Npdpk.ru

Стройжурнал НПДПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Способ определения угла естественного откоса

Способ определения угла естественного откоса сыпучих материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть использовано для определения угла естественного откоса при исследовании структурно механических характеристик сыпучих материалов. Целью изобретения является снижение трудоемкости определения угла за счет снижения требуемой массы сыпучего материала. При осуществлении способа сыпучий материач насыпают с помощью пластины 6 через отверстие 7 на рабочую поверхность сектора 1. При этом формируется часть кругового конуса, ограниченного перегородками 3 и 4, вершина которого совпадает с ребром 5, С помощью шкал 2 и 8 определяют радиус основания и высоту конуса, по кото -к рым рассчитывают угол естественного откоса. 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л

Ai (19) (11) (51) 4 6 01 В 5/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4102095/25-28 (22) 11.08.86 (46) 07.06.88, Б)ол. Р 21 (71) Специально-конструкторское бюро по подземному самоходному горному оборудованию (72) П.Ф.Дейнеко и М.Г.Зинзивер (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К 1100491, кл. (i О1 В 5/24, 1986.

I (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ЕСТЕСТ-.

ВЕННОГО ОТКОСА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения угла естественного откоса при исследовании структурно-механических характеристик сыпучих материалов ° Целью изобретения является снижение трудоемкости определения угла за счет снижения требуемой массы сыпучего материала, При осуществлении способа сыпучий материал насыпают с помощью пластины 6 через отверстие 7 на рабочую поверхность сектора 1, При этом формируется часть кругового конуса, ограниченного перегородками 3 и 4, вершина которого совпадает с ребром 5, С помощью шкал 2 и 8 определяют радиус основания и высоту конуса, по котом рым рассчитывают угол естественного откоса. 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения угла естест( венного откоса при исследовании ст- 5 руктурно-механических характеристик ! сыпучих материалов. (Цель изобретения — снижение трудоемкости определения угла.

На чертеже показана схема устройства для определения угла естественного откоса сыпучих материалов.

Устройство содержит основание, выполненное в виде сектора I HB рабочей поверхности которого выполне- 15 на шкала 2 в виде дуг концентрических окружностей, перегородки 3 и 4, установленные на рабочей поверхности сектора 1 и образующие двугранный угол, ребро 5 которого перпендикуляр-20 но рабочей поверхности сектора 1 и проходит через центр шкалы ?, и пластину 6, образующую с перегородками 3 и 4 воронку с отверстием 7 для формирования струи сыпучего материала 25 в направлении ребра 5, имеющего линейную шкалу 8. Способ осуществляют следующим образам.

Сыпучий материал насыпают с по- 30 мощью пластины 6 через отверстие 7 на рабочую поверхность сектора 1. При этом с помощью двугранного угла фор. мируется часть кругового конуса, ограниченного перегородками 3 и 4.

Вершина конуса совпадает с ребром 5.

С помощью шкалы 2 определяют радиус основания конуса, а по шкале 8 фикси( руют его высоту. Угол естественного

, откоса рассчитывают по формуле (h с = arctg—

r где h u r — соответственно высота и радиус основания конуса.

Если известен объем сыпучего материапа, насыпаемого на рабочую поверхность сектора 1, угол естественного откоса рассчитывают или по формуле

V P о(= arctg — —,—

50 или по формуле

0(= arctg где V — -объем насыпаемого сыпучего материала;

P — величина двугранного угла.

Кроме того, сыпучий материал можно насыпать в угол зданий при опреде лении угла откоса крупнозернистых материалов. Дпя тонкозернистых сыпучих, материалов сектор 1 и перегород. ки 3 и 4 могут быть выполнены из полиэтилена.

