公告:
您好,這裏是内蒙快3物流有限公司!專業承接10-400噸位貨運服務。
聯係電話:400-966-8687
物流運輸寶典
當前位置:首頁 > 新聞中心 > 物流運輸寶典 >
綁紮大型貨物或設備常用到的方法有哪些?
添加時間:2019-01-09 10:12 來源:内蒙快3國際物流 作者:www.hjsuw.com

  隨著運輸業的發展,重大件貨物運輸在公路運輸中占有重要地位。本文結合明通集團長期的運輸實踐,采用數學分析的方法,對兩種常用的捆紮方式進行了力學分析,比較了捆紮在實際運行過程中的有效性、穩定性,為大件運輸提供參考。

  本文主要討論鋼絲繩撬棍緊固法、鉤環式拉緊器法這兩種最為常見的貨物捆紮加固方法,並分別進行力學分析,對比加固的有效性,然後評價加固的其他方麵的影響,如安全性和拉力有效值穩定性等。

  1用鉤環式拉緊器收緊法

  鉤環式拉緊器根據所需拉力值的大小分為很多種,本文采用實際加固中最常見的5t鉤環式拉緊器進行分析。

  5t鉤環式拉緊器參數如下:螺栓螺距3.604mm,外徑21.8mm,內徑17.76mm。轉動把手全長35cm,鐵鏈額定拉力4.5t,破斷拉力10t。一般情況下,考慮到手的尺寸,人手的上緊作用力半徑R=30cm,收緊力F1=100N,則根據力矩等效原理:F1R=FR

  式中,r為螺栓螺紋的平均半徑,取平均值 19.78mm;F為實際作用到螺紋的收緊力。 將實際數值代入上式得:F=1016N。 設螺紋與螺栓截麵成角為 ,則易得:

  

綁紮計算公式

  鋼與鋼之間滑動摩擦係數設為μ,查相關摩擦係數表可得,在有潤滑條件下一般取0.1。

  圖1為螺栓緊固受力圖,三條平行曲線表示螺紋,矩形表示與螺紋咬合的另一組螺紋,由於整個相互咬合範圍內傾斜角度保持一致,故另一組螺紋隻用一段來描述整段相互咬合的受力狀態。

  

螺栓緊固受力圖

  緊固過程受力分析:螺栓在緊固過程中,螺栓的軸向拉力不斷增大,螺紋之間相互咬合,增大了軸向拉力,在垂直於螺栓的方向,緊固力最終在與螺紋垂直方向上的分量和摩擦力之和相等後,緊固結束。

  根據平行於螺紋斜麵方向的受力平衡條件有:

  Fcosa+Tsina=Tcosaμ

  式中,F為最終的螺栓緊固力;T為鉤環式拉緊器張拉力;由tana=0.058得,sina=0.0579,cosa=0.998。將各數值代入上式可得:

  1016N+0.0579T=T×0.998×0.1

  計算得T=36193N=3693kgf(kgf為千克力)。

  2鋼絲繩撬棍緊固法

  這種方法最常用於普通及一些重大件的緊固中,但其加固時有一定的隨機性,因人而異,以下實際使用數據為根據大量實際測量數據取均值所得。設鋼絲繩長度為L,從初始拉力為零開始收緊,使用的撬棍作用半徑為R1,作用力為F2,從最開始到收緊,總旋轉角度為β,收緊後,鋼絲繩拉力為T1,最終多根鋼絲繩軸向拉力為T2(根據實際使用中的大量測量,撬棍收緊力一般情況下約為100N,鋼絲繩收緊後平均繞距為20cm),各根鋼絲繩繞軸線的旋轉半徑為ri,各根鋼絲繩與鋼絲繩截麵所成的角度為βi。

  由於4根鋼絲繩組成的繩股最常出現的裁麵如圖3所示,故按照最常出現的情況來考慮繞緊後的鋼絲繩形成的截麵來分析和計算鋼絲繩股的有效軸向拉力。

  r1=r

  r2=√3r

  r為鋼絲繩半徑,通常采用4股6×19,公稱直徑9.3mm鋼絲繩進行緊固,根據鋼絲繩使用選擇原則,使用此類鋼絲繩做緊固捆紮較為合理。

  根據扭矩平衡條件,整個外力對鋼絲繩造成的扭矩等於鋼絲繩產生的抵抗扭矩,在整個鋼絲繩範圍內保持恒定。正因為如此,雖然在撬棍處鋼絲繩張開後半徑有所增大,但由於整個長度範圍內扭矩保持恒定,所以仍可以以其他正常鋼絲繩截麵來進行分析計算。

  為分析直觀簡便,將繞緊後的鋼絲繩展開到一個平麵進行分析,但這種展開並不影響力學計算模型。根據數學模型,該分析結果與實際情況保持一致。由力矩平衡條件:

撬棍禁錮示意圖四扭緊絞緊鋼絲繩截麵圖

  

綁紮大型貨物或設備常用到的方法有哪些?

  式中, L為鋼絲繩初始長度(單回);ε1為靠內側鋼絲繩最終產生的應變; ε2為靠外側鋼絲繩最終產生的應變;α為最終張拉緊固後,鋼絲繩繞軸線的旋轉角;A為多根鋼絲繩軸向拉力總和;E為鋼絲繩材料的彈性模量; T0為鋼絲繩初始拉力。

  由式(1)和式(2)可得:

  

綁紮大型貨物或設備常用到的方法有哪些?

  由於開始緊固時,鋼絲繩初始拉力與緊固後相比拉力很小,可以忽略,所以在此為簡便計算,設T0=0,故以上兩式可簡化為:

  

綁紮大型貨物或設備常用到的方法有哪些?

  式中,r、E、F、R均為已知,L可根據實際情況測量。因此,根據式(3),可以計算出α,然後代入式(4),即可計算出A,即鋼絲繩軸向拉力。

  查表得,鋼絲繩中用的鋼絲彈性模量為 E=2.05×105MPa。根據實際使用情況,L長度考慮為3m,r=4.65mm,F=100N,R=80cm,將數據代入式(3),

  得:α=2.21rad,A=2895N=295.4kgf

  3結果分析

  (1)用鉤環式拉緊器進行收緊時,力學模型非常簡單,計算結果簡單明確,整個收緊器相當於一個組合式省力杠杆,第一道杠杆在於收緊臂和摩擦力作用半徑的比值;第二道省力杠杆的放大效率在於螺紋的坡度,即螺紋一周長度和螺距的比值。因此,兩道省力杠杆的放大作用下,收緊力和鐵鏈最終實際拉力有了非常大的差距。

  (2)用撬棍進行緊固時,力學模型相對複雜,而且多股鋼絲繩形成的截麵不是很穩定,在實際使用過程中確實出現各種不同的截麵,因而緊固的效果有一定的不穩定性。從緊固的機理進行分析,這種緊固法也相當於省力杠杆,但這種杠杆的效率遠不及鉤環式拉緊器的效率高。第一道杠杆與鉤環式拉緊器相同,省力效率體現在作用力臂和阻力臂的比值上,但由於鋼絲繩在撬棍與之接觸的地方作用力半徑有所增大,因而效率有所降低;第二道省力杠杆在於當把其中一股鋼絲繩考慮為一根繩時,其一圈的周長和纏距的比值,及鋼絲繩在整股鋼絲繩中的坡度,這一點原理與鉤環式拉緊器中的第二道省力杠杆相同,但其比值有很大差別。尤其是當鋼絲繩逐漸收緊時,一根鋼絲繩的“坡度”持續減小。如果把整個鋼絲繩展開到平麵進行分析就會發現,一股鋼絲繩的實際徑向拉力剛好為整股鋼絲繩最終的有效拉力和鋼絲繩橫向拉力(來自於緊固力)的合力(參見圖3),因此此杠杆的效率非常低,因此省力效率也很低,正因如此,最終這種緊固法的緊固效率才與第一種方法有了巨大差別。另外,這種加固方法存在一定風險,鋼絲繩中有一定勢能積累,如果撬棍固定不好,會導致鋼絲繩中彈性勢能釋放而造成傷害。

  4結論

  鉤環式拉緊器為專業緊固設備,緊固效果可靠穩定,安全,沒有勢能積累,是一種安全有效的緊固工具。用撬棍式緊固方法緊固效果不理想,同時緊固過程中有彈性勢能積累,可能造成傷害,是一種緊固效果差的方法,應該舍棄。