Северодвинск, Архангельская область, Россия
Архангельск, Архангельская область, Россия
Северодвинск, Архангельская область, Россия
При применении фрикционных грузозахватных устройств с винтовым приводом для перемещения конструкций из древесины со временем происходит ослабление усилия затяжки винта вследствие реологических особенностей древесины. Ослабление затяжки приводит к уменьшению сил трения, удерживающих перемещаемую конструкцию, что может привести к срыву и падению конструкции. Для обеспечения надежного удерживания грузозахватным устройством деревянной конструкции в течение заданного времени требуется предварительное увеличение усилия затяжки с учетом динамики последующего ослабления. В статье приведено описание экспериментальной установки для исследования скорости ослабления усилия затяжки винтовой струбцины и развития эластической деформации образцов из древесины и фанеры разной толщины со струбцинами разной жесткости. Выявлена зависимость эластической деформации и связанного с ней ослабления усилия затяжки от времени нахождения образцов под нагрузкой. Полученная зависимость имеет общий характер для всех образцов древесины и деревокомпозитных материалов. Для каждого опыта выполнен регрессионный анализ данных и построены графики ослабления усилия затяжки струбцины и развития эластических деформаций. Установлено, что аппроксимация к степенной функции точнее отражает зависимость ослабления усилия затяжки от времени при интервале до 24 часов, чем экспоненциальная функция. Для выявления факторов, влияющих на скорость ослабления усилия затяжки, проведен регрессионный анализ. Выявлена зависимость скорости ослабления усилия затяжки от жесткости струбцины, толщины деревянной конструкции в месте установки грузозахватного устройства и модуля упругости древесины. С увеличением жесткости струбцины и размеров сечения конструкции увеличивается скорость ослабления затяжки. Предложена методика определения коэффициента увеличения усилия предварительной затяжки фрикционных грузозахватных устройств с винтовым приводом для перемещения конструкций из древесины.
деревянные конструкции, фрикционные грузозахватные устройства, зажимные устройства, контактные элементы, усилие затяжки, реология древесины.
Принцип работы фрикционных грузозахватных устройств (ГЗУ) заключается в зажиме кромки перемещаемой конструкции с помощью специальных контактных элементов. Зажимное устройство создает необходимую для удерживания конструкции силу трения [2, 9].
При использовании фрикционных ГЗУ с винтовым приводом для перемещения конструкций из древесины со временем происходит ослабление усилия затяжки винта вследствие реологических особенностей древесины. Рассмотрим взаимодействие древесины с контактными элементами зажимного устройства на примере винтовой такелажной струбцины (рис. 1).
1. Белянкин Ф.П., Яценко В.Ф. Деформативность и сопротивляемость древесины как упруго-вязкопластического тела - Киев: Изд-во Акад. наук УССР, 1957. - 200 с.
2. Вайнсон А.А., Андреев А.Ф. Специализированные крановые грузозахватные устройства для штучных грузов. - М.: Машиностроение, 1972. - 200 с.
3. ГОСТ 16483.25-73: Древесина. Метод определения модуля упругости при сжатии поперек волокон. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. - 5 с.
4. Дунаев В.Ф., Мелехов В.И., Захаров М.В. Закономерность изменения механических свойств древесины во времени при удержании реакции // Лесной журнал, 2014, №2. с. 75-85.
5. Евдокимов Ю.А., Колесников В.И., Тетерин А.И. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа. - М.: Наука, 1980. - 228 с.
6. Курицын В.Н., Тюленева Е.М. Экспериментальное уточнение реологической модели древесины // Лесной журнал, 2009, №5. с. 104-109.
7. Математическая статистика / Под ред. В.С. Зарубина, А.П. Крищенко. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 424 с.
8. Мелехов В.И., Подольская В.Л. К вопросу о процессе деформации и деструкции древесины при сжатии поперек волокон // Лесной журнал, 1999, №2-3. с. 120-124.
9. Морозов А.С., Руденко А.В., Родичкин С.А. Компьютерное исследование силовых характеристик фрикционного грузозахватного устройства // Развитие Северо-Арктического Региона: Проблемы и решения. Материалы научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов САФУ им. М.В. Ломоносова. 2016. Издательство САФУ. с. 1362-1365.
10. Тюленева Е.М. Уточнение реологической модели древесины // Хвойные бореальной зоны, XXV, № 1-2, 2008. с. 179-183.
11. Тюленева Е.М. Остаточные деформации в древесине // Лесной вестник, 2014, №2. с. 70-74.
12. Уголев Б.Н. Деформативность древесины и напряжения при сушке. - М.: Лесная промышленность, 1971. - 176 с.
13. Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведение: Учебник. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. - 351 с.
14. Hoffmeyer P., Davidson R.W. Mechano-sorptive creep mechanism of wood in compression and bending // Wood Science and Technology, September 1989, Vol. 23(3), pp 215-227.
15. Hunt D.G. The mechano-sorptive creep susceptibility of two softwoods and its relation to some other materials properties // Journal of Materials Science, June 1986, Vol. 21, Issue 6, pp 2088-2096.
