Конструкция и расчет торсионной подвески БГМ (1035793), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Расчет подшипников опорных катковРасчет подшипников опорных катков производится в следующемпорядке.Средняя плоскостьRbRaPCTabРис. 3.2Определяем радиальные нагрузки на подшипники (рис. 3.2):Rа = PCT⋅b/(a+b),Rb = PCT⋅a/(a+b).Осевая нагрузка на подшипники определяется по формуле:A = ψ⋅PCT,где ψ = 0,1…0,15.Приведенная радиальная нагрузка на шариковый радиальныйподшипник:QПР = (R⋅KК + A⋅m)⋅KБ⋅KT,гдеKК = 1,2–коэффициент вида нагрузки (неподвижная относительновнутреннего кольца);m = 1,5–коэффициент влияния осевой нагрузки;KБ = 3–коэффициент безопасности (для тяжелых условий работыс ударами);KT = 1–температурный коэффициент (нормальные условия).Приведенная радиальная нагрузка для роликового радиальногоподшипника:QПР = R⋅KК⋅KБ⋅KT.Далее подбираем подшипники по динамической грузоподъемности:C = QПР(6⋅10-5⋅n⋅h)1/α,гдеn–частота вращения катка, об/мин;h = 600…700–ресурс подшипника в часахα=–для шарикового,3для роликового подшипника.3,33.3.
Расчет балансира на прочностьРасчет балансира на прочность ведется по правилам сопромата.Учитываются все силы, действующие на балансир: реакции в подшипеикахверхней и нижней оси балансира, силы со стороны амортизатора иотбойника, момент от торсиона. Пример расчетной схемы балансирапредставлен на рисунке 3.3.Балансиррасчитыаветсявнесколькихнаиболеенагруженыхположениях (варианты при β = 90° и β = βм обязательны длярассмотрения). Строятся эпюры нагружения и определяется ряд наиболееопасных сечений. Далее, из конструктивных соображений, размеры иформаучастковбалансиравыбираетсятакимобразом,чтодыкоэффициенты запаса во всех опасных сечениях былм примерноодинаковые и равные 3.baDaDbRa4Rb3D24Rа.пр.maxla2βLa3lbβ2D11RБl2PCTl11Рис.
3.3Значения силовых факторов берутся из характеристик упругого идемпфирующего элемента. В случае пробоя подвески (β = βм), силы,действующие на балансир со стороны отбойника и катка, принимаютсяравными утроенной максимальной силе от упругого элемента подвески.Далее необходимо рассчитать подшипники балансира в корпусе, атакже оценить работоспособность шлицевых соединений балансира.Игольчатыеподшипникибалансиравыбираютсяпостатическойгрузоподъемности, подшипники скольжения – по допускаемым давлениямв зависимости от материала вкладышей и типа смазки.
Шлицевыесоединения рассчитываются на смятие.3.4. Определение основных размеров телескопических амортизаторовPKPVкVштlLaRБРис. 3.4Рис. 3.5Для определения размеров амортизатора необходимо сначалаперейти от сил на катке к силам, действующим непосредственно на штокамортизатора. Для этого определим передаточное отношение каток-штокамортизатора (рис 3.4):ia = Vк/Vшт = RБ/La.Плечо установки амортизатора на балансире выбирается поконструктивным соображениям, а также на основе расчета основныхразмеров амортизатора. Типичный диапазон значений ia составляет 1,0÷4,0.Максимальная сила сопротивления на штоке амортизатора на прямом иобратном ходе:Rmaxд.пр.
= Rmaxк.пр.⋅ia,Rmaxд.об. = P(fполн)⋅ia.Диаметр поршня амортизатора:R maxд.обDП = 22πp max (1 − d ШТD2П),где отношение диаметров dшт/DП = 0,3÷0,4 в существующих конструкциях,максимальное давление pmax находится в пределах 1,5×107÷4,5×107 Па.Длина штока и цилиндра определяются, исходя из конструктивныхикомпоновочныхсоображений,причемдлинацилиндрадолжнаобеспечивать полный ход штока и гарантированный зазор 0,02÷0,04 м.Толщина стенок амортизатора рассчитывается по формуламсопротивления материалов для цилиндра, нагруженного внутреннимдавлением.Для штока амортизатора в выдвинутом положении производимпроверку на устойчивость при сжатии (рис.
