Принцип работы гидрокомпенсаторов: Гидрокомпенсатор принцип работы

Изображение предоставлено: kasarp studio / Shutterstock.com

Масштаб и величина смещения

обычно работают на макроуровне, что означает, что они используются для подъема более крупных объектов и перемещения объектов на более значительные расстояния, чем другие устройства, такие как приводы и позиционеры. Хотя эти последние устройства могут создавать толкающие силы, некоторые из их приложений относятся к масштабу микроуровня, включая более мелкие объекты и производящие относительно небольшое смещение (часто измеряемое в микронах).Кроме того, лифты могут включать в себя приводные компоненты в конструкцию подъемного механизма, чтобы помогать создавать подъемную силу, но исполнительные механизмы сами по себе не являются подъемниками. Манипуляторы, хотя и способны работать на макроуровне, также обычно не перемещают объекты на большие расстояния, только изменяя ориентацию объекта в его исходном местоположении или перемещая объект в пределах небольшой ограниченной области.

Кредит изображения: Nordroden / Shutterstock.ком

Характеристики подъемных элементов

Подъемники — хотя и почти идентичны по названию — относятся к категории подъемного оборудования, отдельной от подъемников. Чтобы поднять объект, подъемники используют базовый компонент (например, платформу или руки), на которых опирается объект, и механизм, который создает на объект толкающую вверх силу. Вместе эти компоненты подъемника обеспечивают вертикальное перемещение объекта. Подъемники также могут вызвать вертикальное смещение объекта.Однако подъемники, например, использующие вакуумное давление или подъемные магниты, обычно должны быть физически прикреплены к объекту, чтобы механизм мог поднять его с помощью тянущего движения, или, в случае ручных подъемников, требуется, чтобы пользователь приложил силу, которая поднимает не использовать подъемный механизм.

Кредит изображения: mipan / Shutterstock.com

Промышленное описание подъемного оборудования

, такие как домкраты для бутылок и барабанные домкраты, могут использовать аналогичные подъемные механизмы и используются в приложениях, аналогичных применению подъемников.Однако, несмотря на это сходство, промышленные стандарты обычно относят домкраты к категории подъемного оборудования и устройств, отличных от категории подъемников. Поэтому в следующей статье не рассматриваются домкраты.

Кредит изображения: Andrey_Popov / Shutterstock.com

Пневматические и гидравлические подъемные механизмы

Теперь, когда базовое понимание того, что такое лифты, а что нет, было установлено, более подробное описание и подробности можно дать некоторым из более конкретных классификаций — i.е., пневматические и гидравлические подъемники.

используются различные приводные компоненты и механизмы для создания толкающей вверх силы, необходимой для подъема объекта. В конструкции подъемников интегрированы три основных типа приводов: пневматические, гидравлические и механические, причем первые два используются в качестве наиболее распространенных механизмов.

Пневматические подъемники

В пневматических подъемниках используется подъемный механизм, состоящий из полого цилиндра и поршня. Внешний двигатель или насос перемещает поршень внутри цилиндра, увеличивая внутреннее давление воздуха и заставляя цилиндр перемещаться вдоль оси поршня.Движение цилиндра вдоль оси создает линейную силу, которая затем используется для выдвижения компонентов подъемника, подъема или опускания объекта.

Преимущество использования пневматических лифтов — их коллективная универсальность. Многие модели пневматических подъемников не требуют электричества и могут использоваться в самых разных областях, включая экстремальные температуры и взрывоопасные области. Кроме того, пневматические механизмы недороги по сравнению с электрическими и гидравлическими, имеют точность +/- 0. 1 дюйм, и может создавать подъемные силы порядка десятков тысяч фунтов силы (фунт-сила).

Несмотря на эти преимущества, пневматические подъемники ограничены как размером привода, так и требованиями к компрессору. Во время подъема необходимо поддерживать рабочее давление, что делает пневматические подъемники менее эффективными, чем другие типы подъемников. Это постоянное давление требует постоянного потока сжатого воздуха, что также увеличивает общие эксплуатационные расходы. Кроме того, пневматические приводы обычно имеют размер для конкретного применения, что ограничивает универсальность конкретного подъемника спецификациями и требованиями исходного приложения.

Гидравлические подъемники

В гидравлических лифтах используется подъемный механизм, аналогичный механизму пневматических лифтов, за исключением того, что вместо сжатия воздуха гидравлический механизм сжимает жидкость (то есть гидравлическое масло) для увеличения внутреннего давления в цилиндре. Как и в пневматических лифтах, увеличение внутреннего давления вызывает линейное движение приводного цилиндра, который, в свою очередь, поднимает или опускает платформу и, следовательно, объект.

Гидравлические подъемные механизмы способны создавать в 25 раз больше силы, чем аналогичные пневматические подъемные механизмы.Кроме того, они могут поддерживать постоянную силу и крутящий момент без необходимости в непрерывном потоке жидкости, как в пневматических механизмах.

Однако, в отличие от пневматических и электрических подъемных механизмов, гидравлические механизмы имеют больший риск воздействия на окружающую среду, так как компоненты содержат гидравлическую жидкость, которая может нанести вред окружающей среде в случае утечки. Кроме того, гидравлические подъемные механизмы состоят из нескольких компонентов и деталей, что приводит к увеличению занимаемой площади.

Альтернативные решения для подъемных механизмов

Для применений, не подходящих для пневматических и гидравлических подъемников, механические подъемники представляют собой альтернативное подъемное решение.В этих подъемниках используется несколько различных механических компонентов в зависимости от модели, включая ручные кривошипы, шариковые винты, ходовые винты (или силовые винты), реечные и шестеренные приводы, и они могут приводиться в действие вручную или приводиться в действие от электродвигателя. В любом типе механического подъемника подъемный механизм функционирует, преобразуя радиальное движение компонентов в линейное движение, которое затем проявляется как расширение компонентов подъемника и подъем или опускание намеченного объекта.

Механические подъемники с электрическим приводом обеспечивают высочайший контроль, точность и аккуратность, а также позволяют масштабировать и воспроизводить возможности подъемника.По сравнению с пневматическими и гидравлическими механизмами, электрические подъемные механизмы производят меньше шума и представляют меньшую опасность для окружающей среды из-за отсутствия жидкости. Однако электрические подъемные механизмы обычно более дороги, и их подъемные возможности, например грузоподъемность, скорость и т. Д., Ограничены выбранным двигателем, сроком службы устройства и подходящими областями применения.

Таблица 1 — Преимущества и недостатки подъемных механизмов

Расчетные характеристики лифта

Как указано выше, все лифты способны создавать толкающую вверх силу, которая при приложении к объекту перемещает вертикально — i.е., подъемы или «подъемы» — нем. Помимо этих общих квалификаций, доступны несколько вариантов конструктивных характеристик лифта для широкого диапазона приложений, включая, как упоминалось ранее, тип используемого подъемного механизма. Помимо этой характеристики, другие основные варианты дизайна, которые может рассмотреть отраслевой профессионал или агент по закупкам, включают:

• Тип источника питания
• Мобильность
• Маневренность

Источник питания лифта

Источник энергии лифта обычно представляет собой двигатель (за исключением моделей с электрическим приводом) и обеспечивает необходимую мощность, которая приводит в действие подъемный механизм (пневматический, гидравлический или механический) и, если применимо, систему привода. .В лифтах используются пять основных типов источников энергии:

• Электрический
• Дизель
• Газ
• Двухтопливная
• Гибрид

Лифты электрические

Лифты с электроприводом доступны как в стационарных, так и в мобильных моделях и, в зависимости от модели, работают от переменного или постоянного тока. Лифты с электроприводом, в которых отсутствует двигатель внутреннего сгорания и питаются от сменных модулей или аккумуляторов, являются единственным типом лифтов, обеспечивающим бесшумную работу без выбросов, что делает их пригодными для использования внутри помещений.Поскольку лифтовые батареи являются перезаряжаемыми, долгосрочные затраты на топливо для лифтов с батарейным питанием обычно меньше, чем для лифтов с питанием от топлива. Кроме того, конструкция лифта обеспечивает более компактную конструкцию по сравнению с другими конструкциями с электроприводом, что упрощает навигацию, маневренность и хранение в закрытых или ограниченных пространствах.

Хотя лифты с электроприводом имеют некоторые преимущества с точки зрения воздействия на окружающую среду, долгосрочной стоимости и мобильности, они ограничены в отношении размера платформы, вертикального и горизонтального удлинения и грузоподъемности.Лифты с батарейным питанием также требуют интеграции зарядной станции и замены батарей каждые 2–5 лет — в зависимости от использования, состояния и обслуживания — по цене от 200 до 500 долларов. Хотя долгосрочные затраты на эти подъемники обычно ниже, чем на подъемники на топливе, первоначальные затраты и затраты на техническое обслуживание относительно высоки.

Дизельные лифты

В отличие от лифтов с электроприводом, лифты с дизельным двигателем не свободны от выбросов. Однако новые технологии дизельных двигателей, такие как двигатели Tier II, III и IV, обеспечивают высокую производительность, более длительные периоды эксплуатации и более низкие уровни выбросов выхлопных газов по сравнению со старыми моделями дизельных двигателей, при этом некоторые модели способны производить меньше выбросов. чем даже двухтопливные или бензиновые лифты.Как правило, эти лифты также имеют большую площадь платформы, больший диапазон вертикального и горизонтального выдвижения, более высокую грузоподъемность и лучшую тягу, чем лифты с электрическим приводом. Эти преимущества делают лифты с дизельным двигателем подходящими для использования на открытом воздухе и в условиях пересеченной местности, например, на строительных и промышленных площадках.

В то время как новые модели производят меньше выхлопных газов, в целом лифты с дизельным двигателем производят больше выбросов и шума, чем лифты с электрическим приводом и другие лифты с приводом от двигателя, такие как лифты с газовым или газовым двигателем.Эти ограничения делают их непригодными для большинства применений внутри помещений.

Дополнительные ограничения, связанные с лифтами с дизельным двигателем, включают начальные и общие затраты. Хотя стоимость дизельного топлива, необходимого для работы дизельного двигателя, относительно невысока — в пределах 3-4 долларов США, — сам дизельный двигатель обычно требует больших капиталовложений и затрат на обслуживание, чем другие источники энергии для лифтов. Некоторые модели с дизельным двигателем доступны с надбавкой в ​​5000 долларов по сравнению с моделями, работающими на газе, с оценкой в ​​тысячи долларов с учетом дополнительных затрат на замену масла, замену компонентов, а также техническое обслуживание и ремонт в течение срока службы двигателя.

Лифты газовые

В лифтах с газовым двигателем, как и в лифтах с дизельным двигателем, используется двигатель внутреннего сгорания (ВС), который производит выбросы во время работы независимо от типа топлива, хотя некоторые виды топлива могут производить меньше выбросов, чем другие в процессе сгорания. Хотя по сравнению с лифтами с электроприводом, эти лифты менее экологичны, они также могут использовать более крупные платформы, поднимать большие грузы и увеличиваться в высоту и на большую длину.В газовых лифтах используются несколько типов газов, включая бензин, природный газ и пропан. В зависимости от требований и характеристик подъемных устройств каждый тип газа имеет свои преимущества и ограничения.

Бензин : Из-за ограниченного количества заправочных станций, а также развития и роста популярности лифтов, работающих на жидком пропане (LP) и двухтопливном топливе, лифты с бензиновым двигателем используются редко. Однако, если заправочные станции доступны и легко доступны, лифты с бензиновым двигателем могут быть сопоставимы с другими лифтами с двигателем.Кроме того, конструкция с газовым двигателем обеспечивает лучшую видимость сзади по сравнению с конструкциями с двигателем LP, большую мощность, более быстрое перемещение и большую скорость подъема / опускания платформы по сравнению с конструкциями с дизельным двигателем.

Природный газ : Подобно лифтам с бензиновым двигателем, лифты, работающие на сжатом природном газе (СПГ), требуют быстрого и легкого доступа к заправочным станциям, чтобы быть экономичным подъемным решением. Однако высокая стоимость инфраструктуры, необходимой для заправочных станций КПГ, включая землю, оборудование, техническое обслуживание и установку, а также сложность получения необходимых разрешений и подачи газа, как правило, делают источники энергии на КПГ непригодными для бюджетов большинства подъемных систем.

При наличии адекватной и доступной инфраструктуры для заправки КПГ по сравнению с другими видами топлива КПГ предлагает более экологичную альтернативу. Процессы сжигания, в которых используется КПГ, обычно производят меньше выбросов, и в случае утечки газа КПГ рассеивается в атмосфере в виде нетоксичных соединений, то есть водяного пара и диоксида углерода. Конструкции лифтов с приводом от КПГ также не требуют снятия резервуара для КПГ во время процесса заправки, что позволяет сократить время простоя и участие оператора.

Пропан : Лифты, в которых используется сжиженный нефтяной газ, также известный как жидкий пропан (LP), предлагают самую низкую начальную стоимость, так как резервуары LP могут быть приобретены и сохранены заранее. Замена пустых резервуаров также выполняется относительно быстро, что сокращает время простоя между подъемными операциями. Лифты с LP-приводом подходят как для внутреннего, так и для наружного применения.

Двухтопливные подъемники

Как видно из названия, в двухтопливных лифтах используются два разных типа топлива — газ и дизельное топливо.Преимущество использования этих типов лифтов заключается в их высокой топливной экономичности по сравнению с другими лифтами, работающими на топливе. Кроме того, более новые модели с двухтопливным двигателем способны производить больше лошадиных сил, чем модели с дизельным двигателем. Однако стоимость топлива, используемого для двухтопливных лифтов (обычно жидкий пропан), сильно варьируется и составляет от 2 до 5 долларов США за галлон.

Подъемники с гибридным приводом

с гибридным приводом используется комбинация технологий от двух разных типов источников энергии (обычно электрических и дизельных).В зависимости от типа гибридной модели, т. Е. Параллельной или последовательной, один или оба источника энергии могут приводить в действие лифт, или двигатель внутреннего сгорания действует как генератор зарядки для аккумуляторов лифта, которые обеспечивают питание большинства функций лифта, соответственно. В то время как серийные модели менее дороги и имеют более компактную конструкцию, чем параллельные модели, параллельные модели могут производить большую мощность и обеспечивать большую гибкость и безопасность благодаря резервированию мощности.

В целом, модели гибридных лифтов способны работать в течение длительного времени и в тяжелых циклах и подходят как для внутреннего, так и для наружного применения.Возможность переключения на питание только от электричества обеспечивает большую гибкость условий эксплуатации, особенно для внутреннего применения, где необходимо ограничить выбросы выхлопных газов, и для наружного применения, где труднодоступны заправочные станции. Однако за эти преимущества приходится платить, поскольку лифты с гибридным приводом обычно дороже, чем сопоставимые модели с дизельным или газовым двигателем.

Таблица 2 — Преимущества и недостатки лифтовых источников энергии

Подвижность лифта

В зависимости от используемого типа и технических характеристик подъемного оборудования, подъемники доступны в стационарных или мобильных моделях.

Стационарные модели могут быть зафиксированы в нужном положении, например, в случае док-лифтов или подъемников для людей с ограниченными возможностями, или переносными, но могут работать в пределах одного места в процессе подъема. В последнем случае подъемники не являются самодвижущимися и требуют вспомогательного транспортного средства для буксировки или буксировки на место, например подъемников, смонтированных на прицепах или грузовиках. Преимуществами стационарных лифтов являются отсутствие затрат на топливо и более компактная конструкция (и то, и другое из-за того, что они не имеют собственного транспортного двигателя).Некоторые модели также включают гидравлические опоры, которые помогают при настройке и выравнивании.

Мобильные подъемники являются самоходными, что позволяет операторам при необходимости регулировать свое положение. Они доступны с несколькими типами приводных систем, в том числе:

• 2-х колесный
• Полный привод
• Гусеница

Привод на 2 колеса : Подъемники с приводом на 2 колеса более компактны и обычно используются в помещениях. Однако, оснащенные колесами для пересеченной местности, они также могут использоваться на открытом воздухе.Эти лифты имеют ограниченную максимальную грузоподъемность, дальность действия и маневренность, но они компенсируют эти недостатки более быстрым временем зарядки или дозаправки и увеличенным временем работы.

4-х колесный привод : полноприводные подъемники являются стандартом для большинства промышленных и строительных площадок, поскольку они предлагают большую площадь платформы, большую грузоподъемность и больший диапазон выдвижения. К другим конструктивным характеристикам полноприводных лифтов относятся улучшенный контроль тяги, возможности выравнивания и более высокие скорости подъема.

Track Drive : В подъемниках с гусеничным приводом используется комбинация технологий стационарных и мобильных подъемников, т. Е. Их гидравлическое выравнивание и самодвижение, соответственно. Доступные с безрезиновыми колесами или колесами для пересеченной местности и полным приводом, эти подъемники подходят как для внутреннего, так и для наружного применения.

Изображение предоставлено: Эдуард Валентинов / Shutterstock.com

Маневренность подъемника

Существует несколько вариантов конструкции лифтов, которые могут улучшить их маневренность во время подъемных операций, особенно для ограниченного доступа или ограниченного пространства.Наиболее часто используются шарнирно-сочлененные и телескопические стрелы.

Состоящий из нескольких шарнирно-сочлененных секций, шарнирно-сочлененные рычаги стрелы могут сгибаться и преодолевать препятствия и препятствия, поднимая платформу или объект в нужное положение. Кроме того, шарнирно-сочлененные подъемники обычно включают в себя поворотный элемент, обеспечивающий полное вращение подъемного рычага. Вместе эти два элемента конструкции позволяют этим типам лифтов предлагать широкий диапазон рабочей высоты и высокую степень гибкости.

Кредит изображения: SteveWoods / Shutterstock.com

Как видно из названия, телескопические стрелы выдвигаются, как телескопы, с несколькими секциями, которые выдвигаются и втягиваются друг в друга. В отличие от шарнирных рычагов, телескопические рычаги выдвигаются прямо, что ограничивает их способность поднимать платформу или объект, если путь затруднен или ограничен иным образом. Кроме того, подъемники с телескопическими рычагами обычно имеют меньшие платформы, чем подъемники с шарнирно-сочлененными рычагами.Тем не менее, большинство телескопических моделей по-прежнему доступны с возможностью полного вращения, а также предлагают большие удлинители, чем другие типы подъемников.

Кредит изображения: Ллойд Полсон / Shutterstock.com

Другие конструктивные характеристики лифта

Помимо конструктивных характеристик, упомянутых выше, есть несколько других вариантов, которые отраслевой специалист или агент по закупкам могут рассмотреть при проектировании и выборе подъемника для своего конкретного подъемного оборудования.Некоторые из других доступных вариантов конструкции включают возможность наклона для повышения маневренности и гибкости, поручни для безопасности оператора, гидравлические опоры для дополнительной устойчивости и немаркированные шины или шины для пересеченной местности для использования в помещении и на улице соответственно.

Типы подъемников

Имеется несколько различных вариантов лифтов с указанными выше конструктивными характеристиками. Некоторые из наиболее распространенных типов, используемых для жилых, коммерческих и промышленных приложений, включают:

• Подъемники стреловые
• Подъемники мачтовые вертикальные
• Подъемники ножничные
• Вилочные погрузчики
• Подъемники вертикальные платформенные

Подъемники стрелы

— это подъемники, используемые для подъема и перемещения персонала на нужную высоту и положение на рабочей площадке.Состоящие из одного или нескольких компонентов выдвижной стрелы с прикрепленной подъемной платформой и исполнительными компонентами (которые обеспечивают необходимую движущую силу для шарнирного сочленения или выдвижения компонентов), эти подъемники предлагают одни из самых больших возможностей вертикального и горизонтального перемещения с максимальным диапазоном выдвижения. от 20 до 100+ футов. Основные типы подъемников со стрелой включают шарнирно-сочлененные (также известные как шарнирные) и телескопические подъемники со стрелой с возможностью стационарного или самоходного подъема.Некоторые из примеров доступных стреловых подъемников включают стреловые подъемники, установленные на прицепах или грузовиках, и сборщики вишни (также называемые автовышками).

Некоторые из типичных применений стреловых подъемников включают промышленные и строительные площадки, а также сельское хозяйство, ландшафтный дизайн, коммунальные услуги, а также работы по техническому обслуживанию и установке.

Вертикальные мачтовые подъемники

В отличие от стреловых подъемников, вертикальные мачтовые подъемники (также называемые вертикальными подъемниками или подъемниками для персонала) представляют собой подъемники, которые, как правило, способны только на вертикальное перемещение и не допускают значительного горизонтального удлинения.Хотя, в зависимости от модели, эти подъемники могут иметь самодвижущиеся возможности, что позволяет операторам регулировать положение подъемника на земле и, следовательно, относительное положение платформы. Типичная конструкция включает подъемную платформу, прикрепленную к одной вертикальной телескопической стреле (то есть мачту), и исполнительные компоненты, но некоторые модели могут также включать в себя компонент шарнирной руки.

Вертикальные мачтовые подъемники имеют более легкую конструкцию, чем другие типы подъемников, что обеспечивает большую маневренность, но также ограничивает максимальный размер рабочей платформы и грузоподъемность.Эти лифты подходят для использования внутри помещений и в ограниченном пространстве, где требуется только вертикальное расширение, например, для складирования, управления запасами, а также для обслуживания и установки.

Кредит изображения: Andrio / Shutterstock.com

Ножничные подъемники

Как и вертикальные мачтовые подъемники, ножничные подъемники могут перемещаться только по вертикали. В этих подъемниках используется пантографический механизм, который удлиняется при приложении внутренней силы к сторонам механизма и укорачивается при приложении внешней силы.По мере того, как механизм удлиняется и укорачивается, он прикладывает восходящую силу к прикрепленной подвесной платформе, заставляя платформу подниматься и опускаться соответственно. В зависимости от модели используются гидравлические, пневматические или механические исполнительные компоненты, обеспечивающие движущую силу для удлинения и укорачивания пантографического механизма. Другие варианты конструкции, доступные для ножничных подъемников, включают элементы управления безопасностью и перила, возможности самодвижения, а также шарнирные, наклонные или вращающиеся платформы.

обычно обладают высокой грузоподъемностью и используют гораздо большую платформу, чем другие типы подъемников, что позволяет одновременно перемещать и размещать на рабочей площадке несколько или тяжелых предметов и персонала. Однако, поскольку эти подъемники ограничены вертикальным перемещением, они должны быть расположены непосредственно под желаемой точкой использования на рабочей площадке, что может быть затруднительно на пересеченной местности или в районах с ограниченным пространством. Подходящие для тяжелых и тяжелых подъемных операций, типичные применения ножничных подъемников включают строительство, техническое обслуживание, ремонт и установку.Хотя ножничные подъемники могут быть с приводом от двигателя, они также доступны в стационарном и полупостоянном исполнении.

Кредит изображения: Andrio / Shutterstock.com

Вилочные погрузчики

, также называемые вилочными погрузчиками и подъемниками для поддонов (из-за того, что они обычно используются при перемещении поддонов), подходят для подъема предметов с пола на нужную высоту и положение для работы, хранения, транспортировки или загрузки и разгрузки. .В дополнение к компонентам вилки и каретки (т. Е. Рамы, к которой крепятся вилы), в типовой конструкции вилочного погрузчика используются подъемные механизмы, аналогичные подъемным механизмам ранее упомянутых типов, например стрелы вилочного погрузчика или вертикальные мачты. В зависимости от модели, механические, пневматические или гидравлические приводные компоненты приводят в действие подъемные возможности вилочного погрузчика, которые могут быть ограничены вертикальным перемещением или включать как вертикальное перемещение, так и горизонтальное удлинение. Дополнительные конструктивные особенности, доступные для вилочных погрузчиков, включают ручной или моторизованный привод, уравновешивание и интеграцию других аксессуаров для вилочных погрузчиков.

Согласно определению Ассоциации промышленных грузовиков (ITA), существует восемь классификаций промышленных погрузчиков (включая вилочные погрузчики), от класса I до класса VIII. Каждый класс является представителем определенного типа погрузчика и его характеристик. Например, трехколесный вилочный погрузчик с электрическим приводом классифицируется как класс I, а вилочный погрузчик с газовым приводом с пневматическими шинами и сидячей кабиной оператора классифицируется как класс V. Некоторые из других типов доступных вилочных погрузчиков включают мобильные вилочные погрузчики и вилочные погрузчики для пересеченной местности.

В таблице 3 ниже приводится краткое описание различных классов имеющихся погрузчиков.

Таблица 3 — Классификация промышленных погрузчиков

Кредит изображения: lpajoel / Shutterstock.com

Вертикальные платформенные подъемники

Подъемники с вертикальной платформой используют основу или компонент платформы, прикрепленный к одной или нескольким вертикальным мачтам (или стойкам). Когда механические, пневматические или гидравлические приводные компоненты включаются и отключаются, платформа поднимается и опускается. Некоторые примеры этих типов подъемников включают док-подъемники, подъемники задней двери грузовиков, сценические подъемники и подъемники для людей с ограниченными возможностями.

Док-подъемники, ворота грузовых подъемников, сценические подъемники и подъемники для людей с ограниченными возможностями предлагают аналогичные функции для различных приложений.Каждый из этих лифтов способен обеспечивать вертикальное перемещение — то есть поднимать или опускать — объекты, людей или оборудование, чтобы поднять их на нужную высоту для загрузки или разгрузки. Как правило, эти лифты монтируются на постоянной или полупостоянной основе, либо включаются в качестве приспособления или приспособления здания (в случае док-лифтов, сценических подъемников и лифтов для доступа) или прикрепляются как компонент транспортного средства или грузовика ( в случае лифтовых ворот).

Приложения для вертикальных платформенных подъемников обычно имеют меньшие требования к вертикальному подъему, чем приложения для других типов подъемников, поскольку вертикальные платформенные подъемники используются только для того, чтобы поднять что-то либо на уровень земли, либо на слегка приподнятую поверхность, такую ​​как платформа грузовика или погрузочный док.

Изображение предоставлено: Джон Аббейт / Shutterstock.com

Дополнительные типы подъемников

используются в различных промышленных, коммерческих и жилых помещениях. Следовательно, доступно несколько вариантов подъемников, каждый из которых соответствует требованиям и спецификациям конкретного приложения. Помимо типов, уже упомянутых выше, доступны другие типы, включая мезонинные подъемники, двухстоечные и четырехстоечные автомобильные подъемники и столы ножничных подъемников.

Рекомендации по выбору лифта

Несмотря на то, что существует большое разнообразие подъемников, пригодность каждого типа (и его конструкции) для подъема и опускания объекта, человека или оборудования зависит от технических характеристик и требований приложения. Эти факторы во многом определяют оптимальную конструкцию лифта.

Некоторые из факторов, которые профессионалы отрасли должны учитывать при определении или выборе подъемника, включают:

• Приложение
• Размер платформы
• Номинальная грузоподъемность
• Ход
• Подъемное движение
• Аттестация персонала
• Стоимость жизненного цикла

Применение : Предполагаемое применение и условия окружающей среды влияют на оптимальный тип и конструкцию лифта и его компонентов.Например, на неровной поверхности или в условиях пересеченной местности в конструкцию подъемника может потребоваться включение гидравлических выносных опор или колес для пересеченной местности для обеспечения устойчивости. В таблицах 1 и 2 также перечислены некоторые аспекты применения и экологические проблемы, связанные с каждой конструктивной характеристикой лифта. Некоторые примеры из этих таблиц:

• Механические подъемники могут не подходить для работы с легковоспламеняющимися материалами из-за риска возгорания или взрыва
• Лифты с электроприводом могут не подходить для работы на открытом воздухе или во влажной среде из-за риска повреждения электрических компонентов
• Лифты с приводом от двигателя могут не подходить для использования внутри помещений из-за выбросов выхлопных газов

Размер платформы : Размер объекта или оборудования, а также требования к персоналу или рабочему пространству определяют размеры — i.е., длина и ширина — элемента платформы лифта.

Номинальная грузоподъемность : Требования к общему весу объектов, оборудования и персонала определяют необходимую грузоподъемность лифта. В лифтах номинальная грузоподъемность или грузоподъемность — это максимальная нагрузка (т. Е. Вес), определенная производителем, которая безопасно поддерживается конкретным лифтом. Номинальная грузоподъемность определяется на основе конкретного центра нагрузки, а это означает, что вес может безопасно выдерживаться лифтом при условии, что груз расположен и распределяется на подъемной платформе, как указано производителем.

Ход : Требования к подъемной и рабочей высоте подъемного устройства, то есть, на какую высоту нужно поднять объект или человека, определяют необходимую длину хода подъемника. В лифтах длина хода — это расстояние, пройденное исполнительными компонентами от полностью закрытого до полностью открытого положения, которое коррелирует с расстоянием, пройденным подъемной платформой от полностью опущенного до полностью поднятого, соответственно. Таким образом, длина хода определяет максимальную высоту, на которую подъемник может поднять объект или человека.

Механизм : Требования к движению, мобильности и маневренности подъемного устройства определяют некоторые конструктивные характеристики подъемника. Например, агенту по закупкам и закупкам необходимо решить, требуется ли для подъемного устройства только вертикальное перемещение или одновременно вертикальное и горизонтальное перемещение. Если подъемник будет использоваться как для вертикального, так и для горизонтального удлинения, необходимо учитывать при проектировании максимально возможное горизонтальное положение груза относительно основания подъемника, поскольку расположение груза влияет на грузоподъемность и устойчивость подъемника.Кроме того, если приложение требует самоходных и самопозиционирующих способностей, тогда может потребоваться интеграция системы привода, а если приложение требует подъема оборудования или персонала вокруг препятствий и препятствий и над ними, тогда для подъемника может потребоваться шарнирно-сочлененная стрела. .

Аттестация персонала : Если определенные подъемники, включая канатные подъемники и ножничные подъемники, используются на рабочем месте, то в соответствии с требованиями OSHA работники, управляющие ими, должны пройти соответствующее обучение и сертификацию оператора лифтов.В обучении подробно описываются правильные методы использования, перемещения, эксплуатации, обслуживания и ремонта подъемника, чтобы предотвратить несчастные случаи на рабочем месте или травмы оператора.

Стоимость жизненного цикла : Стоимость лифта включает не только начальную цену оборудования, но также затраты на установку (если применимо), техническое обслуживание, ремонт и обучение операторов на протяжении всего срока службы лифта. Несмотря на то, что необходимо выбрать подъемник, отвечающий требованиям подъемного оборудования, также важно учитывать общие затраты на выбранный подъемник, чтобы лучше определить долгосрочную стоимость инвестиций.Компании, у которых нет бюджета, необходимого для крупных первоначальных инвестиций или которым требуется круглогодичное использование лифта, имеют возможность отказаться от покупки лифта и вместо этого могут арендовать или арендовать его по мере необходимости.

Применение лифтов

Изображение предоставлено: anmbph / Shutterstock.com

находят широкое применение в жилых, коммерческих и промышленных помещениях. Доступны несколько типов и вариантов подъемников, характеристики каждого из которых делают его подходящим для требований и спецификаций конкретного применения.Подъемники, особенно канатные, обычно используются в промышленности, особенно в строительстве, производстве и транспортировке материалов. Некоторые подъемники, такие как ножничные подъемники, вилочные погрузчики и док-подъемники, находят применение как в промышленных, так и в коммерческих средах, в то время как другие подъемники, такие как подъемники для людей с ограниченными возможностями, используются в более жилых помещениях.

В таблице 4 ниже указаны некоторые из общих отраслей и областей применения ранее упомянутых типов подъемников.

Таблица 4 — Отрасли и области применения лифтов по типам

Сводка

Это руководство дает общее представление о пневматических и гидравлических подъемниках, доступных конструкциях и типах, их применениях и соображениях по использованию.

Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к руководствам и официальным документам Thomas или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы найдете информацию о более чем 500 000 коммерческих и промышленных поставщиков.

Источники

1. https://homesteady.com/list-5814525-types-scissor-lifts.html
2. https://sciencetrends.com/the-formula-for-work-physics-equation-with-examples/
3. https://www.liftandaccess.com/article/hello-hybrid-powered-aerial-lifts
4. https: // securityresourcesblog.files.wordpress.com/2014/11/aerial-and-scissors-lift-training-program.pdf
5. https://www.osha.gov/SLTC/etools/pit/forklift/types/classes.html

Прочие гидравлические изделия

Больше из раздела «Обработка материалов»

Принцип работы и устройство

Эти детали вошли в конструкцию автомобиля совсем недавно. В 60-е годы начали подбирать модели автомобилей. Устройство и принцип работы толкателя интересны многим водителям, а значит, о них стоит поговорить.

Что он делает?

Когда мотор заводится, все детали в его конструкции нагреваются до достаточно высоких температур. Еще из школьного курса физики все мы знаем, что при нагревании тело расширяется. Во избежание поломок, выраженного износа отдельных деталей, всего двигателя в целом предусмотрены специальные тепловые зазоры. Когда двигатель прогрет, они поглощаются в результате увеличения количества определенных предметов. Но как только узлы изнашиваются, размер их при нагревании не в состоянии поглотить тепловой зазор.Это не лучшим образом сказывается на динамических и других характеристиках силовых агрегатов.

Почему толкатель в машине

Тепловой зазор в клапанном механизме сильно влияет на качество работы, а в целом на производительность двигателя. Из-за естественного износа клапаны постоянно меняются. В самом начале истории двигателя внутреннего сгорания эти зазоры регулировались с помощью обычного гаечного ключа. Этот процесс требовал регулярности, что значительно увеличило бы сложность и стоимость этой процедуры.

Так инженеры, чтобы облегчить жизнь автомобилистам, разработали толкатель. Принцип действия заключается в поглощении зазоров между рабочими частями распределительного вала и между коромыслами, коромыслами, клапанами и штоками. При этом компенсация не должна зависеть от температуры или степени износа деталей и узлов.

Рекомендуем

Как работает сайлентблок задний переднего рычага и сколько он служит?

Сайлентблок задний переднего рычага — один из составных элементов ходовой части автомобиля.Он относится к направляющим элементам подвески, вместе с рычагами выдерживает колоссальные нагрузки колесами. Однако с этим товаром их много …

Расход масла в двигателе. Шесть причин

Вряд ли можно найти автомобилиста, который бы не переживал по поводу повышенного расхода масла. Особенно раздражает, когда это происходит с другим новым мотором. Вот наиболее частые причины, которые приводят к расходу масла в двигателе …

Как работает выхлопная система?

Выхлопная система предназначена для удаления продуктов сгорания из двигателя и вывода их в окружающую среду.Также необходимо обеспечить снижение шумового загрязнения до приемлемых пределов. Как и любые другие сложные устройства, эта система состоит из нескольких …

Типы подъемников

Установить эти узлы можно любым типом синхронизирующих механизмов. В зависимости от того, какая конструкция ГРМ, различают четыре основных типа подъемников. Это толкатели, гидропоны к рычагам или коромыслам и роликовым толкателям.

Несмотря на то, что конструкция механизмов разная, принцип работы одинаковый.Все они предназначены для компенсации зазоров между толкателями клапанов и распределительными валами.

Например, принцип работы гидроподъемников для «Шевроле» в том, что вместо традиционных нормативных зазоров в винтах ГБЦ теперь используются поршневые пары. К этим парам из системы смазки поступает рабочая жидкость гидросистемы. Это заставляет рычаг все время прижиматься к кулачку распределительного вала. В таких устройствах нет необходимости в регулировке зазора.

История создания этого механизма

Известно, что первым автомобилем, укомплектованным этими небольшими узлами, является «Кадиллак 452». Собрана в 1930 году. В качестве силового агрегата использовался V16. Про удобство обслуживания и ремонта автомобиля тут еще интересно, почему толкатель, принцип его работы был изобретен гораздо позже. Итак, есть информация, популярность этих механизмов пришлась на 80-е годы, когда рынок был переполнен японскими автомобилями.

Как устроен толкатель

Среди основных частей этого механизма можно выделить корпус, плунжерную пару, пружину и обратный клапан.Что касается корпуса (а корпус может быть разным в зависимости от конструкции привода), это могут быть цилиндрические толкатели, коромысла или часть головки блока цилиндров.

Принцип работы толкателей, построенных на плунжерной паре. Она, в свою очередь, состоит из гильзы, которая позволяет поршню двигаться в определенном направлении. Также в конструкцию входит плунжер. Он представляет собой стальной цилиндр, в нижней части которого имеется отверстие. Это отверстие соединяет полость внутри детали и под ней.

В некоторых конструкциях с гусеничным одностреловым рычагом Dril плунжеры не имеют внутренних полостей.Пружина плунжера удерживается между плунжером и втулкой. В качестве обратного клапана используется стальной шарик с пружиной.

Принцип действия толкателей

Т. В тот момент, когда кулачок распредвала относительно толкнул ее назад, он не сжался. Пока двигатель холодный, между кулачком и толкателем есть зазоры. Пружина в приложении силы начнет толкать плунжер вверх, пока расстояние не исчезнет полностью. Наряду с этим масло из системы смазки автомобиля передается через подпружиненный клапан с шариком во внутренней полости компенсатора.

При повороте распределительного вала кулачок давит на корпус толкателя. Таким образом, давление в корпусе движется вниз, закрывая каналы для смазки. Шаровой кран закрывается, и давление гидравлической жидкости под плунжером увеличивается. Чтобы выдавить жидкость невозможно, пара работает по принципу жесткой опоры и усилие кулачка передается на шток клапана. Кстати, такой принцип работы гидравлической «приоры» здорово показывают.

Хотя зазор в плунжерной паре всего 0.8 мкм, масло еще в небольшом количестве проходит через технологическую полость между плунжером и втулкой. Таким образом, толкатель немного опускается. Величина просадок может зависеть от количества оборотов коленчатого вала. Для увеличения скорости снижает уровень утечки гидравлической жидкости из-под плунжера.

Зазор (момент, когда кулачок распредвала отрывается от толкателя) компенсируется за счет усилия возвратной пружины и давления масла. Принцип работы толкателя авто помогает избежать лишних промежутков между элементами.Это достигнуто за счет жестких связей между узлами газораспределительного механизма. Когда двигатель нагревается, размеры деталей компенсатора тоже меняются, но эти изменения компенсируются практически мгновенно.

Достоинства и недостатки

Использование этих механизмов позволило автомобилистам избежать процедуры регулировки зазоров клапанов вручную. К тому же двигатель стал мягче. Значительно уменьшена ударная нагрузка, что позволило расширить ресурс детали хронометража и снизить шумовое воздействие при работе агрегата.Толкатель, принцип работы в нем также позволили более точно согласовывать сроки фаз газораспределения. Это как нельзя лучше сказалось на безопасности силовых агрегатов, мощности, динамики и расхода топлива.

Из минусов выделяю некачественный и шумный холодный запуск двигателя. В первые несколько секунд давление масла еще не достигло желаемого уровня, поэтому компенсаторы могут немного стучать. Это актуально даже на иномарках, ведь принцип работы гидросистемы «Великого Быка» мало отличается от отечественных разработок.

Причины отказа вывода Подробнее

Несмотря на простоту конструкции, эти узлы тоже выходят из строя. В большинстве случаев самая популярная причина — это грязные масляные каналы мотора. Или сильный износ рабочих частей обратного хода клапана. Загрязнение может возникнуть в результате использования неподходящего масла, несвоевременной замены или выхода из строя масляного фильтра.

При увеличении посадочного зазора поршня пара может увеличиться утечка технологического масла. Теряют жесткость, с которой толкатель, принцип его в том, что давление масла должно быть обязательным.То же самое происходит, если сильно изношен обратный клапан в камере высокого давления.

Внутри толкателя должна быть смазка гидравлической жидкости. Если в полости есть воздух, то зазоры полностью не восполнят, а если и не восполнят. В этом случае может помочь ремонт подъемников. Ремонт может потребоваться в случае, если деталь застряла в механизме, чтобы уловить посторонние частицы.

Как этого избежать?

Необходимо содержать двигатель внутри в чистоте. Рекомендуется регулярная замена смазочных материалов и фильтров в рекомендованное производителем время.Вы также должны регулярно чистить двигатель перед заменой смазки. Необходимо знать, какие небольшие зазоры в ваграмерстре требуют очень качественных масел. Можно использовать синтетическое или полусинтетическое масло средней вязкости.

Диагностика и ремонт гидроподъемников

Диагностировать сломанный элемент по характерному стуку. Затем нужно снять подозрительный механизм и визуально осмотреть на предмет износа и повреждений. Если вещь грязная, постирайте ее в ацетоне.

Для правильной работы есть специальная добавка для лифтеров.Средство позволяет устранить причины шума механизма при работе, а также эффективно очищает предмет.

Руководство по гидравлическому проектированию: гидравлические принципы

Раздел 1: Поток в открытом канале

Введение

В этой главе описаны концепции и уравнения, относящиеся к проектирование или анализ открытых каналов и трубопроводов для водопропускных труб и ливневые стоки.Обратитесь к соответствующим главам за конкретными процедурами.

Непрерывность и скорость

Уравнение неразрывности — это утверждение о сохранении масса в механике жидкости. Для частного случая установившегося потока несжимаемая жидкость принимает следующий вид:

Якорь: #ROCTQUDK

Уравнение 6-1.

где:

Якорь: #NSHQGNFS
• Q = расход (CFS или м ³ / с)
Якорь: #NEARAKTC
• A = поперечное сечение потока площадь (кв. футов или м ² )
Якорь: #HQDGUWWR
• v = среднее поперечное сечение скорость (кадр / с или м / с, перпендикулярно проходному сечению).
Якорь: #COKRDLEC
• Верхние индексы 1 и 2 относятся к к последовательным сечениям по пути потока.

Как указано в уравнении непрерывности, средняя скорость в поперечном сечении канала (v) — общий расход, деленный на площадь поперечного сечения потока, перпендикулярного поперечному сечению.Это только общий показатель и не отражает горизонтальность и вертикальное изменение скорости.

Скорость изменяется по горизонтали и вертикали на участке. Скорости у земли приближаются к нулю. Обычно самые высокие скорости возникают на некоторой глубине ниже поверхности воды возле станции, где самый глубокий поток существует.Для методов одномерного анализа, таких как как Наклон Метод транспортировки и (Стандарт) Метод ступенчатого подпора (см. Главу 7), игнорируйте вертикальный распределения и оценить горизонтальное распределение скорости разделив поперечное сечение канала и вычислив средние скорости для каждого подраздела.Результирующие скорости представляют собой распределение скоростей.

Пропускная способность канала

В большинстве процедур анализа каналов отдела используется Уравнение Маннинга для равномерного потока (Уравнение 6-2) как основа для анализ:

Якорь: #OHPAUCDC

Уравнение 6-2.

где:

Якорь: #WGLTGNUB
• v = Скорость в cfs или м ³ / сек
Якорь: #FCOHWIKV
• z = 1,486 для английского языка единицы измерения, и 1.0 для метрической
Якорь: #PFXLFIPQ
• n = шероховатость Мэннинга коэффициент (коэффициент для количественной оценки характеристик шероховатости канала)
Якорь: #XKHTDEWO
• R = гидравлический радиус (фут.или m) = A / WP
Якорь: #ECQWOKKI
• WP = периметр, контактирующий со средой потока (длина границы канала в непосредственном контакте с вода) (футы или м)
Якорь: #JQAIJKWT
• S = наклон линия энергетического баланса (футы / фут или м / м) (Для равномерного устойчивого потока S = уклон русла, фут./ фут. или м / м).

Объедините уравнение Мэннинга с уравнением неразрывности, чтобы определить равномерную пропускную способность канала, как показано в уравнении 6‑3.

Якорь: #BWLGYLBL

Уравнение 6-3.

где:

Якорь: #IMADAFBA
• Q = расход (CFS или м ³ / с)
Якорь: #WGNJLFCO
• z = 1.486 для английского языка единицы измерения, и 1.0 для метрической
Анкер: #RKIPLJIR
• A = поперечное сечение площадь потока (кв. футов или м ² ).

Для удобства уравнение Маннинга в данном руководстве предполагает форму уравнения 6‑3. Поскольку уравнение Маннинга не позволяет прямое решение глубины воды (заданный расход, продольный уклон, характеристики шероховатости и размеры канала), косвенный раствор для русла потока необходимо.Это достигается путем разработки соотношение ступень-расход для потока в потоке.

Все общепринятые процедуры для развития стадии разряда отношения включают некоторые основные параметры, а именно:

Чтобы сделать правильный выбор, необходимо внимательно изучить и оценка этих параметров.

Conveyance

При анализе каналов часто удобно сгруппировать каналы характеристики поперечного сечения в одном термине, называемом каналом транспортировки (K), как показано в уравнении 6-4.

Якорь: #LAMEOOIJ

Уравнение 6-4.

можно записать как:

Якорь: #PYWMALXE

Уравнение 6-5.

Передача полезна при расчете распределения овербанков. паводковые потоки в поперечном сечении и распределение потока через открытие в предполагаемом переходе через ручей.

Energy Equations

Предполагая, что уклон канала меньше 10 процентов, общая энергетический напор можно представить как Уравнение 6-6.

Якорь: #VSXMRQAR

Уравнение 6-6.

где:

Якорь: #BWCUGBJH

Уравнение 6-7.

где:

Для некоторых приложений может быть более практичным вычислить полный энергетический напор как сумма высоты поверхности воды (относительная означает уровень моря) и скоростной напор.

Якорь: #NRKIXEWK

Уравнение 6-8.

где:

Якорь: #IYJTNYWI
• WS = высота поверхности воды или ступень (футы или м) = z + d.

Уравнение удельной энергии. Если канал не слишком крутой (уклон менее 10 процентов) и линии тока почти прямые и параллельные, удельная энергия E становится сумма глубины потока и скоростного напора.

Якорь: #IOYREALL

Уравнение 6-9.

Коэффициент кинетической энергии. Некоторые из многочисленные факторы, которые вызывают колебания скорости от точки к точки в поперечном сечении — шероховатость канала, неоднородности в геометрии канала, изгибах и препятствиях на входе.

Скоростной напор, основанный на средней скорости, не дает истинная мера кинетической энергии потока, потому что скорость распределение в реке варьируется от максимума в главном русле практически до нуля по берегам. Получите средневзвешенное значение кинетической энергии путем умножения среднего скоростного напора на коэффициент кинетической энергии (α).Кинетическая энергия коэффициент принимается равным 1,0 для турбулентного потока в призматические каналы (каналы постоянного сечения, шероховатости, и наклон), но может значительно отличаться от 1,0 в естественных каналы. Вычислите коэффициент кинетической энергии по уравнению 6‑10:

Якорь: #IILIWGSK

Уравнение 6-10.

где:

Якорь: #BVCUFOSI
• v _{i = средняя скорость в подсекции (фут / с или м / с) (см. Непрерывность Раздел уравнения)}
Якорь: #NUKJATXT
• Q _{i = сброс в том же подразделе (cfs или m ³ / s) (видеть Непрерывность Раздел уравнения)}
Якорь: #QQPGFLVU
• Q = полный разряд в канале (ср или м ³ / с)
Якорь: #WHCHFBDI
• v = средняя скорость в реке на участке или вопрос / ответ (фут./ с или м / с)
Якорь: #YHXXVUAL
• K _{i = перевозка в подразделе (cfs или m ³ / s) (видеть Транспортный раздел)}
Якорь: #YBVOFCVJ
• A _{i = проходное сечение той же подсекции (кв. фут. или м ² )}
Якорь: #QNQUYLKV
• K _{t = общая пропускная способность для поперечного сечения (ср или м ³ / с)}
Якорь: #YSLSEQXU
• A _{t = общая проточная площадь поперечного сечения (кв.футов или м ² ).}

В ручных вычислениях можно учесть мертвые воды или неэффективных потоков в частях поперечного сечения путем присвоения значения нуля или отрицательных чисел для транспортных средств подраздела. Следовательно, коэффициент кинетической энергии будет правильно рассчитан. В компьютерных моделях, однако, нелегко присвоить ноль или отрицательное значение. ценности из-за неявного понимания того, что передача и разряда аналогично распределены по поперечному сечению.Этот понимание особенно важно на поворотах, набережных и расширения, а также в сечениях ниже естественных и искусственных перетяжки. Подразделения должны изолировать все места, где подозревается неэффективный или восходящий поток. Затем, опуская подразделов или присвоение им очень больших коэффициентов шероховатости, вычисляется более реалистичный коэффициент кинетической энергии.

В некоторых случаях ваши расчеты могут отображать коэффициенты кинетической энергии более 20, без удовлетворительного объяснения огромной величина коэффициента. Если соседние сечения имеют сопоставимые значения или если изменения между сечениями не являются внезапными, такие значения могут быть приняты.Если же изменение внезапное, сделайте некоторая попытка достичь однородности, например, использование большего количества поперечных сечений для достижения постепенного изменения или путем повторного деления поперечного сечения.

Уравнение баланса энергии

Уравнение энергетического баланса, Уравнение 6‑1, связывает общую энергия входного участка (2) по каналу с полным энергия выходного участка (1).Параметры в уравнении энергии показаны на Рисунке 6‑1. Уравнение 6-1 теперь можно расширить. в уравнение 6-11:

Якорь: #GIYWXYKK

Уравнение 6-11.

где:

Глубина потока

Равномерная глубина (d _u ) потока (иногда называется нормальной глубиной потока) возникает при равномерном поток в канале или водоводе.Равномерная глубина возникает, когда разряд, уклон, геометрия поперечного сечения и характеристики шероховатости постоянный в пределах досягаемости ручья. Видеть Наклонный транспорт Метод определения равномерной глубины потока в открытом канал (Глава 7).

Построив график зависимости удельной энергии от глубины потока для постоянного разряда, получается диаграмма удельной энергии (см. Рисунок 6‑2).Когда удельная энергия минимальна, соответствующая глубина имеет решающее значение. глубина (d _c ). Критическая глубина потока — это функция разряда и геометрии канала. Для заданного разряда и простого формы поперечного сечения существует только одна критическая глубина. Тем не мение, в сложном русле, таком как естественная пойма, более одного критическая глубина может существовать.

Якорь: # i999870grtop

Рисунок 6-2. Типовая диаграмма удельной энергии

Вы можете рассчитать критическую глубину в прямоугольных каналах с помощью следующее уравнение 6-12:

Якорь: #JBURMESJ

Уравнение 6-12.

где:

Якорь: #EKCOVIHD
• q = расход на фут (м) ширины (фут / фут или м ³ / с / м).

Вы можете определить критическую глубину для данного разряда и итеративно поперечное сечение по уравнению 6-13:

Якорь: #NAJQNOWE

Уравнение 6-13.

где:

Номер Фруда

Число Фруда (F _r ) представляет отношение сил инерции к силам гравитации и рассчитывается с использованием уравнения 6‑14.

Якорь: #HCIVPTXF

Уравнение 6-14.

где:

Якорь: #NBNSOHVF
• v = средняя скорость (кадр / с или м / с)
Якорь: #OPLGTIOS
• g = ускорение силы тяжести (32,2 фут / с ² или 9,81 м / с ² )
Якорь: #DXWYLPII
• d _{м = средняя гидравлическая глубина = A / T (фут.или м)}
Анкер: #JYAUBCWL
• A = поперечное сечение площадь потока (кв. футов или м ² )
Анкер: #KPTJDWII
• T = ширина верхней части канала у поверхности воды (футы или м).

Выражение для числа Фруда применимо к любому раздел канала.Число Фруда на критической глубине всегда равно 1.0.

Типы потоков

Теоретически возможны несколько признанных типов потока в открытых каналах. Методы анализа, а также некоторые необходимые допущения зависят от типа исследуемого потока. Открытый канал потока обычно классифицируется как однородный или неравномерный, устойчивый или неустойчивый, или или критический, или сверхкритический.

Неравномерный, неустойчивый, докритический поток является наиболее распространенным тип течения в открытых каналах в Техасе. Из-за сложности и трудности, связанные с анализом неравномерного, нестационарного течения, наиболее гидравлические расчеты производятся с некоторыми упрощающими допущениями которые позволяют наносить устойчивый, равномерный или постепенно меняющийся принципы потока и одномерные методы анализа.

Устойчивый, равномерный поток. Устойчивый поток подразумевает что разряд в точке не меняется со временем, а равномерный поток не требует изменения величины или направления скорости с расстоянием вдоль линии тока таким образом, чтобы глубина потока не превышала не меняется с расстоянием вдоль канала. Устойчивый, равномерный поток идеализированная концепция потока в открытом канале, которая редко встречается в естественные каналы и трудно получить даже в модельных каналах.Однако для практических применений на автомагистралях поток постоянный, и меняет ширину, глубину или направление (что приводит к неоднородной поток) достаточно малы, так что поток можно считать однородным. Необходимо еще одно предположение о жестких однородных граничных условиях. для выполнения условий постоянной глубины потока по каналу. Аллювиальные русла песчаных пластов не имеют жестких граничных характеристик.

Устойчивый, неравномерный поток. Изменения в характеристики канала часто возникают на большом расстоянии, так что поток неравномерный и постепенно меняется. Рассмотрение таких условия потока обычно приемлемы для расчета водной поверхности профили в ручьях Техаса, особенно для гидравлического проектирования мосты.

Докритический / сверхкритический поток. Мост Потоки Техаса текут в субкритическом режиме. Докритический поток возникает, когда фактическая глубина потока превышает критическая глубина. Число Фруда меньше 1.0 указывает на субкритический течь. Этот тип потока спокойный и медленный и предполагает контроль потока. с нисходящего направления.Поэтому анализ расчетов выполняются снизу вверх. Напротив, сверхкритические течение часто характеризуется как быстрое или стреляющее, с глубиной потока меньше критической глубины. Число Фруда больше 1.0 указывает на сверхкритический течь. Расположение контрольных участков и метод анализа зависит от того, какой тип течения преобладает в пределах досягаемости канала под исследование.Число Фруда, равное или близкое к 1,0, указывает на нестабильность. в канале или модели. Следует избегать числа Фруда 1,0. если вообще возможно.

Поперечные сечения

Типичное поперечное сечение представляет геометрическое и шероховатое характеристики рассматриваемого ручья.Рисунок 6‑3 представляет собой пример нанесенного поперечного сечения.

Якорь: # i999974grtop

Рисунок 6-3. Поперечное сечение

Большинство сечений, выбранных для определения воды отметка поверхности на пересечении автомагистрали должна быть ниже по течению шоссе, потому что большинство потоков Техаса демонстрируют докритический поток.Рассчитать профиль водной поверхности через поперечные сечения снизу по потоку вверх по течению. Создайте достаточно поперечных сечений выше по потоку, чтобы определить надлежащим образом протяженность заводи, создаваемой пересечением шоссе структура. См. Главу 4 для получения подробной информации о поперечных сечениях.

Коэффициенты шероховатости

Все водные каналы, от естественных русел до искусственных с подкладкой. каналы, проявляют некоторое сопротивление потоку воды, и это сопротивление называется шероховатостью.Гидравлическая шероховатость не обязательно является синонимом с физической грубостью. Все формулы гидравлической транспортировки дают количественную оценку шероховатость субъективно с коэффициентом. В уравнении Мэннинга коэффициенты шероховатости или n-значения для потоков и каналов Техаса диапазон от 0,200 до 0,012; значения вне этого диапазона, вероятно, не реалистично.

Определение правильного значения n является наиболее трудным и критически относятся к инженерным решениям, необходимым при использовании Manning’s Уравнение.

Вы можете найти предлагаемые значения для коэффициента шероховатости Маннинга. (Значения «n») в диаграммах дизайна, таких как та, которая показана в файле. с именем nvalues.doc ( NVALUES). Любое удобное, Для этих значений можно ссылаться на опубликованное руководство по проектированию. Как правило, ссылка на более чем одно руководство может быть продуктивной в том, что собираются мнения.Вы можете найти продуктивный и систематический подход к этой задаче в публикации FHWA ТС-84-204, г. Руководство по выбору коэффициентов шероховатости Мэннинга для естественных Каналы и поймы .

Каким бы неточным и субъективным ни было определение n-значения, быть, n-значения в поперечном сечении определены и неизменны для определенного расхода и глубины потока.Поэтому, как только вы внимательно выбрали n-значения, не изменяйте их только для того, чтобы ответ. Если есть неуверенность в выборе конкретных n-значений, посоветуйтесь с более опытным дизайнером.

В некоторых случаях, например, на трапециевидной секции под мостом, n-значение может сильно отличаться в пределах раздела, но вы должны не разделять раздел.Если значение n меняется как таковое, используйте взвешенное Значение n (n _w ). Эта процедура определяется Уравнение 6-15 выглядит следующим образом:

Якорь: #HWAUOIQE

Уравнение 6-15.

где:

Разделение поперечных сечений

Поскольку любой метод оценки предполагает расчет ряд гидравлических характеристик поперечного сечения, произвольный К поперечному сечению нанесены отметки водной поверхности.Расчет потока или транспортировки для каждого применения на водной поверхности требует гидравлический радиус, как показано на Рисунке 6‑4. Гидравлический радиус рассчитана как средняя глубина перевозки. Гидравлический радиус и последующая транспортировка рассчитывается под каждую произвольную воду отметка поверхности. Если есть значительная неровность глубины поперек сечения гидравлический радиус может неточно представлять условия потока.Разделите поперечное сечение на достаточное количество частей. так что получаются реалистичные гидравлические радиусы.

Якорь: # i1000038grtop

Рисунок 6-4. Площадь поперечного сечения и смоченный периметр

Подразделы могут быть описаны с границами при изменении геометрические характеристики и изменение элементов шероховатости (см. Рисунок 6‑5).Обратите внимание, что длина по вертикали между соседними подразделами равна не входит в смачиваемый периметр. Смачиваемый периметр считается только по твердым границам сечений, а не по вода взаимодействует между подразделами.

Соседние подразделы могут иметь одинаковые n-значения. Тем не мение, расчет гидравлического радиуса подсекции покажет более согласованный образец в виде таблицы гидравлических характеристик поперечного сечения развита.

Якорь: # i1000111grtop

Рисунок 6-5. Подразделение по геометрии и Шероховатость

Разделите поперечные сечения в первую очередь на основных изломах геометрии. Кроме того, значительные изменения шероховатости могут потребовать дополнительных подразделения.Вам не нужно разделять основные формы, которые приблизительно прямоугольные, трапециевидные, полукруглые или треугольные.

Подразделения для серьезных нарушений геометрии или значительных изменений по шероховатости должен сохранять эти приблизительные основные формы, чтобы распределение потока или транспортировки почти одинаково в подсекции.

Важность правильного подразделения

Важность правильного разделения, а также эффектов неправильного подразделения можно наглядно проиллюстрировать.Рисунок 6-6 показано трапециевидное поперечное сечение с тяжелыми кустами и деревьями. на берегах и подразделяются на дно каждого берега, потому что резкого изменения шероховатости.

Якорь: # i1000123grtop

Рисунок 6-6. Деление трапецеидального поперечного сечения

Транспортировка для каждой подобласти рассчитывается следующим образом:

Когда подобласти объединены, эффективное значение n для общую площадь можно рассчитать.

Принцип работы гидравлических приводов

Гидравлические приводы используют давление жидкости, а не давление инструментального воздуха, чтобы приложить силу к диафрагме для перемещения привода клапана, а затем для позиционирования штока клапана.

Практически все конструкции гидравлических приводов используют поршень, а не диафрагму для преобразования давления жидкости в механическую силу.

Высокое номинальное давление поршневых приводов хорошо подходит для типичных давлений гидравлической системы, а смазывающая природа гидравлического масла помогает преодолеть характерное трение поршневых приводов.

Учитывая высокое номинальное давление большинства гидравлических поршней, с помощью гидравлического привода можно создавать огромные приводные силы, даже если площадь поршня небольшая.

Например, гидравлическое давление 2000 фунтов на квадратный дюйм, приложенное к одной стороне поршня диаметром 3 дюйма, создаст линейную тягу, превышающую 14000 фунтов (7 тонн)!

Помимо способности гидравлических приводов легко создавать чрезвычайно большие усилия, они также демонстрируют очень стабильное положение благодаря несжимаемости гидравлического масла.

В отличие от пневматических приводов, в которых рабочая жидкость (воздух) является «упругой», масло внутри цилиндра гидравлического привода не поддается заметной деформации под нагрузкой.Если прохождение масла к гидравлическому цилиндру и от него блокируется небольшими клапанами, привод будет надежно «заблокирован» на месте.

Это важная особенность для определенных приложений позиционирования клапана, когда привод должен надежно удерживать положение клапана в одном положении.

Некоторые гидравлические приводы содержат собственные насосы с электрическим управлением для подачи гидравлической энергии, поэтому клапан фактически управляется электрическим сигналом.

Другие гидравлические приводы полагаются на отдельную гидравлическую систему (насос, резервуар, охладитель, ручные или соленоидные клапаны и т. Д.)) для обеспечения гидравлического давления для работы.

Системы подачи гидравлического давления, однако, имеют тенденцию быть более ограниченными по физическому диапазону, чем пневматические распределительные системы из-за необходимости использования толстостенных труб (для сдерживания высокого давления масла), необходимости очищать систему от всех пузырьков газа и проблема поддержания герметичности распределительной сети.

Обычно непрактично строить систему подачи и распределения гидравлического масла, достаточно большую, чтобы покрыть весь промышленный объект.Еще один недостаток гидравлических систем по сравнению с пневматическими — отсутствие собственного накопителя энергии.

Системы сжатого воздуха, благодаря сжимаемости (эластичности) воздуха, естественным образом накапливают энергию в любых объемах под давлением и, таким образом, обеспечивают определенную степень «резервной» мощности на случай, если главный компрессор отключится. Гидравлические системы, естественно, не обладают этой желательной чертой.

Гидравлические приводы

Гидравлический поршневой привод прикреплен к большой запорный клапан (используется для включения / выключения управления, а не дросселированием) появляется в следующей фотографии.

Над круглым корпусом клапана можно увидеть два гидроцилиндра, установленных горизонтально.

Как и показанный ранее пневматический поршневой клапан, в этом приводе клапана используется зубчатая рейка для преобразования линейного движения гидравлических поршней во вращательное движение для поворота трима клапана:

Особенность, не очевидная на этой фотографии, — это ручной гидравлический насос, который можно использовать для ручного приведения в действие клапана в случае отказа гидравлической системы.