на 20 дюймов или 2000 фунтов на дюйм.
Если я разделю это на 11,26 дюйма, моя сила составит 178 фунтов. Таким образом, я значительно увеличил нагрузку на звено.
сдвинув его на 20 дюймов. Напряженность
член очень легко рассчитать, а вот компрессионный член немного больше
сложный из-за цилиндра. Статика на ссылке сжатия
немного не по теме, поэтому я не буду освещать это в этой статье. В любом случае посчитать не сложно.

Теперь перейдем к расчету
сила цилиндра. Во многом это функция
того, что сейчас в разделе А-А. Этот
момент равен расстоянию (12,56 дюйма), умноженному на нагрузку (100 фунтов), умноженному на
угол между ними (60 °), который равен 628 дюйм-фунтам. Из-за точки поворота в конце
ссылка, никогда не будет увеличения, если нагрузка не увеличится. Другими словами, поперечная нагрузка в
верхний элемент всегда составляет 100 фунтов, но момент нагрузки меняется. Нас интересует только сдвигающая нагрузка в
этот расчет. (Обратите внимание, что
момент в А-А будет меняться при изменении угла, так что будьте осторожны). Со связью вы можете обойтись относительно
небольшой цилиндр для подъема тяжелых грузов из-за этого принципа.

Загрузка
размещение имеет решающее значение для проектирования системы параллельных каналов . Ты можешь
на самом деле удваивайте нагрузку на ссылку, если вы не будете осторожны. В приведенном выше примере у меня может быть нагрузка, которая
центрируется на штифте и во время его перемещения груз может фактически скользить к
влево или вправо. Если бы мы использовали это для
загрузить багаж в самолет, у нас были бы грузы, которые смещались примерно от
центра к краю конструкции.
Я упоминаю об этом, потому что мы всегда хотим иметь интерфейс цилиндра.
со ссылкой на сжатие, и мы всегда хотим, чтобы ссылка на сжатие оставалась в
сжатие.

Причина, по которой это важно, обычная статика. Глядя на рисунок 2, поток напряжения ясен. Наш цилиндр находится в сжатом состоянии (если я его уберу, конструкция упадет вправо). Пока звено находится в сжатом состоянии, напряжение будет хорошо стекать, как показано толстой линией. Однако не вся эта нагрузка будет проходить через цилиндр (особенно при изменении угла) и небольшая ее часть будет направлена ​​на звено. Дело в том, что у нас будет плавный поток напряжений по всему звену и цилиндру.

Рисунок 2

Если я сдвину нагрузку дальше влево от левого звена, я изменю направление силы в правом звене. Связь с цилиндром теперь натянута. (Обратите внимание, что если нагрузка находится между ссылками, обе будут сжаты). Теперь цилиндр все еще находится в сжатом состоянии, пытаясь удержать нагрузку. Если мы посмотрим на модифицированный поток напряжений на рисунке 3, мы увидим, что первичный поток напряжений возникает между двумя поворотными штифтами и находится в состоянии растяжения. Однако сжимающая нагрузка цилиндра должна куда-то деваться. Он хочет подняться к верхнему стержню, но нет сил балансировать. Затем ему нужно сделать разворот (это довольно ужасно) и вернуться к нижнему стержню. Это напряжение от нижнего шарнира к креплению цилиндра является растягивающим напряжением и добавляется к растягивающему напряжению звена. Результатом нахождения звена в напряжении является усиление напряжения. Также обратите внимание, что стрессы не любят делать развороты. По определению, это большая концентрация стресса, и вы будете рвать на себе волосы в FEA (да, было там). Как показывает опыт, всегда старайтесь смещать нагрузку так, чтобы элемент цилиндра находился в сжатом состоянии, чтобы ваши звенья были небольшими и эффективными. В тех редких случаях, когда я не мог предотвратить изменение направления нагрузки, мне обычно удавалось свести к минимуму последствия, ограничив расстояние смещения и величину нагрузки.

Рисунок 3

Параллельные связи — это мощные инструменты, которые используются во многих типах машин. Преимущества использования небольших цилиндров для подъема грузов очевидны и позволяют поднимать тяжелые предметы на большие расстояния.