3.5). Считая цилиндрабсолютно жестким на изгиб, критическую силу определим по формуле:PKP =14,6EI, гдеl2I — осевой момент инерции штока;l — длина амортизатора с полностью выдвинутым штоком.3.5. Расчет дроссельной системы амортизатораЗдесь предлагается упрощенный алгоритм расчета дроссельнойсистемы амортизатора. Допущением является то, что рассматриваемтолько местные гидравлические сопротивления, пренебрегая потерями натрение в трубопроводах. Также считаем, что на прямом и обратном ходеработает по одному отверстию.
Площади поперечных сечений этихотверстий и необходимо определить.Исходнымиданнымидлярасчетаявляетсяуточненнаяхарактеристика демпфирующего элемента подвески Fд к(vк), которую, сучетом передаточной функции каток – шток амортизатора, необходимопреобразовать в зависимость силы на штоке от скорости штока Fд шт(vшт).До сих пор мы допускали, что характеристика амортизаторакусочно-линейная.Теперьмыдолжныперейтикквадратичнойзависимости демпфирующей силы то скорости штока. Для этого линейныенаклонные участки прямого и обратного хода на характеристикиамортизатора (рис.
2.3) заменяем квадратичными параболами из условияравенства площадей под графиками.Полученную в итоге характеристику демпфирующего элемента намнеобходимореализовать,подбираяплощадипоперечныхсеченийотверстий для прямого и обратного хода. Для этого сначала найдемдемпфирующую силу местного сопротивления.Чтобы определить демпфирующую силу местного сопротивления(дроссельного отверстия) рассмотрим выражение для расхода жидкостичерез местное сопротивление [4]:G=2⋅ S 2 ⋅ P1 − P2 ,ζ ⋅ρгде ζ – коэффициент местных потерь,ρ – плотность жидкости (ρ = 900 кг/м3),S2–площадьпоперечногосечениянавыходеизместногосопротивления,(Р1–Р2) – перепад давления на местном сопротивлении.После некоторых преобразований получим демпфирующую силуместного сопротивления:ρF = ζ Э ⋅ ⋅ S ⋅ v12222где эквивалентный коэффициент местных потерь ζ Э = ζ ⋅ S1 / S 2 ,S1 – площадь поперечного сечения на входе местного сопротивления,S – площадь, на которую действует перепад давления,v1 –скорость жидкости на входе местного сопротивления.Если представить гидравлические потери в амортизаторе в видесуммы эквивалентных местных потерь, тогда демпфирующая сила наштоке будет равна:ρ2FштД = ∑ ζ Э ⋅ ⋅ Sп ⋅ v шт,2где Sп – площадь поршня,vшт – скорость штока.Суммаэквивалентныхкоэффициентовместныхпотерьамортизатора состоит из потерь на сужение и расширение потокажидкости в дроссельном отверстии, приведенных к скорости штока(домноженных на Sп2 / S12).
Потери на сужение и расширениеопределяются по формулам [5]:ζ сужен = 0,5(1 − S2 / S1 ) .ζ расш = (1 − S1 / S 2 ) 2 ,Такимобразом,изменяяплощадьпоперечногосечения(эквивалентный диаметр) дроссельного отверстия, добиваемся того, чтобысила сопротивления на нем совпадала с выбранной по характеристикеамортизатора при той же скорости штока.Литература1. Расчет и конструирование гусеничных машин /Под ред. Н.А.Носова. –Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1972.—559 с.2.
Дядченко М.Г., Котиев Г.О., Наумов В.Н. Основы расчета системподрессоривания гусеничных машин на ЭВМ: Учебное пособие покурсу «Теория ходовых систем гусеничных машин». – М.: МГТУ им.Н.Э. Баумана, 2002. – 52 с.3. Дмитриев А.А., Чобиток В.А., Тельминов А.В. Теория и расчетнелинейных систем подрессоривания гусеничных машин. — М.:Машиностроение, 1976. — 207 с.4. Котиев Г.О., Смирнов А.А., Шилкин В.П.
Исследование рабочихпроцессоввпневмогидравлическихустройствахсистемподрессоривания гусеничных машин: Учеб. пособие. – М.: Изд-воМГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. – 80 с.5. Сборник задач по машиностроительной гидравлике: Учебное пособиедля машиностроительных вузов / Д.А. Бутаев, З.А. Калмыкова, Л.Г.Подвидз и др.; Под ред. И.И. Куколевского и Л.Г. Подвидза. – 4-е изд.,перераб.
– М.: Машиностроение, 1981. – 464 с..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
