Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

PROBLEMY KONTAKTOWE WRÓT ŚLUZ I INNYCH ZAMKNIĘĆ WODNYCH W ŚWIETLE BADAŃ I DOŚWIADCZEŃ TERENOWYCH - praca doktorska - autor:Mgr inż. Ryszard Daniel promotor:Prof.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "PROBLEMY KONTAKTOWE WRÓT ŚLUZ I INNYCH ZAMKNIĘĆ WODNYCH W ŚWIETLE BADAŃ I DOŚWIADCZEŃ TERENOWYCH - praca doktorska - autor:Mgr inż. Ryszard Daniel promotor:Prof."— Zapis prezentacji:

1 PROBLEMY KONTAKTOWE WRÓT ŚLUZ I INNYCH ZAMKNIĘĆ WODNYCH W ŚWIETLE BADAŃ I DOŚWIADCZEŃ TERENOWYCH - praca doktorska - autor:Mgr inż. Ryszard Daniel promotor:Prof. zw. dr hab. inż. Eugeniusz Dembicki BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

2 TREŚĆ: Miejsce zagadnień kontaktowych w projektowaniu Miejsce zagadnień kontaktowych w projektowaniu Dobór załżeń, typu wrót i stref kontaktowych Dobór załżeń, typu wrót i stref kontaktowych Układ konstrukcyjny, rodzaje podparć i poziomy kontaktu Układ konstrukcyjny, rodzaje podparć i poziomy kontaktu Systematyka obciążeń wrót i ich stref kontaktowych Systematyka obciążeń wrót i ich stref kontaktowych Wybrane problemy kontaktowe Wybrane problemy kontaktowe Badania laboratoryjne kontaktu wrót śluz Badania laboratoryjne kontaktu wrót śluz Koncepcja wrót wiszących Koncepcja wrót wiszących Wnioski i zalecenia Wnioski i zalecenia BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 2

3 DOBRZE Śluzy Orańskie w Amsterdamie DOBRZE ŹLE Jaz Hagestein na Renie faza INICJOWANIA faza DEFINICJI faza PROJEKTOWA faza UŻYTKOWANIA Ogólna koncepcja FAZA PROJEKTUREZULTATZAGADNIENIA KONTAKTOWE Założenia projektowe Studia wstępne, projekt roboczy Produkcja i montaż wrót Zadowalająca praca wrót faza REALIZACJI  Studia wstępne: nie rozważa się  Projekt roboczy: tak – mała swoboda rozwiązań, “mission impossible”  Rysunki wykonawcze, tolerancje zamówienia materiałów, atesty itp.  Wykonawstwo, montaż i rozruch  Uwagi w planie utrzymania ruchu  Przeglądy, czyszczenie, doraźna wymiana, smarowanie itp. MIEJSCE ZAGADNIEŃ KONTAKTOWYCH W PROJEKTOWANIU BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 3  Zwykle jeszcze nie rozważane  Wybór typu wrót i typu ich napędu  Wymagana szczelność wrót  Lokalizacja, charakter i warunki stref kontaktowych (badania)  Możliwe układy podparcia wrót  Obciążenia podporowe, ich wartości, kierunki, charakter itp.  Nieciągłości i nieliniowości kontaktów  Dobór materiałów kontaktowych  Rysunki wykonawcze, tolerancje, zamówienia materiałów, atesty itp.  Produkcja, testy i montaż kontaktów  Rozruch, pomiary, dokumentacja  Priorytet w planie utrzymania ruchu  Regularne (nie doraźne!) przeglądy, pomiary, prace utrzymania ruchu  “Feed-back” dla nowych projektów

4 DOBÓR ZAŁOŻEŃ, RODZAJU WRÓT I STREF KONTAKTOWYCH BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 4 bb d) parcie wody a)b) bb h = b/3 parcie wody Przykład: Wybór wrót dla 2-giej Śluzy na Mozie w Lith

5 UKŁAD KONSTRUKCYJNY, RODZAJE PODPARĆ I POZIOMY KONTAKTU (1) BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 5 Przykład: wrota wsporne Obciążenia poziome Obciążenia pionowe

6 Maeslandtkering Europoortkering Poziomy kontaktu: Poziomy kontaktu: system komponent segment nierówność system  komponent  segment  nierówność UKŁAD KONSTRUKCYJNY, RODZAJE PODPARĆ I POZIOMY KONTAKTU (2) BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 6 Podparcia punktowe, liniowe, powierzchniowe, … Podparcia punktowe, liniowe, powierzchniowe, … (szkoła “purystów” i “naturalistów”) Wrota ryglowane, szczelność wrót, kontakty prowadnic i zderzaków, wpływy reologiczne, termiczne i inne Wrota ryglowane, szczelność wrót, kontakty prowadnic i zderzaków, wpływy reologiczne, termiczne i inne

7 Obciążenia kontaktowe …wyjątkiZasada: Obciążenia globalne wrót Naviduct Enkhuizen SYSTEMATYKA OBCIĄŻEŃ WRÓT I ICH STREF KONTAKTOWYCH BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska R u x R d x R z 0.20 G x y z Ciężar własny, wrota otwarte 7.10 R z 0.20 G R u x R u y R d y R d x Ciężar własny, tuż przed zamknięciem R y R u x R u y R d y R d x F c Sprężenie wrót cylindrem napędu 7.10 P x 0.20 R u x R u y R d y R d x Obc. maksymalne od IJsselmeer 7.10 P x 0.20 R u x R u y R d y R d x Obc. maksymalne od Markermeer 7.10 P x 0.20 R u x R u y R d y R d x F c “Negatywne” obc. przy śluzowaniu R u x R d y R d x F c F y F x Przeszkoda między bramą a progiem R u x R d x 0.20 x y z R u y F c R d y F x F y 0.55 Przeszkoda przy ścianie, pływająca

8 WYBRANE PROBLEMY KONTAKTOWE (1) BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 8 SYSTEM, KOMPONENT: Obciążenia punktowe lub rozłożone w sposób ciągły Obciążenia punktowe lub rozłożone w sposób ciągły Kierunki prostopadłe do płaszczyzn kontaktu Kierunki prostopadłe do płaszczyzn kontaktu Wartości i kierunki obciążeń z warunków statyki układu Wartości i kierunki obciążeń z warunków statyki układu Jednorodność materiału Jednorodność materiału SEGMENT, NIERÓWNOŚĆ: Małe lokalne powierzchnie kontaktu (duże naprężenia) Małe lokalne powierzchnie kontaktu (duże naprężenia) Kierunki nieprostopadłe do płaszczyzn kontaktu Kierunki nieprostopadłe do płaszczyzn kontaktu Wartości i kierunki losowo rozłożone, nie ze statyki Wartości i kierunki losowo rozłożone, nie ze statyki Niejednorodność materiału Niejednorodność materiału Poziom segmentu i nierówności Poziom systemu i komponentu b) c) … nieobrobiona powierzchnia gładka d) powierzchnia gładka adhezja a) materiał twardy … miękki “A”

9 WYBRANE PROBLEMY KONTAKTOWE (2) BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 9 Naviduct - Szczelność wrót wspornych odwrotnie obciążonych tradycyjnie: drewno: Azobé ~200 x 150 śruby M oś Φ 200 a a powłoka AlMg5 na a = 100 Naviduct: 600 ośoś Φ 200 UHMPE 120 x x uszcz. SA2 Trelleborg Bakker uszczelnienie 20÷25 uszczelka OP29 ramię napędu maszy- nownia śruby M16, # 50 x 12 AISI 316L Ra < 0.8 μ

10 BADANIA LABORATORYJNE KONTAKTU WRÓT ŚLUZ (1) BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 10 P2P2 P1P1 P2P2 P1P1 P  = P 2 - P 1 = ΔP wypór! a) Płyta pod prąd P  = P 2 - P 2 = 0 wypór = 0 P1P1 P2P2 P2P2 P2P2 b) Płyta z prądem P1P1 P2P2 ΔP = P 2 - P 1 p  = ρ·h, mały wypór ΔPΔP h c) “Faltwerk” ΔPΔP Bezpośredni powód: b) c) a) trzon czopu głowica czopu starcie “gwintowe” Próbki:

11 BADANIA LABORATORYJNE (2) KONTAKTU WRÓT ŚLUZ BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 11 Współczynniki ścieralności k  Materiał kontaktowyŚcieralność k (mm 2 /N)·10 -9 płytka cierna próbka płytka cierna próbka Stal manganowa G-X120 Mn12 2,1██10,3███████ j.w. j.w. z utwardzoną powierzchnią 2,1██9,6██████▌ j.w. Stal uszlachetn. 34 Cr Ni Mo6 1,5▐█2,4██ Stal manganowa G-X120 Mn12 1,8▐█2,0██ j.w. Stal uszlachetn. 34 Cr Ni Mo6 4,2▐███3,8███ j.w. Stal karbonowana 20 Mn Cr5 1,9▐█6,2████▌ Stal uszlachetn. 34 Cr Ni Mo6 Aluminium-brąz, brąz itp. + smar ~1,5▐█ ~12,0 ~12,0████████▌ Stal nierdz. 316L, Ra = 0,8 μm Kompozyt Feroform T814 0,2▐3,5██▌ j.w. lecz Ra = 1,6 μm Kompozyt Feroform T814 0,3▐5,0███▌ Stal nierdz. 316L, Ra = 0,8 μm Polietylen UHMPE 0,1▐0,5█ j.w. lecz Ra = 1,6 μm Polietylen UHMPE 0,1▐ ██████ 25,0 ██████████ Stal nierdz. 316L, Ra = 0,8 μm Kompozyt fenol. Railko RG 0,1▐4,0███ j.w. lecz Ra = 1,6 μm Kompozyt fenol. Railko RG 0,1▐ ██████ 25,0 ██████████ Stal nierdz. 316L, Ra = 0,8 μm Miesz. polimerów Thordon SXL 0,1▐0,7█ j.w. lecz Ra = 1,6 μm Miesz. polimerów Thordon SXL 0,1▐5,4███▌ Próba ścieralności:

12 KONCEPCJA WRÓT WISZĄCYCH BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 12 wsporne  jednoskrzydłowe  ZALETY: 1.Obciążenia pionowe poza łożyskami 2.Dłuższa żywotność stref kontaktu 3.Brak/mniej zjawisk zmęczeniowych 4.Estetyka, ekspresja

13 WNIOSKI I ZALECENIA (1): Odkładanie zagadnień kontaktowych do etapu projektu szczegóło- wego jest błędem. Zagadnienia te mają zbyt duży wpływ na pracę całych ustrojów wrót i ich otoczenia. Należy im poświęcać uwagę już od etapu formułowania założeń projektowych. Odkładanie zagadnień kontaktowych do etapu projektu szczegóło- wego jest błędem. Zagadnienia te mają zbyt duży wpływ na pracę całych ustrojów wrót i ich otoczenia. Należy im poświęcać uwagę już od etapu formułowania założeń projektowych. Wrota zamknięć wodnych przyjmują nie tylko różne pozycje ale i różne układy statyczne w czasie pracy. Wynika to ze zmian miejsc i charakteru kontaktu. Różnorodność tę należy w pełni uwzględnić tak w projektowaniu jak i w utrzymaniu wrót. Wrota zamknięć wodnych przyjmują nie tylko różne pozycje ale i różne układy statyczne w czasie pracy. Wynika to ze zmian miejsc i charakteru kontaktu. Różnorodność tę należy w pełni uwzględnić tak w projektowaniu jak i w utrzymaniu wrót. Zagadnienia kontaktowe należy – zależnie od stadium projektu – rozpatrywać na różnych poziomach. W niniejszej pracy proponuje się 4 poziomy: systemu, komponentu, segmentu i nierówności. Zagadnienia kontaktowe należy – zależnie od stadium projektu – rozpatrywać na różnych poziomach. W niniejszej pracy proponuje się 4 poziomy: systemu, komponentu, segmentu i nierówności. W przeciwieństwie do samych wrót, elementów kontaktowych nie wystarczy projektować w oparciu o analizę naprężeń i odkształceń. Kryteria dodatkowe to m.in.: ścieranie, adhezja, tarcie, wydzielanie ciepła, utwardzenie zgniotowe, “stick-slip”, drgania itp. W przeciwieństwie do samych wrót, elementów kontaktowych nie wystarczy projektować w oparciu o analizę naprężeń i odkształceń. Kryteria dodatkowe to m.in.: ścieranie, adhezja, tarcie, wydzielanie ciepła, utwardzenie zgniotowe, “stick-slip”, drgania itp. BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 13

14 WNIOSKI I ZALECENIA (2): Obecnie istnieje szereg programów komputerowych symulujących zachowanie się stref kontaktowych. Załączony do pracy program autora, DISCO, umożliwia modelowanie takich stref oraz innych nieciągłości w układach prętowych. Obecnie istnieje szereg programów komputerowych symulujących zachowanie się stref kontaktowych. Załączony do pracy program autora, DISCO, umożliwia modelowanie takich stref oraz innych nieciągłości w układach prętowych. Obok doświadczeń terenowych – w tym i z pokrewnych dziedzin (np. łożyska sterów okrętowych) – w pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych autora nad kontaktami wrót śluz. Obok doświadczeń terenowych – w tym i z pokrewnych dziedzin (np. łożyska sterów okrętowych) – w pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych autora nad kontaktami wrót śluz. Szczególnie niekorzystne w łożyskach wrót jest łączenie obciążeń normalnych (radialnych) i stycznych (osiowych). Ich rozdzielenie daje m.in. oszczędności w utrzymaniu i przedłuża żywotność wrót. Przykładem jest przedstawiona koncepcja wrót wiszących. Szczególnie niekorzystne w łożyskach wrót jest łączenie obciążeń normalnych (radialnych) i stycznych (osiowych). Ich rozdzielenie daje m.in. oszczędności w utrzymaniu i przedłuża żywotność wrót. Przykładem jest przedstawiona koncepcja wrót wiszących. Wzrost wagi zagadnień kontaktowych wynika także z zebranych w pracy danych statystycznych. Zagadnienia te zajmują 1-sze miejsce w grupie przyczyn mechanicznych przerw w pracy śluz, wyraźnie wyprzedzając np. uszkodzenia konstrukcji wrót. Wzrost wagi zagadnień kontaktowych wynika także z zebranych w pracy danych statystycznych. Zagadnienia te zajmują 1-sze miejsce w grupie przyczyn mechanicznych przerw w pracy śluz, wyraźnie wyprzedzając np. uszkodzenia konstrukcji wrót. BouwdienstRijkswaterstaat Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 14


Pobierz ppt "PROBLEMY KONTAKTOWE WRÓT ŚLUZ I INNYCH ZAMKNIĘĆ WODNYCH W ŚWIETLE BADAŃ I DOŚWIADCZEŃ TERENOWYCH - praca doktorska - autor:Mgr inż. Ryszard Daniel promotor:Prof."

Podobne prezentacje


Reklamy Google