Выравнивание цепи и звездочки

Одним из ограничений параллельных звеньев является невозможность непрерывного движения. На самом деле, практические пределы системы параллельного соединения обычно ниже 125°. Конечно, всегда есть исключения. Теперь, если артикуляция является ограничением, которое вам нужно устранить, лучше использовать форму выравнивания цепи и звездочки. Система выравнивания цепи и звездочки или «выравнивание цепи» работает за счет наличия стержня или звена фиксированной длины и установки звездочки на каждом конце. Для правильной работы звездочки должны иметь одинаковое количество зубьев. Затем цепь проходит вокруг двух звездочек. Звездочка, установленная на шарнире, обычно неподвижна. Таким образом, когда вы вращаете звено, цепь наматывается на одну звездочку и разматывается на такую ​​же величину на другой звездочке. В результате звездочка со свободным концом остается в одном и том же вращательном положении на протяжении всего своего движения. Кроме того, если вы настроите геометрию так, чтобы компоненты не мешали друг другу, вы можете обойти ее на 360 градусов, если вам нужно, и вы можете делать это непрерывно, а не только один раз!

          Как вы понимаете, люфт и провисание цепи важны, поэтому необходим метод натяжения цепи. Это можно сделать, добавив натяжитель цепи или даже сделав звено регулируемым.

          Выравнивание цепи также является отличным выбором, если вам необходимо электрически изолировать концы. Заменив цепь (и звено) на непроводящий материал, можно получить на каждом конце устройства разные электрические потенциалы. Когда вы делаете это, вы теряете способность к непрерывному вращению.

          При расчете нагрузок на цепь и -ю систему звездочек мы сталкиваемся с некоторыми проблемами при расчете нагрузок. Сразу замечаем, что цепь будет действовать как пара (две параллельные силы противоположного направления, но равные по величине и разделенные перпендикулярным расстоянием [очевидно]). Однако цепь не выдерживает сжимающих нагрузок и провисает под любой сжимающей нагрузкой. Как только цепь провиснет, теперь нам нужно создать пару на стороне натяжения цепи и звена.

          Давайте рассмотрим небольшой пример. Система выравнивания цепи будет иметь звездочку диаметром 20 дюймов и предварительную нагрузку 1000 фунтов на цепь. Прикладывается момент в 30 000 фунтов, а затем снимается.

          Чтобы решить эту проблему, мы должны загрузить систему в два этапа. Шаг 1 заключается в разгрузке цепи с одной стороны до тех пор, пока приложенный момент не станет равным предварительному натяжению цепи. В этот момент на натянутой стороне будет та же нагрузка, что и на предварительном натяжении, но другая сторона будет полностью ослаблена. Важно отметить, что в это время не будет увеличения нагрузки на натяжной стороне. Мы просто разгружаем слабую сторону. В нашем примере это момент (20 дюймов) * (1000 фунтов) = 20 000 фунтов. 

          На шаге 2 мы должны загрузить оставшиеся 10 000 дюйм-фунтов, используя центральное звено в качестве расстояния для нашей пары, которая срабатывает на половине диаметра звездочки. Таким образом, 10 000 дюймов на фунт / (20 дюймов / 2) = 1000 фунтов. Если мы добавим это к предварительной нагрузке, мы обнаружим, что натяжение в цепи будет увеличиваться с 1000 до 2000 фунтов по мере добавления момента.

На практике мы хотим свести к минимуму нагрузку, возникающую при расчете на шаге 2, за счет хорошей предварительной нагрузки в цепи. Это предотвратит усталость от отказа.

            Одна из замечательных особенностей выравнивания цепи заключается в том, что вы можете прокладывать цепь так, как вам хочется, при условии, что звездочки на концах имеют одинаковый размер. Вы можете проложить цепь через любое количество других звездочек. Вы даже можете иметь две цепи, работающие рядом друг с другом! Я видел случаи, когда нужна большая звездочка, но она не влезет в трубу. Решение заключалось в том, чтобы цепь проходила через пластиковые изнашиваемые накладки и «собачью кость» в трубку меньшего размера.

Одним из преимуществ выравнивания цепи по сравнению с параллельными звеньями является то, что мы можем вращать нижнюю звездочку и заставлять вращаться верхнюю звездочку. Это полезно для периодической очистки; когда нижняя звездочка вращается, некогда горизонтальная поверхность на верхней звездочке теперь становится вертикальной, и мусор или скопившуюся воду можно легко удалить.

У цепных систем выравнивания есть еще два недостатка. Во-первых, существует практический предел момента, с которым можно справиться. Это ограничивается размером звездочки и размером цепи. Другое ограничение такое же, как и для параллельного соединения. Перевод осуществляется на фиксированный радиус, а движение ограничено полярными координатами. Это означает, что нет линейного движения, только угловое.

Ножничные подъемники

Изображение предоставлено Эллиоттом Брауном на Flickr

Если вам нужно линейное движение в одном направлении, вам подойдут ножничные подъемники. Структура названа в честь известного режущего инструмента, и они порежут или, по крайней мере, разобьют вам руку, если вы подойдете слишком близко. Они являются преобладающим методом линейного подъема материалов на высоту, намного превышающую высоту в сложенном состоянии.