Формула из обретения

1, Способ определения угла естественного откоса сыпучих материалов, заключающийся в том, что насыпают сыпучий материал на горизонтальную поверхность до формирования конуса и измеряют его линейные размеры, по которым определяют угол естественного откоса, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости определения угла, на поверхности размещают две плоские перегородки, образующие двугранный угол с ребром, перпендикулярным поверхности, а материал насыпают так, чтобы вершина конуса располагалась на ребре двугранного угла, 2. Устройство для определения угла естественного откоса сыпучих материалов, содержащее основание с рабочей поверхностью, на которой выполнена шкала в виде концентрических окружностей, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью снижения трудоемкости определения угла, оно снабжено двумя перегородками, образующими двугранный угол и установленными на рабочей поверхности так,что ребро угла перпендикулярно рабочей поверхности основания и проходит через центр шкалы, и пластиной, которая выполнена в виде равнобокой трапеции и закреплена боковыми сторонами на соответствующих перегород-. ках под острым углом к рабочей поверхности.

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что на поверхности одной из перегородок вдоль ребра двугранного угла и основания нанесены линейные шкалы.

Определение угла естественного откоса

Песчаного грунта

Углом естественного откоса a называют максимальный угол, при котором неукрепленный откос песчаного грунта сохра­няет равновесие.

Для рыхлых песчаных грунтов угол естественного откоса численно совпадает с углом внутреннего трения.

Рассмотрим равновесие отсеченной части грунтового массива.

Р — масса массива;

N=Рcosa составляющаямассы, перпендикулярная к секущей

Т=Рsina — составляющая массы, параллельная плоскости, по ко­торой

может произойти смещение грунта.

В состоянии предельного равновесия имеет место равенство

.

В рыхлых песчаных грунтахсила сцепления между частицами

отсутствует: .

Подставляя значения N и Т , получим

,

,

т.е. угол естественного откоса соответствует углу внутренне­готрения.

Угол естественного откоса песчаных грунтов (кроме пылеватых) определяют в воздушносухом и подводной состоянии.

Рисунок 4 – Схема прибора

Определение угла естественного откоса в воздушносухом состоянии определяют следующим образом.

В малое отделение прибора насыпают песок. Осторожно без толчков приподнимают выдвижную створку. Рассыпавшийся песок образует с горизонтальной плоскостью угол, который является уг­лом естественного откоса. По высоте h и заполнению l определяют tga

Определение угла естественного откоса песка в подводном состоянии отличается от предыдущего тем, что в большое отделение наливают доверху воду. На несколько мм приподнимают створку для насыщения песка водой. После насыщения песка полностью припод­нимают створку и замеряют угол.

Лабораторная работа № 4

Исследование компрессионных свойств ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

При расчете величины осадок основания проектировщику необходимо иметь четкое представление о характере изменения свойств грунтов под действием приложенной нагрузки. В качестве одной из характеристик для оценки величины будущей осадки фундаментов принято руководствоваться результатами компрессионных испытаний образцов грунта, выражающими зависимость изменения коэффициента пористости от давления.

Целью настоящей работы является приобретение навыков по исследованию компрессионных свойств грунта, а также практических навыков по расчету физико–механических характеристик грунтов. В результате выполнения настоящей работы исполнитель должен:

1) уяснить сущность метода компрессионных испытаний грунтов;

Читать еще:  Как посчитать квадратные метры откосов калькулятор

2) изучить устройство и принцип работы применяемых приборов;

3) построить компрессионную кривую;

4) определить коэффициент сжимаемости грунта;

5) определить относительный коэффициент сжимаемости грунта;

6) определить модуль общей деформации.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Лабораторные исследования грунтов

Отобранные пробы во время бурения скважин, образцы доставляют в лабораторию, где проводят испытания грунтов. Лабораторные испытания грунтов производят для определения параметров свойств грунтов поддаваться статическим нагрузкам и динамическим воздействиям . В лаборатории грунты нагружают и разгружают, сдвигают, деформируют различным образом, моделируя процессы уменьшения давления на грунт при строительстве котлованов, а затем резкого возрастания нагрузки при строительстве здания. Лабораторные исследования и испытания для определения строительных параметров свойств грунта, носят точный характер.

На грунт создаются давление, по заданным параметрам которое будет создано после строительства. Если сооружение будет подвержено динамическим воздействиям, не только от механизмов внутри, но и от внешних воздействий – например, железной дороги или трамвайной линии, или автострады- то проводят испытания грунтов методом цикличных сжатий.

Составной частью исследований грунтов являются лабораторное изучение грунтов.

Изучение грунтов в лаборатории – это целая совокупность работ, проводимых с целью получения данных, носящих инженерно-геологический характер. В состав этих данных входит информация о свойствах и составе грунтов, в чем и и заключаются геологические исследования.

При помощи различных методов изучаются в первую очередь химические показатели грунтов. Исследуют также механические свойства и физические свойства и физико-механические параметры.

В составе инженерно-геологических изысканий выполняются лабораторные, геологические исследования физико-механических свойств грунтов, в компрессионных и сдвиговых приборах, в приборах трехосного и одноосного сжатия.

Лабораторные исследования грунтов

В результате лабораторных исследований определяется наименование, состав, состояние, физико-механические свойства грунтов, а также химический состав грунтов и грунтовых вод . Геологические исследования грунта проводятся с целью выявления свойств по сцеплению и деформациям массива грунта, моделирования влияния сооружения на грунт.

Для глинистых грунтов определяются физические и механические свойства, показатели сжимаемости и сопутствующие определения.
Для несвязных грунтов предполагается выполнение комплекса определений физических характеристик (грансостав, плотность в рыхлом и плотном состоянии, угол естественного откоса).
Количество отобранных в процессе изысканий образцов грунта должно быть не менее 10 для определения показателей физических и не менее 6 для определения механических свойств по каждому основному литологическому слою (инженерно-геологическому элементу).

Лабораторные исследования грунтов

Выполняют химический анализ 3-х проб грунта на каждый инженерно-геологический элемент и не менее 3-х проб грунтовых вод для определения агрессивности к бетонам, коррозионной активности грунтов к металлам: алюминию, свинцу и стали, для каждого инженерно-геологического элемента.
Все определения проводятся согласно ГОСТ 12148-96, ГОСТ 5180-84, ГОСТ 12536-79, ГОСТ 25584-90, ГОСТ 25100-2011, ГОСТ 12248-2010.

Лабораторные исследования грунтов

Лабораторные исследования грунтов проводятся для определения их состава, состояния, физических, механических и химических свойств, что позволяет определить классификационную принадлежность грунта в соответствии с ГОСТ 25100-2011, установить их нормативные и расчетные характеристики, выявить степень однородности (выдержанности) грунтов по площади и глубине для выделения инженерно-геологических элементов, а также прогноза изменения состояния и свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации объекта / СНиП 11-02-96, СП 11-105-97/.
Выбор видов лабораторных исследований производится в зависимости от типа грунта, стадии проектирования и класса ответственности зданий и сооружений в соответствии с требованиями приложения СП 22.13330.2011, СП 47 13330. 2012. При необходимости и в соответствии с техническим заданием могут быть проведены дополнительные исследования грунтов, методы которых регламентированы действующими государственными стандартами (механические свойства грунтов при динамических воздействиях, показатели ползучести и консолидации и др.). При выборе состава, объема, методов и схем лабораторных определений свойств грунтов и их специфических особенностей учитываются условия работы грунтов в основании зданий и сооружений / СП 22.13330.2011/. Если в процессе строительства и эксплуатации проектируемых зданий и сооружений возможны изменения структуры, состава и состояния грунтов, то определяются характеристики грунтов при соответствующих прогнозируемых изменениях структуры, состава и состояния (консистенцию и механические свойства при заданной влажности и плотности грунтов, замачивании, консолидация и др.), в соответствии с требованиями СП 22.13330.2011

Изучение физических показателей

Изучение физических показателей грунтов в лабораторных условиях включает:

— выявление степени влажности;

— исследование минерального содержания;

— выявление степени плотности почвы;

— определение пористости грунта;

— способности грунта давать усадку, свойств к набуханию, если исследуются горные породы;

— определяется разновидность грунта.

Изучение физико-механических показателей

Изучение физико-механических параметров грунта в лабораторных условиях включает:

— определение уровня прочности почвы в процессе сдвига;

— выявление способности к деформации;

— определение прочности почвы в момент сжатия в одну ось;

— определение прочности почвы при растяжении в одну ось;

— способность давать просадку и просадочное давление, которое присутствует изначально.

— изучение угла откоса, получающегося естественным образом.

Изучение химических показателей и физико-химических параметров

Методы изучения по выявлению химических свойств и физико-химических показателей в лабораторных условиях включают:

— выявление наличие солей имеющих свойство растворятся в воде, и их состава;

— выявление карбонатов в почвах;

— выявление общего количества органических веществ, содержащихся в грунте;

— определение уровня липкости почвы;

— степень проницаемости почвы к воде;

— выявление степени промокаемости, насколько грунт может размягчаться, определяется устойчивость горных пород к размыванию;

— уровень проявляемой агрессии грунтов к различным строительным материалам (металлу, бетону).

Изучение грунтов и подземных вод

Исследование грунтов в лабораторных условиях выполняется при помощи современного оборудования. Оборудование дает возможность изучить различные параметры грунта.

В ходе лабораторных исследований проводится изучение состава грунтовых вод и вытяжки воды, полученной из грунта.

Изучение почвы и подземных вод выполняется методами, которые соответствуют установленным в отношении данного процесса нормам.

Лаборатория, занимающаяся исследованием грунтов, имеет аккредитацию, позволяющую осуществлять данную деятельность. На оборудование предоставляются сертификаты, подтверждающие его качество. Есть соответствующие документы, свидетельствующие о том, что оборудование проходило проверки.

Работники лаборатории постоянно повышают свою квалификацию, регулярно проводится контроль проводимых исследований.

Результаты, полученные путем лабораторных исследований, обрабатываются и соотносятся с установленными показателями. Осуществляется контроль над точностью и достоверностью результатов исследований, это позволяет исключить вероятность погрешностей, которые превышают разницу, допустимую в подобном случае. Чтобы повысить точность, проводятся параллельно несколько анализов.

Читать еще:  Что такое выведение откосов

Выявление прочностных свойств и деформационных параметров грунта выполняется при помощи оборудования компрессионного типа отечественного производства, управление которым производится автоматически.

Полученные в ходе лабораторных исследований данные используются с целью разделения грунтов по типам и определению составляющих компонентов. Выявляется состояние и параметры грунтов, которые впоследствии используются в качестве основы для моделирования природной среды.

Все грунты обладают определенными свойствами. При помощи лабораторных методов можно определить уровень влажности почвы, ее плотность, из каких минералов состоит грунт, какого размеры частицы компонентов грунта и свойства, которыми обладают отдельные почвы – способность давать усадку, размокаемость, липкость.

При изучении грунтов в лабораторных условиях применяется современное высокотехнологическое оборудование, которое позволяет получить данные, необходимые для строительства.

В лаборатории исследуются различные виды грунтов. Для того, чтобы провести исследование физических свойств, необходимо взять не меньше десятка образцов почвы. Для выявления механических параметров, требуется не менее шести образцов грунта по всем основным элементам. Что касается исследования подземных вод, то нужно взять не менее трех проб.

Все исследования выполняются в соответствии с установленными требованиями.

Шаровая мельница — виды, принцип работы, особенности

Шаровая мельница помола твёрдых материалов — агрегат для работы с рудными и нерудными ископаемыми, стройматериалами и пр. Название пошло от процесса дезинтеграции (измельчения) мелющими телами – твердыми шарами.

Конструкция шаровых мельниц

Главным элементом такого оборудования является вращающийся барабан цилиндрической формы, частично заполненный твёрдыми шарами. Шары изготавливают как правило из стали или чугуна. Барабан приводится во вращение электродвигателем.

Внутренние стенки барабана футеруются износостойкими материалами из стали или специальной резины.

Принцип действия шаровой мельницы заключается в перемоле твёрдых пород при передвижении наполнителя внутри корпуса. На измельчаемы материал действуют ударная и истирающая силы. В зависимости от типа и крупности исходного материала время измельчения может составлять от первых минут до десятков минут.

Преимущества оборудования

По сравнению с другими устройствами для измельчения твёрдых пород, шаровая мельница обладает рядом преимуществ:

  1. высокая производительность
  2. возможность регулировки крупности помола
  3. высокая степень сокращения крупности материала
  4. универсальность, т.е. возможность переработки разнообразных материалов.
  5. быстрая окупаемость

Ещё один плюс — широкий линейка предполагаемых типов мельниц. Можно подобрать вариант, исходя из конкретной ситуации и задач.

Типы шаровых мельниц

  • Сфера использования. Разделяют на промышленные и лабораторные шаровые мельницы. Типичные характеристики промышленных агрегатов — высокая производительность и непрерывный режим работы. Лабораторные — малых размеров для измельчения небольшого количества руды, как правило, в периодическом режиме.
  • Вид конструкции. Количество барабанов — один или два. А также форма барабана — трубные, цилиндрические или цилиндро-конические.
  • Условия обработки. Мокрый и сухой помол. Устройства мокрого помола нашли своё применение для переработки руд и не горно-химического сырья. Например, подобные устройства используют на предприятиях по производству ЛКМ, керамики и стекла. Аппараты сухого помола применяют преимущественно для производства стройматериалов и химических соединений.
  • Способ разгрузки. Решётчатые и сливные (центральная разгрузка) агрегаты. Решётчатые отличаются большей производительностью, разгрузка проходит в принудительном порядке. Сливные — продукция разгружается через порог цапфы.
  • Вид действия. Непрерывное или прерывное действие.

Способ разгрузки

Шаровые мельницы с разгрузкой через решетку обладают рядом преимуществ:

  • Равномерный по фракциям конечный продукт. Низкое количество шламов. Это достигается благодаря размещению отверстия для разгрузки ниже уровня загрузки.
  • Повышенная производительность, если сравнивать со сливным агрегатом.
  • Регулировка степени измельчения и возможность загрузки породы фракциями до 30-35 мм. Выбор отверстий в диафрагме решётки также позволяет увеличить производительность.

Однако оборудование с разгрузкой через решетку обладают некоторыми недостатками. Среди основных — более высокая стоимость и сложность в обслуживании.

Что касается шаровых мельниц с центральной загрузкой, то разгрузочная горловина у них имеет больший диаметр, чем загрузочная. Из-за этого удаётся поддерживать нужный уклон и поддержку пульпы на высоком уровне. Крайне важно, чтобы уровень пульпы в барабане был несколько выше уровня в нижней части разгрузочной цапфы.

Вид конструкции

Существует разделение по типам шаровых мельниц в зависимости от установленного барабана — трубные, цилиндро-конические и цилиндрические установки.

На практике для измельчения рудного сырья применяют преимущественно небольшие габариты. Суть цилиндро-конической системы заключается в наличии двух конусов и небольшой цилиндрической части — это и есть корпус агрегата. Оказываемое усилие пропорционально полезному сопротивлению. Окружная скорость снижается в направлении от цилиндрического участка к секции разгрузки.

У трубных шаровых мельниц принцип работы основан на использовании центрального вала, который крепится к муфте. Основная особенность — осевое смещение не передаётся на двигатель или редуктор. Разгрузка измельченной породы происходит через стенку или торец барана.

На производительность шаровых мельниц и на качество конечного материала важное влияние оказывают размеры установки, её длина и диаметр. Ещё один важный фактор — количество камер. Например, в трубных и длинных мельницах есть две камеры, а в коротких и длинных барабанных — всего одна. Оборудование с одной камерой чаще всего используется на обогатительных предприятиях. Характеристики следует подбирать исходя из сферы деятельности компании, типа обрабатываемой руды и желаемого конечного результата.

Режим работы

Шаровые мельницы вращаются со скоростью, не превышающей критического значения, то есть при котором шары начинают центрифугировать внутри барабана под действием центробежной силы.

Режим перемещения шаров зависит не только от скорости вращения барабана, но и от количества шаровой загрузки. Обычно шары перемещаются в мельнице по траектории «каскадной» или «водопадной».

Способ определения угла естественного откоса

  • Форма корпуса судна и его главные размерения
  • Мореходные и эксплуатационные качества судов
  • Техническая эксплуатация корпуса и судовых помещений
  • Швартовное и буксирное устройства
  • Грузовое устройство
  • Тросы, блоки и тали

Мореходные и эксплуатационные качества судов

  • Эксплуатационные качества
  • Ходкость
  • Качка
  • Непотопляемость
  • Остойчивость
  • Плавучесть
  • Управляемость

Остойчивостью называется способность судна, отклоненного от положения равновесия, возвращаться к нему после прекращения действия сил, вызвавших отклонение.

Наклонения судна могут происходить от действия набегающих волн, из-за несимметричного затопления отсеков при пробоине, от перемещения грузов, давления ветра, из-за приема или расходования грузов.

Наклонения судна в поперечной плоскости называют креном , а в продольной — дифферентом . Углы, образующиеся при этом, обозначают соответственно θ и ψ

Остойчивость, которую судно имеет при продольных наклонениях, называют продольной . Она, как правило, довольно велика, и опасности опрокидывания судна через нос или корму никогда не возникает.

Остойчивость судна при поперечных наклонениях называется поперечной . Она является наиболее важной характеристикой судна, определяющей его мореходные качества.

Различают начальную поперечную остойчивость при малых углах крена (до 10 — 15°) и остойчивость при больших наклонениях, так как восстанавливающий момент при малых и больших углах крена определяется различными способами.

Читать еще:  Каким валиком красят откосы

Начальная остойчивость. Если судно под действием внешнего кренящего момента МКР (например, давления ветра) получит крен на угол θ (угол между исходной WL и действующей WL1 ватерлиниями), то, вследствие изменения формы подводной части судна, центр величины С переместится в точку С1 (рис. 5). Сила поддержания yV будет приложена в точке C1 и направлена перпендикулярно к действующей ватерлинии WL1. Точка М находится на пересечении диаметральной плоскости с линией действия сил поддержания и называется поперечным метацентром . Сила веса судна Р остается в центре тяжести G. Вместе с силой yV она образует пару сил, которая препятствует наклонению судна кренящим моментом МКР. Момент этой пары сил называется восстанавливающим моментом МВ. Величина его зависит от плеча l=GK между силами веса и поддержания наклоненного судна: MВ = Pl =Ph sin θ, где h — возвышение точки М над ЦТ судна G, называемое поперечной метацентрической высотой судна.

Рис. 5. Действие сил при крене судна.

Из формулы видно, что величина восстанавливающего момента тем больше, чем больше h. Следовательно, метацентрическая высота может служить мерой остойчивости для данного судна.

Величина h данного судна при определенной осадке зависит от положения центра тяжести судна. Если грузы расположить так, чтобы центр тяжести судна занял более высокое положение, то метацентрическая высота уменьшится, а вместе с ней — плечо статической остойчивости и восстанавливающий момент, т. е. остойчивость судна понизится. При понижении положения центра тяжести метацентрическая высота увеличится, остойчивость судна повысится.

Так как для малых углов их синусы приближенно равны величине углов, измеренных в радианах, то можно записать МВ = Рhθ.

Метацентрическую высоту можно определить из выражения h = r + zczg, где zc — возвышение ЦВ над ОЛ; r — поперечный метацентрический радиус, т. е. возвышение метацентра над ЦВ; zg — возвышение ЦТ судна над основной.

На построенном судне начальную метацентрическую высоту определяют опытным путем — кренованием , т. е. поперечным наклонением судна путем перемещения груза определенного веса, называемого крен-балластом.

Остойчивость на больших углах крена . По мере увеличения крена судна восстанавливающий момент сначала возрастает, затем уменьшается, становится равным нулю и далее не только не препятствует наклонению, а наоборот, способствует ему (рис. 6).

Рис. 6. Диаграмма статической остойчивости.

Так как водоизмещение для данного состояния нагрузки постоянно, то восстанавливающий момент изменяется только вследствие изменения плеча поперечной остойчивости lст. По расчетам поперечной остойчивости на больших углах крена строят диаграмму статической остойчивости , представляющую собой график, выражающий зависимость lст от угла крена. Диаграмму статической остойчивости строят для наиболее характерных и опасных случаев нагрузки судна.

Пользуясь диаграммой, можно определить угол крена по известному кренящему моменту или, наоборот, по известному углу крена найти кренящий момент. По диаграмме статической остойчивости можно определить начальную метацентрическую высоту. Для этого от начала координат откладывают радиан, равный 57,3°, и восстанавливают перпендикуляр до пересечения с касательной к кривой плеч остойчивости в начале координат. Отрезок между горизонтальной осью и точкой пересечения в масштабе диаграммы и будет равен начальной метацентрической высоте.

При медленном (статическом) действии кренящего момента состояние равновесия при крене наступает, если соблюдается условие равенства моментов, т. е. МКР = МВ (рис. 7).

Рис. 7. Определение угла крена от действия статически (а) и динамически (б) приложенной силы.

При динамическом действии кренящего момента (порыв ветра, рывок буксирного троса на борт) судно, наклоняясь, приобретает угловую скорость. Оно по инерции пройдет положение статического равновесия и будет продолжать крениться до тех пор, пока работа кренящего момента не станет равной работе восстанавливающего.

Величину, угла крена при динамическом действии кренящего момента можно определить по диаграмме статической остойчивости. Горизонтальную линию кренящего момента продолжают вправо до тех пор, пока площадь ОДСЕ (работа кренящего момента) не станет равной площади фигуры ОБЕ (работа восстанавливающего момента). При этом площадь ОАСЕ является общей, поэтому можно ограничиться сравнением площадей ОДА и ABC.

Если же площадь, ограниченная кривой восстанавливающих моментов, окажется недостаточной, то судно опрокинется.

Остойчивость морских судов должна отвечать требованиям Регистра, в соответствии с которыми необходимо выполнение условия (так называемого критерия погоды): К=M опр мин / М дн max 1» где M опр мин — минимальный опрокидывающий момент (минимальный динамически приложенный кренящий момент с учетом качки), под действием которого судно еще не потеряет остойчивость; М дн max — динамически приложенный кренящий момент от давления ветра при наихудшем в отношении остойчивости варианте загрузки.

В соответствии с требованиями Регистра максимальное плечо диаграммы статической остойчивости lmax должно быть не менее 0,25 м для судов длиной 85 м и не менее 0,20 м для судов более 105 м при угле крена θ более 30°. Угол заката диаграммы (угол, при котором кривая плеч остойчивости пересекает горизонтальную ось) для всех судов должен быть не менее 60°.

Влияние жидких грузов на остойчивость. Если цистерна заполнена не доверху, т. е. в ней имеется свободная поверхность жидкости, то при наклонении жидкость перельется в сторону крена и центр тяжести судна сместится в ту же сторону. Это приведет к уменьшению плеча остойчивости, а следовательно, к уменьшению восстанавливающего момента. При этом чем шире цистерна, в которой имеется свободная поверхность жидкости, тем значительнее будет уменьшение поперечной остойчивости. Для уменьшения влияния свободной поверхности целесообразно уменьшать ширину цистерн и стремиться к тому, чтобы во время эксплуатации было минимальное количество цистерн со свободной поверхностью жидкости.

Влияние сыпучих грузов на остойчивость. При перевозке сыпучих грузов (зерна) наблюдается несколько иная картина. В начале наклонения груз не перемещается. Только когда угол крена превысит угол естественного откоса, груз начинает пересыпаться. При этом пересыпавшийся груз не вернется в прежнее положение, а, оставшись у борта, создаст остаточный крен, что при повторных кренящих моментах (например, шквалах) может привести к потере остойчивости и опрокидыванию судна.

Для предотвращения пересыпания зерна в трюмах устанавливают подвесные продольные полупереборки — шифтинг-бордсы либо укладывают поверх насыпанного в трюме зерна мешки с зерном (мешкование груза).

Влияние подвешенного груза на остойчивость. Если груз находится в трюме, то при подъеме его, например краном, происходит как бы мгновенный перенос груза в точку подвеса. В результате ЦТ судна сместится вертикально вверх, что приведет к уменьшению плеча восстанавливающего момента при получении судном крена, т. е. к уменьшению остойчивости. При этом уменьшение остойчивости будет тем больше, чем больше масса груза и высота его подвеса.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector