147584 (Скрепер), страница 4

Де у=188 мм – відстань від крапки L до опорної поверхні трактора;

h=440 мм – відстань від крапки L до осі задніх коліс трактора, зміряне по горизонталі. = 3028 мм; = 3244 мм; =5184 мм – розміри, вказані на Рис. 3.3. З півученого рівняння визначаємо:

На Рис. 3.1. і Рис. 3.3. показані позитивні напрями , вона вважається позитивною, якщо направлена вгору.

3.1.3. Визначаємо становлячі реакції і ,

Діючі із сторони трактори на скрепер.

Складова рівняння сум проекцій сил, діючих на скрепер щодо осей х і у

Звідки

З.1.4. Розглянемо рівновагу ковша скрепера (Рис. 3.4)

Рис. 3 .4. Схема сил, діючих на ківш

Складаємо рівновага суми моментів сил, діючих на ківш щодо упряжного шарніра E:

Де S – сумарне зусилля на гідроциліндрах приводу ковша кН;

- відстань від центру задніх коліс трактора до центру тяжкості ковша, зміряне по горизонталі.

=2329 мм – плече зусилля на гідроциліндрах приводу ковша М відносно упряжного шарніра, звідки:

Складаємо рівняння суми проекцій сил, діючий на ківш:

Де - - 5,69 – догод нахилу осі гідроциліндра до вертикалі.

На Рис. 3.4. вказаний позитивний напрям кута . Звідки

, - складові сумарних реакцій доводяться на два упряжні шарніри. Через симетрію, становлячі реакції на кожен упряжний шарнір поділяться навпіл.

3.1.5. Розкладаючи результуючі зусилля в упряжному шарнірі на становлячі, подовжні і поперечні осі тяги тягової рами одержимо

Де =8,25 – кут нахилу рами до горизонталі.

3.1.6. Результуюча реакція на упражном шарнірі

3.1.7. Реакції в підп'ятниках кріплення арки-хобота з ССУ

Складаємо рівняння суми моментів щодо крапки До сил, діючих на ківш з тяговою рамою (Рис. 3.5.)

де: =-88 м - відстань від нижньої цапфи кріплення арки-хобота з ССУ (крапки Д_о) до осі заднього моста трактора. Знак мінус указує, що крапка До знаходиться правіше за вісь заднього моста трактора. = 3399 мм – відстань від заднього моста трактора до центру тяжкості ковша з тяговою рамою. =2424мм - відстань від нижньої цапфи кріплення арки-хобота з ССУ (точки К) до ріжучої кромки ножа (зміряне по вертикалі).

- реакція на верхній цапфі кріплення арки – хобота з ССУ.

З останнього рівняння знаходимо:

Складаємо рівняння сум проекцій на осі X і У сил, діючих на ківш з тяговою рамою:

- становлячі реакції на нижній підп'ятник кріплення арки хобота з ССУ (Рис. 3.5 вказаний позитивний нахил кута

З останніх рівнянь маємо:

3.1.8. Зусилля в тязі ССУ

Вважатимемо, що зважаючи на симетрію зусилля в лівій і правій тязі ССУ однакові.

Рис. 3.6. Схема сил на тягу ССУ

У З.1.3. сума зусиль на передній і задній тязі і були замінені еквівалентними їм зусиллями і . Знаючи зусилля і ., знаходимо і . На рис 3.6. показана схема сил на тязі ССУ. Складаючи рівняння сум проекції на осі Х і У маємо:

_

Дозволяючи отриману систему рівнянь відносно і , знаходимо:

Де - кути нахилу передньої і задньої тяги ССУ і вертикалі.

Звідки одержуємо:

3.1.9. Зусилля в підп'ятниках гребеня

Щоб визначити реакції на нижніх попятниках гребеня, складаємо рівняння суми моментів сил, діючих на гребінь щодо крапки N (Рис. 3.7), а також рівняння сум проекцій сил на горизонтальні і вертикальні осі.

Де =1250 мм, =160 мм, =275 мм, = 507 мм,

Звідки

3.1.10. Реакції на передній і задній мости трактора визначаємо з рівняння суми моментів сил, діючий на трактор, щодо крапки L (Рис. 3.2.) і з рівняння сум проекцій на вертикальну вісь

Звідки

3.2 Друге розрахункове положення

Режим копання з вивішеним задніми колесами скрепера. Скрепер при русі спирається на ріжучу кромку – ножа, розглядається кінець процесу копання, коли ківш скрепера наповнений з шапкою.

Рис. 3.8. Схема сил, діючим на агрегат трактор скрепер при копанні

Рис. 3.9. Схема сил, діючих на скрепер

3.2.1. Горизонтальна і вертикальна складові супротиву копанню

Перепишемо формули 3.1.1. і 3.1.2., вважаючи в них , оскільки задні колеса скрепера вивішені.

З першого і другого рівняння маємо:

Підставляємо одержане рівняння в третє:

G_CK(X₂+X) - E_b(X₁+X) - T(y+h)+(G_T+G_CK)•f(y+h) - Eb•f(y+h)=0

Вирішуємо одержане рівняння щодо Е_b:

,

Е₂=Т-(G_T+G_CK-E_b)f=80-(76+136,55-139) •0,1=72,6 кН.

3.2.2 Становлячі реакції, діючі, з боку скрепера на трактор, одержимо з 3.1.3, вважаючи R₃=0

X_L=E₂=72,6 кН;

Y_L=G_CK-E_b=136,55-139=-2,45 кН.

3.2.3 Сумарне зусилля на гідроциліндрах приводу ковша і вертикальна і горизонтальна складова сумарної реакції на упряжні шарніри визначаються по формулах 3.1.4, вважаючи, що в них R₃=0

S=[-G_K(X₅-X₄) - E_b(X_y-X₁)+E₂•Y_o]/H₆=[-133,04•(3516-4264) - 139•(4264-3028)+72,6•567]/2329=-35,7 кН;

Y_E=G_K-Eb-Scosб0=113,04-139-(-35,7) •cos(-5,69°)=9,56 кН;

X_E=E₂-Ssinб0=73,6-(-35,7) sin(-5,69°)=69 кН.

Розрахунки зусиль в решті вузлів виробляються по формулах 3.1.5…3.1.10.

3.2.4 Становлячі реакції на одному упряжному шарнірі, паралельні і перпендикулярні осі тяги тягової рами

N_E=(X_Ecosδ₁+Y_Esinδ₁) /2=(69•cos8,25°-9,56•sin8,25°) /2=0,22 кН;

Q_E=(X_Esinδ₁+Y_Ecosδ₁) /2=(69•sin8,25°-9,56•cos8,25°) /2=0,22 кН.

3.2.5 Результуюча реакція на упряжному шарнірі

.

3.2.6 Реакції в підп'ятниках кріплення арки-хобота з ССУ

Р₈=[G’_CK(X₈+X₆) - E₂•H₂-E_b(X₈+X₁)]/H₁=

=[129,42•(-88+3399) - 72,6•2424-139(-88+3028)]/456=-342,4 кН;

Р₇=E₂cosβ₀+(E_b-G’_CK)sinβ₀-P₈=

=72,6cos(-3,39°)+(139-129,42)sin(-3,39°) - (-342,4)=414,3 кН;

Р₆=(G’_CK-E_b)cosβ₀+E₂sinβ₀=(129,42-139)cos(-3,39°)+72,6sin(-3,39°)=-13,84 кН.

3.2.7 Зусилля в тязі ССУ

.

3.2.8 Зусилля в підп'ятниках гребеня

S₅=[P₆C₆-P₇(C₁-H₁) - P₈C₁]/C₄=

=[-13,84•160-414,3•(1250-456) - (-342,4) •1250]/507=190,99 кН;

S₄=P₆-S₅=-13,84-190,99=-204,83 кН;

S₃=P₇+P₈=414,3-342,4=71,9 кН.

3.2.9 Реакції на передній і задній мости трактора

R₁=[G_T•1830+Y_LX-X_LY]/2860=[76•1830+72,6•440-(-2,45)∙188]/2860=59,95 кН;

R2=G_T+Y_L-R₁=76+72,6-59,95=88,65 кН.

3.3 Третє розрахункове положення

Скрепер переміщається рівномірно по горизонтальній поверхні, ківш наповнений з шапкою, відбувається виглубління ножа, гідроциліндр приводу ковша розвиває максимальне зусилля, трактор – максимальну силу тяги.