Ножничные подъемники кажутся довольно очевидными в том, как они работают, но они сложнее, чем кажутся. Во-первых, расчет сил, действующих на систему, чрезвычайно сложен. Фактически, некоторые ножничные подъемники статически неопределимы в зависимости от того, как крепятся цилиндры. В качестве подхода каждое звено должно иметь отдельную диаграмму свободного тела, и для нахождения всех результирующих сил необходимо множество наборов уравнений.

Звено типа «ножницы» состоит из пяти основных компонентов: звеньев, основания с поверхностью скольжения, верхней части с поверхностью скольжения, ползунков и цилиндра. Показаны два расположения цилиндров, но возможно и большее количество. Угловой является наиболее популярным, потому что он позволяет цилиндру сжиматься, создавая большую силу.

 В ножничной конструкции необходимо учитывать, как нагружается верхний элемент. Если ползунки когда-либо натянуты, в системе не только появится провисание, но вам понадобится способ удерживать ползунки на верхних и нижних компонентах. Один из способов свести к минимуму или устранить это — сместить нагрузки так, чтобы они были ближе к точке реакции ползуна, чем к точкам поворота. Вы определенно захотите, чтобы ползунок оставался соединенным с верхом или основанием, даже если он способен воспринимать только случайные восходящие нагрузки.

          Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание, — это болтовня. Вибрация часто возникает из-за того, что поверхность скольжения находится слишком далеко от места поворота ползуна. Может помочь минимизация расстояния или максимизация длины ползунка. Часто использование кулачковых роликов для ползунка является отличным дизайном.

         Преимущество ножничных подъемников в том, что они легко доступны! Вы можете легко найти версии с электрическим, пневматическим, пружинным и гидравлическим приводом.

Гидравлическое выравнивание

Гидравлическое выравнивание — это самый сложный механический метод поддержания уровня поверхности, поскольку необходимо учитывать множество компонентов. Традиционно используется для выравнивания платформы на подъемнике. На платформе между платформой и стрелой должен быть верхний гидроцилиндр. Этот цилиндр приводится в движение аналогичным нижним цилиндром между стрелой и стояком или поворотным кулаком. Важно отметить, что нижний цилиндр не поднимает и не опускает стрелу, он указывает верхнему цилиндру, что делать.

Как это работает: Глядя на приведенную ниже схему, мы видим пять основных компонентов: верхний и нижний цилиндры, клапан удержания нагрузки на верхнем цилиндре, двойной уравновешивающий клапан и направляющий регулирующий клапан. Распределитель направления и двойной уравновешивающий клапан предназначены для переустановки времени, поэтому мы будем игнорировать их до конца статьи.

Мы проиллюстрируем, как работает система, пройдя цикл. Мы начнем с того, что стрела находится в опущенном положении, так что нижний цилиндр втянут, а верхний цилиндр выдвинут. Когда стрела поднимается, нижний цилиндр выдвигается. Масло в секции штока будет вынуждено уйти и переместиться в верхний цилиндр, где оно создаст давление, откроет уравновешивающий клапан и войдет в секцию штока. Масло из секции отверстия верхнего цилиндра будет вытеснено и переместится в нижнюю секцию. Когда мы опускаем стрелу, происходит обратное.

Чтобы спроектировать хорошее гидравлическое нивелирование, вам необходимо учесть шесть факторов:

