Довідник для конструкторів, інженерів, технологів, Розгортки поверхонь бункерів.
Бункером називається спеціальний резервуар, призначений для вміщення та перевантаження сипких матеріалів. Бункери бувають різноманітної форми. Найбільш поширені наведені на рис. 1 і 2. Форма бункерів на рис.1, а, б, в, г являє собою поєднання форм призми і пірамід прямої або похилої.
Малюнок 1
На рис.1, д зображено пірамідальний бункер. Форма бункерів на рис.2, а, б, в - утворена поєднанням циліндра і конуса - кругового (рис.2, а) та еліптичного (рис.2, б, в)
Малюнок 2
На рис.2, г - поєднанням циліндра та сфери; на рис.2, зображений конічний бункер.
Як приклад для побудови розгортки на рис. 3, а даний бункер, форма якого являє собою пряму усічену прямокутну піраміду.
Малюнок 3
Заданими величинами є розміри отворів a, a1 та b, b1 та висота піраміди h. Для хорошого спорожнення бункера необхідно, щоб найменший кут нахилу стінки (грані) бункера до горизонту, в даному випадку кут α2, був більший на 5 - 10 кута природного укосу сипучого матеріалу в умовах спокою. Щоб матеріал не зависав на ребрах бункера, слід визначити кут нахилу ребер до горизонту θ. Він повинен бути трохи більше кута тертя матеріалу об стінку бункера.
Для визначення величини цього кута, який, очевидно, завжди буде менше кутів α1 ;і α2, побудована допоміжна проекція бункера, на якій одне з ребер бункера - ребро EF зобразилося в натуральну величину. Кут нахилу цього ребра до горизонтальної площини і буде шуканим. Як видно з креслення, цей кут може бути розрахований аналітично за формулами 1.
Формула 1
Зазвичайрозміри бункера такі, що його поверхня не може бути виконана з одного листа, тому для його виготовлення визначають форму та розміри кожної грані, а потім з'єднують їх за допомогою зварювання.
Бічні грані бункера є рівнобічні трапеції. Їх основи задані і відповідно дорівнюють a, a1, b, b1, а їх висоти h1 і h2 визначаються на фронтальній та профільній проекціях. Для виготовлення каркаса бункерів великої ємності потрібно визначення кута γ, наприклад, для розмальовки кутової сталі, з якої виконується каркас бункера, див. 3, б.
Цей кут є лінійним кутом, що вимірює двогранний кут між двома суміжними гранями піраміди. Він вийде, якщо перетнути межі площиною, перпендикулярною до їх ребра. Його натуральна величина визначена на рис. 3 наступним чином. Двогранний кут при ребрі EF перетнутий площиною, перпендикулярною до цього ребра і проходить через довільну точку До ребра. Тоді в перетині вийде трикутник MNK, причому кут при вершині Кі буде шуканим.
На допоміжній проекції бункера цей трикутник зображений прямий (m'1, n'1) k'1, а трикутник mnk є горизонтальною проекцією. Для визначення натуральної величини кута MKN = γ досить розташувати пряму (m'1 n'1) k'1 паралельно горизонтальній площині, тобто. поставити її у положення (m'1 n'1) k'0. Тоді кут mk0n і буде шуканим.
Кут γ може бути розрахований аналітично за формулою: γ = γ1 + γ2, де кути γ1 і γ2, у свою чергу, визначаються із залежності:
Формула 2
На рис. 4 зображено бункер, поверхня якого являє собою поєднання кругового циліндра та еліптичного конуса.
Малюнок 4
Найменший з кутів нахилу його утворюють до горизонту, у разікут α, повинен бути на 5 - 10 º більше кута природного укосу сипучого матеріалу в стані спокою.
Розгортка верхньої циліндричної частини бункера буде прямокутником розмірами πD х h1. Розгортка нижньої частини бункера - усіченого еліптичного конуса з круговою основою - може бути побудована за доступної (див. рис. 4, а) або недоступної (див. рис. 4, б) вершині конуса.
Малюнок 4a
Малюнок 4б
Однак слід зауважити, що зважаючи на великі похибки, які виходять в останньому випадку побудови розгортки, краще піти на зменшення масштабу (але не менше 1:10) і виконати, якщо можливо, побудову розгортки при доступній вершині конуса.
Натуральні довжини утворюючих можуть бути визначені аналітично за формулою 1 та таблицею (див. розділ «перехід кола у прямокутник»).
На рис. 5 наведено бункер коритоподібної форми - параболічний бункер.
Малюнок 5
Такі бункери виготовляються із сталевих листів та застосовуються для короткочасного зберігання сипучих матеріалів при поступовому їх витрачанні. Вивантаження матеріалу провадиться через люки, розташовані в донній частині корита. Один із таких люків зображений на рис. 5. Форма торцевої стінки має вигляд параболи, рівняння якої у функціональній залежності х/b має вигляд:
Формула 3
Користуючись наведеним вище рівнянням, можна побудувати контур торцевої стінки для розкрою матеріалу. Для полегшення обчислювальних операцій нижче наводиться таблиця відносин y/h залежно від значень x/b: