Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

РАСЧЕТ ГИДРОМОНИТОРОВ НА ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ

Расчет гидромонитора на прочность

В настоящее время имеются гидромониторы (особенно в горной гидромеханизации), работающие при значительном внутреннем давлении. Разрушение такого гидромонитора представляет серьезную опасность для находящихся поблизости людей. Поэтому новые образцы гидромониторов рассчитывают на прочность стенок и узлов, соединяющих различные части гидромонитора.

При эксплуатации гидромониторов не следует создавать давлений, больших, чем максимально допустимые, указанные в паспорте. При отсутствии паспорта данные о предельном давлении, которое допустимо для данного гидромонитора, можно получить следующими расчетами.

Нижнее колено. Толщину стенок нижнего колена можно назначать по конструктивным соображениям или по формуле


По формуле (37) можно найти и величину предельно допустимого давления при данной толщине стенок колена.

Верхнее колено. Давление жидкости на стенки верхнего колена будет меньше давления у входа жидкости в гидромонитор на величину потери давления при протекании жидкости по каналу нижнего колена. Однако эта величина незначительна и при расчетах ею можно пренебречь и принять давление, а следовательно, и толщину стенок верхнего и нижнего колен одинаковыми.

Ствол гидромонитора. Ствол гидромонитора представляет собой трубу постоянного диаметра или в виде усеченного конуса, большим основанием шарнирно присоединенную к верхнему колену и со свободным открытым малым основанием.

При расчете толщины стенок ствола следует учитывать, что наиболее подвергается разрушениям область, близкая к большему сечению ствола. Действительно, у входа жидкости в ствол давление в диаметре канала- ствола [см. формулу (37)] максимально. Давление у входа в ствол гидромонитора равно давлению у входа в нижнее колено за вычетом потерь напора в нижнем и верхнем коленах.

Определение усилия, стремящегося оторвать верхнее колено от нижнего. Умение оценить (по величине и направлению) усилие, которое стремится оторвать верхнее колено от нижнего, необходимо для правильного расчета и создания рациональной конструкции наиболее ответственного узла в гидромониторе — горизонтального шарнира, обеспечивающего вращение ствола гидромонитора в горизонтальной плоскости и его герметичность. В верхнем шарнире, соединяющем ствол гидромонитора с верхним коленом, надлежит больше опасаться подсасывания воздуха, чем утечек воды (конструктивные формы этого узла допускают образование в этой области вакуума; в этом одна из причин попадания воздуха в гидромониторную струю).



Гидравлические удары, возможные в гидромониторах, например при внезапном завале грунтом, в настоящем расчете не предусматриваются.

Расчет устойчивости гидромонитора в рабочем режиме. В большинстве случаев гидромониторы монтируют на металлических салазках и жестко соединяют с трубопроводом, подводящим воду от насосов. В этом случае гидромонитор устойчив при всех режимах его работы. Если гидромонитор не жестко связан с трубопроводом, а например через гибкий шланг или сальники, и если масса его мала, как, например, у штампованных и сварных конструкций, то под давлением активных сил гидромонитор может потерять устойчивость и опрокинуться.

К силам, действующим на гидромонитор, относятся:

массовая сила G. Полагаем, что сила тяжести действует по вертикали оси вращения;

центробежные силы Рн и Рв, развиваемые потоком в нижнем и верхнем коленах и действующие нормально к выпуклой стороне колена. На рис. 31 обозначены плечи действующих сил.

Составим уравнение моментов относительно точки О из условия, что гидромонитор устойчив:

Если это неравенство не выполняется, то на салазки кладут груз Gc или вбивают спе циальные штыри, имеющие сцепление с грунтом, равное силе Gc, обеспечивающей неравенство

Гидромеханизация. Учебное пособие для вузов. А. П. Юфин. Изд. 2-е, перераб и доп М., Стройиздат, 1974, 223 с.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики