Analýza zatížení-ložisek kol přepravního vozíku

případová studie

Tento projekt zahrnuje stavbu nové továrny, která vyžadovala pořízení 30-tunového bezkolejového přepravního vozíku. Podlaha dílny byla již plně vytvrzená. Vzhledem k tomu, že se jednalo o projekt státního-podniku,-který obecně zahrnuje přísné prováděcí normy, bylo pověřeno provedením úplné analýzy strukturálního napětí několik nezávislých týmů.

I. Technické specifikace tovární dílny

Základová konstrukce:

Vrstva kameniva o tloušťce 150 mm-, spárovaná maltou M2,5 a zhutněná vibracemi.

0,6 mm polyethylenová fólie používaná jako bariéra proti vlhkosti.

Ochranná vrstva z cementové malty o tloušťce 20 mm-.

Betonová deska C30 o tloušťce 150 mm-, nalitá a vyrovnaná v jedné nepřetržité operaci. Po dosažení požadované pevnosti byl povrch vybroušen do hladka.
Deska je vyztužena dvouvrstvými, obousměrnými ocelovými tyčemi Ø8 Ø8 rozmístěnými v rozestupech 200 mm × 200 mm na horní i spodní vrstvě (s charakteristickou hodnotou únosnosti základu, fak, větší nebo rovnou 100 kPa).

Jedna vrstva epoxidového-základu bez rozpouštědel.

2mm-samonivelační epoxidová podlahová vrstva-silná.

Analýza zatížení-Analýza únosnosti 150mm betonové desky C30 (na základě národních norem)

Standardní pevnost v tlaku betonu C30 je 30 MPa, což znamená, že každý čtvereční centimetr odolá přibližně 306 kg tlakové síly.

Pro betonovou desku o tloušťce 15 cm (0,15 m) se nosnost-na jednotku plochy vypočítá takto:

Teoretický výpočet:
30 MPa=30 × 10⁶ N/m²

Převod síly na jednotky hmotnosti (1 N ≈ 0,102 kg):
30 × 10⁶ × 0,102 ≈ 3 060 000 kg/m² (≈ 306 tun/m²)

Tato hodnota však představuje konečnou pevnost materiálu v tlaku. Proto:

306 tun/m² × 0,15 m ≈ 46 tun/m²

II. Specifikace pro nosná kola přepravního vozíku-

Konfigurace kola mobilní zátěžové-platformy:

Uspořádání spodního kola:

6 napínacích kol (průměr 300 mm × šířka 240 mm)

2 hnací kola (průměr 450 mm × šířka 300 mm)

Výpočet kontaktní plochy-ložisek pro mezilehlá kola a hnací kola:

Metoda teoretického výpočtu 1 - Zjednodušený model obdélníkového kontaktu
(založeno na metodě analýzy konečných prvků ocelové platformy)

Předpokládá se, že kontaktní plocha kola-se zemí je obdélníková s délkou kontaktu L a šířkou kontaktu b.

Délka L a šířka b splňují:

Kontaktní oblast:

Kde:

k=koeficient běhounu (k=1 pro hladké povrchy; k=0.7–0,9 pro běhoun)

E=modul pružnosti polyuretanu (nutno potvrdit testem materiálu; typický rozsah: 10–100 MPa)

Kontaktní plocha pro 6 vložených kol (Φ300 mm × b 240 mm):

Kontaktní plocha pro 2 hnací kola (Φ450 mm × b 300 mm):

Celková kontaktní plocha kol-se zemí:
≈ 0.47 m² + 0.13 m² = 0.6 m²

Na základě kapacity základů (150 mm betonu C30 ≈ 46 tun/m²) je celková nosnost-podporovaná kontaktní plochou kola:

46 tun/m² × 0,6 m²=27.6 tun

Projektovaná jmenovitá nosnost překládacího vozíku je 20 tun. Vypočtená nosnost-podporovaná kontaktní plochou kola je přibližně 27,6 tun.

Protože vypočtená hodnota přesahuje 1,3násobek jmenovité nosnosti, konstrukce kol mobilní -nosné plošiny splňuje požadované-normy nosnosti.