1. Размер цилиндра : Первое, что вам нужно сделать при проектировании гидравлического нивелирования, это выбрать цилиндры с одинаковой геометрией. Размер отверстия и штока, а также длина хода должны быть одинаковыми. Если есть какая-то разница, вы не получите хороших результатов.
2. Дополнительный ход: Рекомендуется оставлять не менее ¼ дюйма дополнительного хода на каждом конце нижнего цилиндра. Вы же не хотите попасть в ситуацию, когда цилиндр подъема стрелы выдвинут не полностью, а нижний цилиндр уже выдвинут. Как вы можете себе представить, цилиндр подъема стрелы намного мощнее, и он разорвет нижний цилиндр. Произойдут очень плохие вещи. Вам также нужен дополнительный ход, чтобы вариации в изготовлении не накапливались и не вызывали проблем.
3. Удерживание груза: Шланги иногда рвутся, поэтому вы также можете добавить удержание груза прямо на верхнем цилиндре, чтобы предотвратить любое непреднамеренное движение платформы. Уравновешивающие клапаны с передаточным отношением 3:1 или 4,5:1 должны хорошо работать в этом приложении. Убедитесь, что они установлены как минимум на 15% выше, чем давление в системе.
4. Ограничение давления и скорости жидкости: Чтобы синхронизировать эти цилиндры, нам необходимо ограничить давление и скорость жидкости. Во-первых, вы захотите посмотреть на скорость масла, выходящего из цилиндров, и поддерживать ее на уровне менее 10 футов в секунду. Это будет то же самое, что и для стандартной гидравлической обратной линии. Причина этого в том, что вам не нужны большие перепады давления только для перемещения жидкости между цилиндрами. Вы хотите, чтобы жидкость выполняла работу по поддержанию уровня, а не просто пыталась выйти из противовеса достаточно быстро. Чтобы исправить это, увеличьте размер шланга. Также важно поддерживать низкое рабочее давление. Вы захотите работать с давлением около 2/3 давления в системе. Для системы на 3000 фунтов на квадратный дюйм мы хотим, чтобы наш цилиндр работал при 2000 фунтов на квадратный дюйм. Причина этого в том, что мы не хотим, чтобы внезапные скачки давления приводили к непреднамеренному открытию уравновешивающих клапанов и изменению уровня. В результате вам потребуется увеличить диаметр цилиндра и длину хода на обоих цилиндрах.
5. Учетная запись для отклонения: Вероятно, это критерий, которым чаще всего пренебрегают, потому что он не очевиден. В идеальном мире геометрия цилиндра с одинаковой геометрией на обоих концах будет работать идеально. Чтобы сделать геометрию одинаковой, потребуется, чтобы размеры (A, B, C и D) на рисунке были одинаковыми как для верхнего, так и для нижнего цилиндров. Имейте в виду, что вращение этих компонентов может быть изменено. Однако это реальный мир, и стрелы отклоняются. Когда стрела загружена в горизонтальном положении, она может отклоняться на 5°, но когда я держу стрелу почти вертикально, она может отклоняться только на 0,5°. Если мы не учтем это, платформа не будет корректно отслеживаться и выйдет за пределы уровня. Чтобы учесть это, геометрия цилиндра должна обеспечивать поворот платформы на 4,5° больше, чем поворот стрелы. Это приводит к тому, что геометрия цилиндра немного отличается на каждом конце.
6. Ручная регулировка: Гидравлическое выравнивание не идеально, и время от времени вам потребуется регулировать уровень платформы. На приведенной выше схеме нам потребуется добавить гидрораспределитель по двум причинам. Первое очевидно; время от времени регулировать уровень платформы. Во-вторых, нам нужен способ заправить цилиндры и шланги. Воздух не является другом любой гидравлической системе, поэтому важно, чтобы масло попадало в систему, а воздух удалялся. Из закрытых систем, подобных этой, трудно удалить воздух, поэтому я рекомендую полностью задействовать платформу, когда стрела поднимается и опускается дважды.

Непосредственное использование распределителя направления с рабочими портами с закрытым центром сопряжено с двумя проблемами. Во-первых, если происходит скачок давления, обратный поток в бак блокируется, поэтому системе необходимо поглощать избыточное давление. Вторая причина заключается в том, что, хотя на схеме показано, что порты заблокированы, в действительности клапан имеет небольшую утечку. Это связано с тем, что золотник клапана имеет небольшой зазор в просверленном отверстии. Хотя это количество жидкости невелико, оно обычно измеряется в каплях в минуту. Если оставить установку устройства на ночь, это может привести к резкому изменению угла платформы.

Размещение двойного уравновешивающего клапана между направляющим клапаном и контуром цилиндра решает обе эти проблемы. Это обеспечит герметичность цилиндров, а также позволит избежать скачков давления, а также тепловых давлений. Эти уравновешивающие клапаны предназначены исключительно для удержания нагрузки, поэтому целесообразно использовать клапан с более высоким коэффициентом. Я рекомендую клапан 10:1, установленный на 15% выше, чем давление в системе.

Гидравлическое выравнивание

Тип 2

Существует еще один тип гидравлического выравнивания, при котором переключатель уровня активирует клапан управления направлением, когда платформа отклоняется от уровня более чем на несколько градусов. Этот тип выравнивания прост, но очень дерганый и имеет эффект храповика. Я упомянул об этом только для того, чтобы дополнить картину, потому что этот тип управления был заменен электронным управлением.

Электронные системы управления

Электронные системы управления для систем нивелирования — это направление развития отрасли. Электронная система управления будет контролировать аналоговый датчик или индикатор уровня на основе энкодера и вносить коррективы по мере необходимости. Гидравлические цилиндры приводятся в действие с помощью ПИД-регулятора или аналогичной системы управления пропорциональными гидрораспределителями.