Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА I. ОБЩИЕ ДАННЫЕ 5
1.1. Термины и определения , 5
1.2. Форма бункеров
1.2.1. Пирамидально - призматический бункер 9
1.2.2. Гибкий бункер 9
1.3. Конструктивная схема и материал конструкций 14
1.3.1. Пирамидально - призматический бункер 14
1.3.2. Гибкий бункер 1.4. Состояние вопроса 24
1.5. Цель и задачи работы 29
ГЛАВА 2. ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ ПИРАМИДАЛЬНО ПРИЗМАТИЧЕСКОГО БУНКЕРА 31
2.1. Общая характеристика воронки и её стенок 31
2.2. Расчётная схема воронки 34
2.2.1. Распределение силового мотора на составляющие силы и пары 40
2.3. Расчётная схема стенки воронки.. 44
2.3.1. Активные нагрузки 46
2.3.2. Пассивные нагрузки
2.4. Статический расчёт воронки 70
2.5. Переход симметричного бункера в несимметричное состояние 75
2.6 Выводы 81
ГЛАВА 3. ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ ГИБКОГО БУНКЕРА .84
3.1. Активные нагрузки и очертание гибких стенок 84
3.2. Практическое построение формы гибких стенок 89
3.3. Очертание гибких ограждающих стенок ёмкостей 90
3.4. Кинематические перемещения гибких стенок бункеров 98
3.5. Опорные реакции 105
3.6. Расчётная схема гибких стенок 110
3.6.1. Сплошные стенки 110
3.6.2. Стенки из подвесок 115
3.7. Прочие конструкции 116
3.7.1. Усилия в температурном шве 116
3.7.2. Закрепление футеровки 120
3.8. Выводы 121
ГЛАВА 4. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЁТ 124
4.1. Пирамидально - призматический бункер 124
4.1.1. Опорный элемент воронки 124
4.1.2. Опорные зоны стенки воронки 124
4.1.3. Расчётная схема стенки воронки для расчёта на ЭВМ 132
4.1.4. Расчёт стенки воронки на поперечную нагрузку 136
4.2. Гибкий бункер 144
4.2.1. Сплошные стенки 144
4.2.2. Расчётная схема гибкой стенки для расчёта на ЭВМ 148
4.2.3. Подвески 150
4.2.4. Прочие конструкции 151
4.3. Выводы 152
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОПЫТ
ЭКСПЛУАТАЦИИ 153
5.1. Пирамидально - призматический бункер 153
5.2. Гибкий бункер 1
5.2.1. Экспериментальные исследования 156
5.2.2. Опытные расчёты 158
5.2.3. Из опыта эксплуатации .162
5.3. Выводы 192
ГЛАВА 6. ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 197
6.1. Пирамидально - призматический бункер 197
6.2. Гибкий бункер 199
6.3. Выводы 205
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 207
ЛИТЕРАТУРА 212
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Рукопись монографии "Стальной пирамидально-призматический бункер как пространственная система" на 315 с, отдельная книга.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Копии материалов по внедрению результатов
Введение к работе
Бункером называется вместилище для бестарного хранения сыпучих и кусковых материалов, разгружающееся через нижнюю часть, оборудованную затворами и питателями [ 90 ]. Разгрузка, как правило, осуществляется самотёком ( гравитационный способ ), но в особых случаях прибегают к принудительным способам разгрузки [ 70 ].
Бункера получили широкое распространение на транспорте и в промышленности.
На транспорте их применяют в железнодорожных бункерных эстакадах, прирельсовых и портовых складах сыпучих материалов.
В промышленности бункера часто включаются в технологический процесс, где они выполняют по крайней мере три функции: аккумулирование, распределение и усреднение сыпучего материала.
На транспорте, кроме стационарных, используют и передвижные бункера. На железнодорожном транспорте это хопперы, т.е. саморазгружающиеся полувагоны с бункерами для транспортировки сыпучих материалов, на речном транспорте это саморазгружающиеся баржи с бункерами, в том числе гибкими, на морском транспорте это сухогрузы с гибкими ограждающими стенками - переборками, на автотранспорте это бункера на автомобильном шасси для транспортировки муки, цемента, бетона.
По материалу конструкций бункера бывают стальные, железобетонные комбинированные и реже деревянные. Стальные бункера наиболее экономичны и индустриальны. Их проще реализовать и эксплуатировать, в том числе на транспортных средствах.
Наибольшее распространение получили пирамидально - призматические стальные бункера, как наиболее простые и доступные. Они относятся к разряду точечных, имеют ограниченную ёмкость ( до 1000 т ), поэтому часто используются в многоячейковых системах.
Гибкие бункера относятся к разряду лотковых, применяются сравнительно редко и только для размещения большого объёма сыпучего материала ( до 220 тыс. т ).
Бункера имеют давнюю историю применения. Строительство их связано с развитием горнорудной промышленности в XIX веке.
Несмотря на длительный срок применения, бункера остаются наименее изученными конструкциями. Опыт применения их не систематизирован и не обобщён. Методика расчёта и конструирования отражает работу конструкций весьма поверхностно, не учитывается пространственная работа конструкций. Всё это приводит к ошибкам проектирования, которые имеют тенденцию к повторению.
Целью данной работы является частичное восполнение этих пробелов. Здесь обобщён опыт проектирования, строительства и эксплуатации бункеров, приводятся результаты экспериментальных и теоретических исследований. Итогом работы являются основы строительной механики бункера, как одного из разделов строительной механики вообще.
Научная новизна работы заключается в выявлении диагонального распора в несимметричной воронке пирамидально - призматического бункера и в ре-шении задачи распределения силового мотора на составляющие силы и пары. Определение опорных реакций бункера числом более трёх является частным решением этой задачи.
Основные положения строительной механики бункера подтверждены экспериментальными исследованиями моделей бункеров и опытом эксплуатации действующих бункеров.
В практическом плане может быть интересен инженерный метод расчёта конструкций, основанный на полученных расчётных схемах бункеров. При этом расчёт несущих стенок бункеров предусмотрен в. два этапа: первый -ручной приближённый, второй - более точный на ЭВМ. На втором этапе уточняются или подтверждаются результаты приближённых расчётов.
В работе рассматриваются только несущие конструкции бункеров и опущены специальные вопросы, как: истечение сыпучего материала и соответствующее формообразование разгрузочной воронки, способы принудительной разгрузки, обогрев, футеровка и т.д. По этим вопросам следует обращаться к специальной литературе.
Основной материал работы обобщён, систематизирован и изложен в двух монографиях: "Гибкие бункера".: М. СИ. - 1980. - 168 с. и "Стальной пирамидально - призматический бункер как пространственная система", рукопись. Последняя прилагается к данной работе и является её составной частью.
В связи с этим многие аналитические выкладки в данной работе не повторяются, а делаются соответствующие ссылки на указанные источники.