3.3.1 Максимальне сумарне зусилля на гідроциліндрах приводу ковша при його заглибленні

S=p•2•(π/4) •(D₄-d₂)=140•2•(3,14/4)•(104-52)=16,5 кН,

Де D=10 см, d=5 см – діаметри поршня і штока гідроциліндра.

3.3.2 Запишемо умову, при якому сумарне зусилля на гідроциліндрах приводу ковша повністю реалізується на преодоління опорів заглибленню ножа, для чого перепишемо перший вираз з 3.1.4

∑М[E]=R₃(x₃-x₄)-E_b(x+x1) - E₂•y₀+R₃•f•y₀-S•H₆+G_K(x₄-x₅)=0.

Звідки

;

Прирівнявши праві частини останніх виразів, знаходимо:

E_b•K₀=E₂•K₁+K₂.

де

Звідки

E_b=K₃•E₂+E_y=0,2818•E2+72,6;

K₃=K₁/K₀=0,5296;

К₄=К₂/К₀=-36,9/1,879=-19,64.

3.3.3 Горизонтальна складова опору копанню

З 3.1.1 маємо E₂=T-f(G_T+G_CK)+f•E_b.

Підставляємо останній вираз в 3.3.2:

E₂=T-f(G_T+G_CK)+f(K₃•E₂-K₄).

Вирішуємо одержане рівняння щодо Е2:

3.3.4 Вертикальну складову опору копанню визначаємо по останній формулі 3.3.2

E_b=K₃E₂+K₄=0,2818•58,4+(-19,64)=38,76 кН.

3.3.5 Реакцію на задні колеса скрепера визначаємо по формулі 3.1.2

3.3.6 Горизонтальну і вертикальну складові сумарних реакцій, що доводяться, на два упряжні шарніри визначаємо, по формулах 3.1.4

X_E=E₂+R₃f-Ssinб0=58,4+62,2•0,1-16,5sin(-5,69°)=66,2 кН;

Y_E=G_K-E_b-R₃-Scosб0=113,04-38,76-62,2-16,5cos(-5,69°)=-4 кН.

3.3.7 Становлячі реакції на одному упряжному шарнірі, паралельні і перпендикулярні осі тяги тягової рами

N_E=(X_Ecosб₁+Y_Esinб₁) /2=(66,2cos8,25°-4sin8,25°) /2=32,5 кН;

Q_E=(X_Esinб₁-Y_Ecosб₁) /2=(66,2sin8,25°+4cos8,25°) /26,7 кН.

3.3.8 Результуюча реакція на упряжному шарнірі

3.3.9 Реакції в підп'ятниках кріплення арки-хобота з ССУ

P₈=[G’_CK(X₈+X₆) - R₃(X₈+X₃) - fR₃H₂-E₂H₂-E_b(X₈+X₁)]/H₁=[129,42•(-88+3399) -

-62,2•(-88+3399) - 0,1•62,2•2424-58,4•2424-38,76•(-88+3028)]/456=-348,8 кН;

P₇=(E2+R3f)cosβ0+(Eb+R3-GCK)sinβ0-P8=(58,4+62,2•0,1) cos(-3,39°)+

+(38,76+62,2-129,42)sin(-3,39°)-(-348,8)=415 кН;

P₆=(G’_CK-E_b-R₃) cosβ0+(E₂+R₃f) sinв0=(129,42-38,76-62,2) cos(-3,39°)+

+(58,4+62,2•0,1)sin(-3,39°)=24,6 кН.

3.3.10 Становлячі реакції, діючі з боку скрепера на трактор

X_L=E₂+R₃f=58,4+62,2•0,1=64,62 кН;

Y_L=G_CK-E_b-R₃=136,55-38,76-33,59 кН.

3.3.11 Зусилля в тязі ССУ

3.3.12 Зусилля в підп'ятниках гребеня

S₅=(P₆∙C₃-P₇(C₁-H₁) - P₈C₁) /C₄=(24,6•160-415(1250-456) - (-348,8) •1250) /507=217 кН;

S₄=P₆-S₅=4,2-217=-212,8 кН;

S₃=P₇+P₈=415+(-348,8)=66,2 кН.

3.3.13 Реакци на предній і задній мости трактора

R₁=(G_T∙1830+y_Lx-x_Ly) /2860=(76∙1830+35,59∙440-64,62∙188) /2860=49,85 кН;