ВЕТРОВОЙ ЭФФЕКТ В РАСПАШНЫХ ВОРОТАХ

Предполагается, что : створка закрыта ветер дует перпендикулярно створке в направлении против открытия Так как ветер воздействует на створку равномерно по всей площади, то можно эквивалентную Силу ветра Fv приложить к центральной части ворот: Fv = A x pv где pv = давление ветра (по Шкале Бефорта) A = площадь поверхности створки (при 100% заполнении, длина x высота) Распашные ворота Fv

Плечо вращения полотна на петлях : Fv x B = Fo x b[1] Поскольку рычаг приложения силы ветра заведомо больше рычага приложения силы привода, то следует принять, что B > > b И как следствие Fo >> Fv ВЫВОД: Таким образом, так как привод работает с меньшим рычагом прикладывания силы, то для того, чтобы открыть створку он должен развивать силу Fo, значительно большую, чем сила ветра Fv. B = L/2 b Fv Fo ЛИНЕЙНЫЙ ПРИВОД

При увеличении длины створки, увеличивается рычаг В. Для сохранения баланса сил, сила ветра, которую преодолевает привод при открытии створки должна уменьшаться (Fv)max = Fo / 5 (Fv)max = Fo / 7.5 (Fv)max = Fo / 10

Принимая во внимание, что : Fv = A x pv и предполагая, что параметр А увеличивается пропорционально длине створки, при максимуме ветрового давления (pv)max (эквивалентная сила ветра), получаем что для открытия створки приводом, необходимо уменьшать площадь полотна ; ( при удлинении створки вдвое, максимально допустимое давление ветра составит ¼ от первоначального). (pv)max = Fo / 10 (pv)max = Fo / 40 A=4 A=2 A=3 (pv)max = Fo / 22.5

Принимая во внимание трение в петле, модифицируем [1] учитывая, что реальный рычаг приложения силы привода Fo будет равен b < b. Очевидно, что при реальных условиях привод прикладывает большее усилие, нежели в идеальных условиях (без учета трения в петлях). В действительности пропорции Fo и Fv при учете трения изменяются незначительно. Вывод: В распашных воротах основным параметром для выбора привода является эффективная площадь полотна створки. Вес створки не является значимым параметром, так как трение в петле не влияет на вращающее усилие привода, приложенное к системе. Fv Fo b Место трения

Шкала для расчета электропривода по ветровой нагрузке 0 – баллов; скорость до 1 м/с Давление – 0,086 кг/м 2 1 – балл; скорость 1,5-2 м/с Давление – 0,34 кг/м 2 2 – балла; скорость 3-4 м/с Давление – 1,37 кг/м 2 3 – балла; скорость м/с Давление – 3,08 кг/м 2 4 – балла; скорость 6,5-8 м/с Давление – 5,48 кг/м 2 5 – баллов; скорость 8,5-10 м/с Давление – 8,56 кг/м 2 6 – баллов; скорость 10,5-12 м/с Давление – 12,32 кг/м 2 7 – баллов; скорость 12,5-14 м/с Давление – 16,78 кг/м 2 8 – баллов; скорость 14,5-17 м/с Давление – 24,75 кг/м 2 9 – баллов; скорость м/с Давление – 34,25 кг/м 2 10 – баллов; скорость м/с Давление – 45,30 кг/м 2 11 – баллов; скорость м/с Давление – 77 кг/м 2 12 – баллов; скорость >40 м/с Давление – ~140 кг/м 2

Сопоставляя каждому приводу коэффициент K, и зная длину створки L можно определить : МАКСИМАЛЬНУЮ ПЛОЩАДЬ СТВОРКИ A, ЗАДАВШИСЬ ДАВЛЕНИЕМ ВЕТРА pv. или МАКСИМАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ ВЕТРА pv, ЗАДАВШИСЬ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ПОВЕРХНОСТИ A Максимальная площадь створки A[m2] Длина створки L[m] Давление ветра pv [Kg/m2] Максимальное давление ветра pv [Kg/m2] Длина створки L[m] Площадь поверхности створки A[m2] Методика быстрого расчета

ПРЕДЕЛЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Привод 411 LS 230 V( усилие 200 [daN]) с упорами на открытие и закрытие. Рекомендуемые установочные размеры (a=b=14[cm]) для угла открытия 90° Считаем ветер перпендикулярным плоскости закрытой створки. Формулы справедливы в случае использования створки со 100% заполнением. В случае неполного заполнения (A=LHµ). где µ- коэффициент заполнения. Максимальная площадь створки A[m2] Длина створки L[m] Давление ветра pv [Kg/m2] Максимальное давление ветра pv [Kg/m2] Длина створки L[m] Площадь поверхности створки A[m2] 411 LS

ПРЕДЕЛЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Привод 390 (усилие 250 [Nm]) Установочные размеры A=21[cm] B=12[cm] C=70[cm] ( если A=6[cm] B=12[cm] C=73[cm], то K станет 46 ) ( если A=36[cm] B=12[cm] C=67[cm], то K станет 76 ) Угол открытия 90° вовнутрь Считаем ветер перпендикулярным плоскости закрытой створки. Формулы справедливы в случае использования створки со 100% заполнением. В случае неполного заполнения (A=LHµ). где µ- коэффициент заполнения. Максимальная площадь створки A[m2] Длина створки L[m] Давление ветра pv [Kg/m2] Максимальное давление ветра pv [Kg/m2] Длина створки L[m] Площадь поверхности створки A[m2] 390

ПРЕДЕЛЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Привод 422 CBAC ( усилие 690 [daN]) Рекомендуемые установочные размеры (a=b=12[cm]) угол открытия 90° Считаем ветер перпендикулярным плоскости закрытой створки. Формулы справедливы в случае использования створки со 100% заполнением. В случае неполного заполнения (A=LHµ). где µ- коэффициент заполнения. Максимальная площадь створки A[m2] Длина створки L[m] Давление ветра pv [Kg/m2] Максимальное давление ветра pv [Kg/m2] Длина створки L[m] Площадь поверхности створки A[m2] 422 –CBAC

В некоторых случаях для рассмотрения действующей силы привода, удобно рассматривать эквивалентную силу, приложенную к краю створки. В этом случае: Fe x L = Fo x b[3] Сила Fe имеет плечо B=L, однако при увеличении предела Fv вдвое (при этом B=L/2). Чтобы определить Fe в [Kgf] необходимо коэффициент К уменьшить вдвое. B=L b Fe Fo ЭКВИВАЛЕНТНОЕ УСИЛИЕ НА КРАЮ СТВОРКИ

Рассмотрим пример на основе привода Vdc ( K=53 ). Створка: длина L=1.8[m] высота H=2[m], заполнение 40%, то есть µ=0.4. Примем рекомендованные установочные размеры (a=b=14.5[cm]) и угол открытия 90°. Какое максимальное давление ветра допустимо для привода при такой створке ? Какое максимальное эквивалентное усилие может быть создано приводом на краю створки ? 1.Поверхность сопротивления : A=LHµ=1.8x2x0.4=1.44[m²] 2.Считаем, что ветер перпендикулярен плоскости закрытой створки. Полученный результат соответствует силе ветра в 8 баллов по шкале Бофорта. 3.Эквивалентное усилие на краю створки будет : Пример

Ветровой эффект в сдвижных воротах

Для перемещения створки привод должен развивать усилие Fo, большее, чем трение в роликах и потери в передаче. Соотношение баланса привода при: Fp x µv = Fo x R R радиус шестерни, µv фрикционный показатель, Fp вес створки. ВЫВОД: Усилие, необходимое приводу для перемещения створки пропорционально ее весу. R µv Fo Fp Сдвижные ворота Ветровой эффект незначительно сказывается на работе привода. Действие ветра компенсируется прижимными роликами. Fp

Если ворота установлены не строго горизонтально, то приводу необходимо преодолевать не только силу трения качения но и также силу, создаваемую весом створки Р. ВЫВОД Измерение площади полотна ворот нецелесообразно, поскольку ветровой эффект незначителен. Усилие, необходимое приводу для перемещения створки пропорционально ее весу. P Fp P