dwg.ru forum rss xml
| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму |

Вернуться   Форум DWG.RU > Отраслевые разделы > Машиностроение > Как расчитать падение груза закрепленного тросом?

Как расчитать падение груза закрепленного тросом?

Версия для печати
 
Ответ
Опции темы Поиск в этой теме
Непрочитано 19.10.2017, 09:33 1 | #1
Как расчитать падение груза закрепленного тросом?
Fogel
 
сисадмин/инженер-механик
 
Челябинск
Регистрация: 21.01.2005
Сообщений: 6,955

Fogel вне форума Вставить имя

Суть пробемы: допустим, есть лифт (для простоты объяснения) лебедка опускает его вниз и тут он застревает в направляющих, но лебедка продолжает стравливать канат. И тут кабине надоедает висеть и она срывается вниз. Необходимо подсчитать усилие рывка.
Я прикинул равенство энергий развиваемых при падении груза и растяжением каната при рывке. Возможно есть другой подход? Как учесть жесткость привода? Есть ли в справочниках жесткость по конкретным моделям канатов (нашел в СНиПах что для многопрядных 1,02*10^5МПа, т.е. в два раз меньше против Юнга).
А ещё лучше нечто типа онлайн калькулятора, а то шефы не верят что чем выше висит груз, тем жестче удар (при одинаковом пути падения). Моим графикам в Экселе они чейто не верят.
P.S. Задача реальная. Оборвало трос, вынесло все, вместе с направляющей. Не верят что было достаточно 150мм падения для такого...
Просмотров: 7431
 
Непрочитано 19.10.2017, 09:44
#2
Cfytrr

Балка на балку, кирпич на кирпич...
 
Регистрация: 09.10.2007
Питер
Сообщений: 3,035
Отправить сообщение для Cfytrr с помощью Skype™


http://soprotmat.ru/dinamika.htm#_Ра...о_коэффициента
__________________
...переменная FILEDIA создана для привлечения пользователей к форумам.
Cfytrr вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Автор темы   Непрочитано 19.10.2017, 10:12
#3
Fogel

сисадмин/инженер-механик
 
Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 6,955


Спасибо, хорошая книга по сопромату у меня есть и формулы я вывел, просто меня больше интересуют особенности расчета реальных механизмов. Ну, и ссылочка на "интернет калькулятор" была бы очень полезна, как на "независимого эксперта"
Fogel вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 19.10.2017, 11:05
#4
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,146


Я бы рассчитал ударную нагрузку (и остальноые тоже) в SW Simulation.
Для начальства самое то - куча красивых картинок с распределением напряжений и деформаций.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: stress.jpg
Просмотров: 189
Размер:	181.4 Кб
ID:	194891  
Liukk вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 19.10.2017, 13:47
#5
йцуке


 
Регистрация: 04.09.2009
Сообщений: 239


В принципе это следует из закона Ньютона-сила=масса на ускорение. В вашем случае чем длиннее тросс (вверху он короткий, внизу длинный) тем длиннее путь торможения, тем меньше ускорение. Поэтому сила на троссе при одинаковом пути, будет зависеть от пути торможения...
йцуке вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 19.10.2017, 13:48
#6
Хмурый


 
Регистрация: 29.10.2004
СПб
Сообщений: 15,491


Трос, прежде всего, обладает некоторой упругостью, но это- можно не учитывать в запас.
Важно определить ускорение при торможении, то есть время, при котором скорость движения изменяется с максимальной до нулевой или строго определённой. А выяснить это теоретически, мягко выражаясь, невозможно. Испытанием- может быть. Поэтому, нагрузка при ударе, полученная во всех симуляторах, весьма и весьма неадекватна.
PS а минимальный коэффициент динамичности при ударе равен 2 (из сопромата).
Хмурый вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Автор темы   Непрочитано 19.10.2017, 14:48
#7
Fogel

сисадмин/инженер-механик
 
Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 6,955


Цитата:
Сообщение от Хмурый Посмотреть сообщение
Важно определить ускорение при торможении, то есть время, при котором скорость движения изменяется с максимальной до нулевой или строго определённой. А выяснить это теоретически, мягко выражаясь, невозможно
Это с чего бы это? При рывке трос удлинняется. Закон Гука никто не отменял - сила пропорциональна удлинению, отсюда и ускорение торможения. Ускорение самого троса тоже поддатся расчету.
А вот трение по направляющим, сколько там в муфте через редуктор погасится, вот чего меня смущает.
по хорошему надо бы ввести в механизму демпфер, а то и предохранитель с разрывным шплинтом и "динамической веревкой" - дать системе возможность гасить удар, но для этого надо сначала напугать заказчика, и желательно обосновано (собственно цифры и так выходят пугающими - две с половиной тонны да разгоняются после обрыва с отметки +28.000, а обрыв происходит при слабине 0,15м...). Эксперименты производить совсем не тянет
Fogel вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 19.10.2017, 15:04
#8
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,146


Год назад считал в SW Simulation напряжения, возникающие в изделии, при падении. Изделие из приборостроения, размеры пара куб см. Выкладываю ролик.
Напряжения, возникающие при ударе примерно в 10 раз превосходят предел текучести. (это чтобы начальство напугать, ибо время воздействия около 1 мсек).
Ролик идёт менее секунды, поэтому: или смотреть покадрово, или зациклить воспроизведение.
Вложения
Тип файла: rar drop.rar (192.3 Кб, 22 просмотров)
Liukk вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 19.10.2017, 15:07
#9
Хмурый


 
Регистрация: 29.10.2004
СПб
Сообщений: 15,491


Fogel, из каких источников известно удлинение троса при рывке? При разрыве- можно, наверное, определить. Да и удлинение это будет зависеть от длины свободного троса из-за его упругости
Хмурый вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 19.10.2017, 15:16
#10
ronn


 
Регистрация: 15.04.2011
Сообщений: 258


Цитата:
Сообщение от Fogel Посмотреть сообщение
а то шефы не верят что чем выше висит груз, тем жестче удар (при одинаковом пути падения)

Замечаем, что как при статической, так и при динамической нагрузке напряжение в сжатом стержне зависит от величины сжимающей силы и от площади поперечного сечения стержня.
Но при статическом действии груза Q передающаяся на стержень сила равна Q и не зависит от размеров и материала стержня, при ударе же величина силы , вызывающей напряжения в стержне, зависит от ускорения, передающегося от ударяемого тела на ударяющее, т.е. от величины промежутка времени, в течение которого изменяется скорость ударяющего тела. В свою очередь этот промежуток времени зависит от величины динамической продольной деформации , от податливости стержня. Чем эта величина больше, т. е. чем меньше модуль Е и чем больше длина стержня , тем больше продолжительность удара, меньше ускорение и меньше давление .
Таким образом, при равномерном распределении напряжений, одинаковом во всех сечениях стержня, динамическое напряжение будет уменьшаться с увеличением площади поперечного сечения стержня и с увеличением его податливости (т. е. с увеличением длины и уменьшением модуля упругости Е); именно поэтому смягчают удар всякие рессоры и пружины, расположенные между ударяющимися деталями. Все это и отражают приведенные выше формулы. В частности, с известным приближением можно считать, что при продольном ударе величина напряжений зависит уже не от площади, а от объема стержня.

ronn вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Автор темы   Непрочитано 19.10.2017, 17:42
#11
Fogel

сисадмин/инженер-механик
 
Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 6,955


Цитата:
Сообщение от Хмурый Посмотреть сообщение
Fogel, из каких источников известно удлинение троса при рывке? При разрыве- можно, наверное, определить. Да и удлинение это будет зависеть от длины свободного троса из-за его упругости
Разумеется, мы знаем про трос все - его длину в момент рывка, сечение, жесткость. По мере того как груз растягивает трос, возрастает сила сопротивления - трос удлиняется и сила растет. Скорость груза мы тоже прекрасно знаем. Это легко поддается расчету. Сила тормозит груз. Если не перейдем критического момента - груз в некий момент остановится, а если нет, то оборвется трос и груз полетит себе дальше, правда уменьшив скорость. Альпинисты поэтому и пользуются "динамическими" веревками (типа "резиновая", а не стальной тросик). Забавный момент: сила рывка зависит вовсе не от длины троса, а от отношения этой длины к величине "слабины"
Ладно, уже вроде бы убедил в своей правоте (прибавил 50% на все потери и помнил что там есть страхующий тросик). Для особо упертых буду ронять грузик на ниточке. Спасибо всем откликнувшимся.
Fogel вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 19.10.2017, 18:54
#12
Serge Krasnikov

Конструктор, инженер-механик
 
Регистрация: 03.10.2003
Новосибирск
Сообщений: 5,535


Цитата:
Сообщение от Fogel Посмотреть сообщение
А вот трение по направляющим, сколько там в муфте через редуктор погасится, вот чего меня смущает.
по хорошему надо бы ввести в механизму демпфер, а то и предохранитель с разрывным шплинтом и "динамической веревкой" - дать системе возможность гасить удар,
Вообще-то у лифта, на сколько я знаю должен быть ловитель, на сколько я знаю он должен обеспечивать и торможение, ну если это конечно правильный лифт. Про конструкцию не спрашивай, давно я уже в лифтами не занимался
Цитата:
Сообщение от Fogel Посмотреть сообщение
Альпинисты поэтому и пользуются "динамическими" веревками (типа "резиновая", а не стальной тросик). Забавный момент: сила рывка зависит вовсе не от длины троса, а от отношения этой длины к величине "слабины"
Вообще-то и от длины тоже, чем длиннее веревка тем больше она вытягивается, проверено на собственной шкуре
__________________
Старость - это когда утром просыпаешься и ждешь когда зазвонит будильник...
Serge Krasnikov вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 19.10.2017, 21:32
#13
йцуке


 
Регистрация: 04.09.2009
Сообщений: 239


Цитата:
Сообщение от Serge Krasnikov Посмотреть сообщение
Вообще-то у лифта, на сколько я знаю должен быть ловитель, на сколько я знаю он должен обеспечивать и торможение, ну если это конечно правильный лифт. Про конструкцию не спрашивай, давно я уже в лифтами не занимался
Пару раз делал чертежи ловителей. Сущность- при обрыве или резком ослаблении эксцентрик или клиновое затягивание и торможение по направляющим.
йцуке вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Автор темы   Непрочитано 19.10.2017, 21:40
#14
Fogel

сисадмин/инженер-механик
 
Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 6,955


Цитата:
Сообщение от Serge Krasnikov Посмотреть сообщение
Вообще-то у лифта, на сколько я знаю должен быть ловитель
Цитата:
Сообщение от Fogel Посмотреть сообщение
лифт (для простоты объяснения)
В реалии это девятиметровая фурма водоохлаждаемая для продувки кислородом. Никаких ловителей не предусмотрено, хотя и подумывали.
Цитата:
Сообщение от Serge Krasnikov Посмотреть сообщение
Вообще-то и от длины тоже, чем длиннее веревка тем больше она вытягивается
Цитата:
Сообщение от Fogel Посмотреть сообщение
сила рывка зависит вовсе не от длины троса, а от отношения этой длины к величине "слабины"
Меня волнует действующая сила, а не её продолжительность Правда был приведен довод: короткую леску фиг порвешь, а полутораметровый кусок размахом рук - на раз. Вот и докажи им.
Fogel вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 19.10.2017, 22:04
#15
Cfytrr

Балка на балку, кирпич на кирпич...
 
Регистрация: 09.10.2007
Питер
Сообщений: 3,035
Отправить сообщение для Cfytrr с помощью Skype™


Цитата:
Сообщение от Fogel Посмотреть сообщение
...короткую леску фиг порвешь, а полутораметровый кусок размахом рук - на раз...
ключевое слово "размахом", это аналог высоты падения. чем она выше тем результат катастрофичней. Если хотят получить "короткую леску" то пускай ставят датчик натяжения троса, если трос ослаб то двигателям стоп.
__________________
...переменная FILEDIA создана для привлечения пользователей к форумам.
Cfytrr вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 19.10.2017, 23:09
#16
Tyhig

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Регистрация: 30.01.2008
Ленинград
Сообщений: 13,953


Offtop: Например в шахтах есть нечто похожее, в книгах находил формулу для расчёта Кд с учётом сопротивления/вязкости воздуха.
Вязкость очень сильно ограничивала возможный Кд. Игрался с формулой и хорошо помню, что при падении до 1 км в вертикальном стволе шахты то ли бадьи с бетоном (то ли бетона в трубе) получался примерно Кд<5 почти при любых реальных исходных данных.

К несчастью дело было давно... Я всё забыл, и книжку сейчас не вспомню. Но это просто физика, наверное, любой порядочный справочник...

В общем предлагаю найти эту аналитическую формулу с вязкостью воздуха.

Вот тут есть предельная скорость в воздухе.
http://stu.sernam.ru/book_stm.php?id=82
Из неё хитростью в СКАДе можно получить как-нибудь и удар...
А можно и руками попробовать посчитать.
Правда тут весь форум мою простую пружинку с ударом как-то месяц считал с привлечением ансисов и ни у кого не сошлось.


Offtop:
Цитата:
Сообщение от Fogel Посмотреть сообщение
И тут кабине надоедает висеть и она срывается вниз. Необходимо подсчитать усилие рывка.
Цитата:
Сообщение от Fogel Посмотреть сообщение
Оборвало трос, вынесло все, вместе с направляющей.
А вообще я ещё раз перечитал тему и ничего не понял.
Что вам надо то ?
Если ловители сработали, то троса нет. Откуда рывок ?
Вы считаете сами направляющие на этот удар ?
Так это просто равенство энергий...
Боюсь руками и не посчитать, только тяжёлое МКЭ. Там же ловители ещё разные бывают, по разному распирают... Что-то сминают в динамике...
Вы к старости придёте к верному аналитическому расчёту. Закажите лучше на сторону кому-нибудь МКЭ расчёт.

Причём подозреваю, что даже в МКЭ такое хрен смоделируешь. И нужны испытания, а из них уже можно будет получить реальные графики внешних сил...

Задача ведь получить из энергии в Дж формулу распределения сил в кН во времени.
Вот это да.

Энергия кинетическая E=m*v^2/2 вся превратится в энергию неупругого удара о проводник. Она в целом является исходными данными и известна. Известны и m и v.
Импульс силы p=m*v=S(F(t))dt=F*t.
Импульс силы в целом тоже легко суммарный получить. Но распределить его по времени без анализа удара и взаимодействия частей ловителя и проводника уже никак.
Можно только предполагать под свою ответственность, или воспользоваться фактическим результатом экспериментов.

Напряжения от удара будут расходиться волнами, по разному, сложно... Тут уже никакая сила F не поможет даже получи её. Нужен анализ объёмных КЭ... Ансис...

Вот крепления проводника ещё можно пытаться прикидывать по F, задаваясь t и выгибая график F t (интуитивно делая пик 2...4)...


Рискну предположить, что может быть более простой путь... Нет ли в каком ФНиПе просто некоего коэффициента запаса к массе лифта при таком ударе ? Может быть итоги испытаний уже проникли в нормы ?


Кроме прочего, хочу заметить, что проводники во многом похожи на канаты. Истираются, гнутся при эксплуатации, болтики разбалтываются, здания искривляются. Значит и Кзапаса на них должен быть тех же порядков 5-6.
В шахтах эти Кзапаса похожие или даже больше.
http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293792/4293792386.htm
Пособие по проектированию и монтажу жесткой армировки вертикальных стволов шахт и рудников (к СНиП II-94-80)
Цитата:
2.5. Профили и размеры сечений элементов армировки назначаются только по результатам расчета.
Наиболее перспективны для расстрелов и проводников - прямоугольные замкнутые профили, изготовляемые профилированием и сваркой; для наиболее частого применения следует рекомендовать сварные профили из угловой равнополочной стали сечением 160´160´11 и 200´200´14.
Цитата:
2.30. Каждое звено проводника должно быть закреплено на расстрелах не менее чем в трех точках.
Цитата:
2.35. Рельсовые проводники следует крепить к расстрелам посредством двух пар симметричных зажимных скоб (типа Бриара) с болтами диаметром не менее 30 мм, устанавливаемых над и под расстрелом. В случае крепления одинарных рельсовых проводников используются ложные проводники-коротыши полного профиля или одинарные скобы типа СОЛ. В отдельных случаях ложные проводники могут быть сплошными, для этого используют старые, снятые при замене, рабочие проводники. Перспективно регулируемое крепление проводников.
Надо заметить, что там вроде бы как проводники и направляющие это разные вещи.

Цитата:
3.4. Аварийные нагрузки возникают при обрыве подъемного каната и срабатывании захватывающих устройств парашютов. Они бывают только в подъемах, оборудованных воздействующими на проводники парашютами, и во многом зависят от конструкции парашютов.
И, далее, есть искомый расчёт.
Правда, если следовать расчёту, подозреваю вас уволят за перерасход. Но хоть какая бумажка.
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен

Последний раз редактировалось Tyhig, 19.10.2017 в 23:53.
Tyhig вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 19.10.2017, 23:17
| 1 #17
Cfytrr

Балка на балку, кирпич на кирпич...
 
Регистрация: 09.10.2007
Питер
Сообщений: 3,035
Отправить сообщение для Cfytrr с помощью Skype™


Tyhig,

Это ж с какой высоты надо падать чтобы сопротивление воздуха начало как то влиять на 9 метровую железяку? Не, тут тормозной парашют не поможет...
Бадья в шахте что поршень, при малых зазорах вообще никуда не упадет
__________________
...переменная FILEDIA создана для привлечения пользователей к форумам.
Cfytrr вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 20.10.2017, 05:36
#18
ratay


 
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 536


Fogel: как я понял, вы уже все посчитали, если учебники и сопромата для заказчика не авторитет, им уже не помочь. Конкретный случай расчета а Сети можно найти не всегда. Посчитать через энергии - тут я совершенно согласен. Жесткость редуктора по сравнению с жесткостью троса велика, вряд ли стоит ее учитывать. А что касается демпфера, то два срезных штифта, работающих последовательно, уже увеличат величину свободного падения (сначала срезается тот, что потоньше и забирает часть энергии).
ratay вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Автор темы   Непрочитано 20.10.2017, 06:24
#19
Fogel

сисадмин/инженер-механик
 
Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 6,955


Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
как я понял, вы уже все посчитали, если учебники и сопромата для заказчика не авторитет, им уже не помочь
Тут просто тяжелый случай: в сути формул заказчику не вникнуть, поэтому лучшим доказательством было бы вбить одинаковые данные в мои расчеты и в некое "независимое" приложение. Я уже подумываю не повесить ли где у себя на сайте такой калькулятор с моим же расчетом
Цитата:
Сообщение от ratay Посмотреть сообщение
А что касается демпфера, то два срезных штифта, работающих последовательно, уже увеличат величину свободного падения
Ну, это же потом восстанавливать надо... Подумываю не приспособить ли какую пружину аль аммортизаор - дернулось и спокойно назад вернулось. Чтоб вообще забыли об этом узле.

Цитата:
Сообщение от Cfytrr Посмотреть сообщение
Это ж с какой высоты надо падать чтобы сопротивление воздуха начало как то влиять на 9 метровую железяку?
Боюсь что для достижения конечной скорости этой фурме и правда надо места поболее. Я ускорение каната и то решил не учитывать - расчет вел на 4 метра свободного каната
Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
Если ловители сработали, то троса нет. Откуда рывок ?
Вы считаете сами направляющие на этот удар ?
Никаких ловителей нет. Застряло толь на мусоре, толь саму направляйку помяли. Зависло, образовалась петля каната. Сорвалось, петля выбралась. Рывок. Канат(ы) лопнули как нитки и балда устремилась вниз. Внизу направляек были упоры, хорошие упоры, поэтому упоры тоже улетели вниз, но вместе с куском направляйки. Остатки повело, привод повело, все запчасти рухнули в жидкий металл, в том числе и вся охлаждающая вода
Считать направляющую на удар с такой высоты глупо. Считал только троса на первоначальный рывок.

Цитата:
Сообщение от Cfytrr Посмотреть сообщение
пускай ставят датчик натяжения троса, если трос ослаб то двигателям стоп
Золотые слова. И самое главное, датчик там был... и даже упирался многочисленным попыткам оператора опустить фурму пониже. Только вот защиту "от дурака" не продумали капитально

Цитата:
Сообщение от Cfytrr Посмотреть сообщение
Если хотят получить "короткую леску"
Так вот этого они и не могут принять - чем короче канат, тем страшнее удар выходит (растягиваться тупо нечему)
Fogel вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 20.10.2017, 06:41
#20
juri18

Инженер
 
Регистрация: 27.05.2007
Сибирь
Сообщений: 1,382


Не забывайте, иногда петля каната может вызвать проскальзывание троса в сторону противовеса. Соответственно его крепление должно быть рассчитано на такую же нагрузку.
juri18 вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Отраслевые разделы > Машиностроение > Как расчитать падение груза закрепленного тросом?

НАНОКАД 10 лет
Размещение рекламы
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск

Быстрый переход

Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Развитие технологий и норм в части "опасные зоны грузоподъёмных устройств" Tyhig Технология и организация строительства 4 01.02.2017 20:48
Статический момент при подъёме груза Lovelas Машиностроение 7 22.08.2014 12:59
Как расчитать площать покрытия и процентное соотношение элементов мощения. Gurtik AutoCAD 27 15.07.2013 15:20
Как расчитать укрупнительный узел фермы? 212ВиП Металлические конструкции 2 01.05.2013 22:46
Динамическое давление груза на стенку MadFist Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов 4 14.09.2009 09:52

|| Главная || Каталог САПР || Тендеры || Публикации || Объявления || Биржа труда || Download || Галерея ||
|| Библиотека || Кунсткамера || Каталог предприятий || Контакты || Файлообменник || Блоги ||